aplikasi proses cryogenic pada pressure vessel

Kata “cryogenic” berasal dari dua kata Yunani, “cryos” yang berarti sedingin es, dan “genes” yang berarti membentuk. Istilah kriogenik pertama kali digunakan pada tahun 1875 dan telah menjadi penggunaan umum sejak 1955. Suhu kriogenik biasanya dianggap di bawah ini -150^oF.

Aplikasi kriogenik ditemukan pada baja, ruang angkasa, pemurnian, pengelasan, kimia, kaca, semen, makanan, industri elektronik dan medis. Industri baja dan kimia mewakili konsumen terbesar dari produk ini.

Kontainer khusus untuk cairan kriogenik adalah pressure vessel, storage bola atau tank. Perangkat penyimpanan ini umumnya terdiri dari dinding ganda, seperti termos. Di antara dua dinding ada penghalang isolasi untuk menjaga suhu dingin di dalam bejana dalam. Persyaratan menjadi penting secara ekonomi dalam hal meminimalkan kehilangan panas, evakuasi ruang. Pemeliharaan vakum menjadi salah satu masalah pelayanan jangka panjang. Persyaratan vakum sering dimulai untuk suhu di bawah – 200 F.

Dalam bejana dan tangki berdinding ganda, dinding bagian dalam dikenakan suhu rendah dan bahan yang dibutuhkan harus sesuai dengan suhu tersebut. Cangkang bejana luar digunakan untuk mendukung isolasi, mengandung vakum, jika diperlukan, dan mendukung berat total tangki, isi dan isolasi. Bejana luar terbuat dari baja karbon biasa, karena merupakan bagian struktural saja. Bagian luar bejana tidak perlu dicap Kode ASME kecuali diminta.

Bejana dalam dapat ditopang dari bejana luar dalam beberapa cara tetapi harus meminimalkan jalur kehilangan panas. Cara khas untuk mendukung bejana bagian dalam adalah melalui serangkaian batang bergoyang dan batang pendukung. Batang ini sebaik nozel yang menembus baik bagian dalam maupun luar cangkang, menyebabkan kehilangan panas paling banyak. Kehilangan panas ini menghasilkan didihan cairan kriogenik dan selanjutnya kehilangan produk.

Isolasi menjadi kurang penting seiring ukuran bejana meningkat. Faktor yang paling penting untuk kehilangan panas adalah rasio luas permukaan terhadap volume. Seperti ukuran bejana meningkat, rasio ini menurun dan kehilangan panas lebih sedikit.

Empat jenis isolasi yang umum digunakan untuk aplikasi kriogenik

Isolasi Vakum Tinggi
Lapisan berlipat (super-isolasi dengan vakum)
Bubuk (perlite atau silika aerogel digunakan tanpa vakum, vakum parsial, atau vakum penuh)
Busa Kaku (tidak memerlukan ruang hampa)

Insulasi Vakum Tinggi digunakan untuk aplikasi di bawah -200 F dalam bejana kriogenik dinding ganda, sebagai lawan dari isolasi antara dinding bejana dalam dan luar. Reflektivitas permukaan dan emisivitas merupakan faktor penting untuk aplikasi ini dan merupakan fungsi dari perawatan permukaan, kelengkapan dan kebersihan. Sistem vakum tinggi dirancang untuk 10^-9 tor atau kurang dari. Semakin baik permukaan akhir dan semakin tinggi emisivitas, semakin baik isolasinya.