液氮杜瓦罐压力升高：现象、原因与应对措施

液氮杜瓦罐，作为储存和供应超低温液氮的关键设备，其核心原理是通过高真空绝层来大限度地减少热传递，从而维持液氮的低温液态。然而，在实际使用中，压力升高是一个常见且需要高度重视的问题。一旦罐内压力超过设计安全范围，不仅会影响正常供液，更会带来严重的安全隐患。那么，液氮杜瓦罐压力高时，具体会出现哪些现象呢？

一、压力升高的直接与间接现象

1. 安全阀频繁起跳或持续排气
这是直接、明显的警示信号。为确保安全，杜瓦罐部都装有泄压安全阀。当罐内压力达到设定阈值时，安全阀会自动开启，发出“嘶嘶”或“噗嗤”的排气声，释放多余的气体以降低压力。如果您发现安全阀排气异常频繁，甚至持续排气不止，这就明确表明罐内压力已长期处于或超过临界状态。

2. 罐体结冰现象加剧，特别是颈管和部

• 部结冰： 杜瓦罐的“脖子”（颈管）是热量传入的主要路径。如果看到罐或颈管部位出现厚厚的结冰，意味着有大量外界热量侵入，导致液氮剧烈气化，压力骤增。这些水汽遇超低温颈管会迅速凝结成冰。

• 底部结冰： 如果罐体底部出现结冰，通常意味着更严重的问题——真空度丧失。杜瓦罐的夹层真空是其主要绝热屏障，一旦真空失效，外部热量会大面积侵入，导致罐体大量结冰和压力急剧、持续地上升。这是非常危险的信号。

3. 压力表指示异常
所有杜瓦罐都配备压力表，用于实时监测内胆压力。压力持续攀升并进入黄色（警示）或红色（危险）区域，是压力过高的直观数据体现。操作人员应养成定时查看压力表的习惯。

4. 蒸发损失率异常增大
液氮在静置状态下也会自然蒸发（日蒸发率），但这是一个相对缓慢和稳定的过程。如果您发现罐内液氮的消耗速度远超正常水平，在不使用的情况下液位也下降得很快，这通常意味着绝热性能下降或热量侵入过多，导致蒸发量激增，直接后果就是压力升高。

5. 供液不稳定或管道“气堵”
当压力过高时，打开阀门排液，初期喷出的可能不是稳定的液氮，而是大量气态氮。这会严重影响下游设备（如高低温试验箱）的降温速率和稳定性。在极端情况下，甚至可能因气体过多而无法正常输送液氮，出现“气堵”现象。

二、压力升高的主要原因

了解现象后，我们必须追溯其根源，才能有效解决问题：

1. 热量侵入过多：

   • 绝热性能下降： 真空夹层的真空度降低是根本原因。真空阀损坏、罐体被磕碰导致微小泄漏，都会破坏真空绝热环境。

   • 环境温度过高： 将杜瓦罐放置在热源附近或阳光直射下，会加剧热量传入。

   • 罐体表面结污： 罐体表面积灰，灰尘具有保温作用，反而会使外部热量更易积蓄并传入内部。

2. 增压阀误开启或故障：

   • 杜瓦罐通常配有一个“经济阀”（自增压阀），其作用是在需要排液时，稍微引入一点气体增压以助流。如果此阀门未完全关闭或因故障一直处于开启状态，就会持续向罐内补充气体，导致压力不受控制地上升。

3. 使用操作不当：

   • 灌装液氮时速度过快： 温暖的输液管插入低温罐体，瞬间会产生大量气体。如果灌装速度过快，这些气体来不及排出，会导致压力瞬间飙升。

   • 盖塞密封不严或丢失： 颈口的盖塞（塞子）是重要的密封和绝热部件。如果未盖严、密封圈老化或丢失，大量外界热空气会直接涌入，造成压力快速升高和液氮的极大浪费。

三、紧急应对与预防措施

一旦发现压力过高，应立即采取以下措施：

• 紧急处置： 立即将杜瓦罐转移到空旷、通风良好的安全区域（避免在密闭空间内操作）。在确保安全的前提下，可以尝试缓慢打开排气阀，进行可控的泄压。操作人员必须佩戴好防冻手套和护目镜，避免接触低温金属部位。

• 根本解决： 检查并关闭增压阀。检查颈塞是否盖好。如果压力仍无法控制或怀疑真空失效，应立即停止使用，并联系专业供应商或厂家进行检修，切勿自行拆卸。

预防胜于治疗，日常应做到：

• 定期检查： 每日使用前查看压力表读数和罐体有无结冰异常。

• 规范操作： 灌装液氮时保持平稳慢速；确保增压阀和所有阀门在用完后处于关闭状态；务必盖紧颈塞。

• 正确存放： 将杜瓦罐放置在阴凉、通风、干燥的场所，远离火源、热源和阳光直射。

• 专业维保： 按照制造商要求进行定期检查和维护，特别是对真空度的检测。

结论

液氮杜瓦罐的压力升高是一个不容忽视的安全警报。通过识别安全阀排气、罐体异常结冰、压力表读数飙升等现象，操作者可以迅速判断设备状态。理解其背后的原因，并采取正确的应对与预防措施，是确保实验室和生产安全、保障设备正常运行以及节约宝贵液氮资源的关键。