液氨環(huán)境壓力容器檢驗(yàn)技術(shù)的探討

楊　煒

摘要：由于常規(guī)檢驗(yàn)技術(shù)和手段無法對液氨環(huán)境中在用的壓力容器進(jìn)行全面檢驗(yàn)，因此，冷庫中的在用壓力容器長期運(yùn)行在安全狀況不明的狀態(tài)下，成為困擾我國特種設(shè)備定期檢驗(yàn)工作的一個(gè)難題，也是特種設(shè)備安全生產(chǎn)中的一大安全隱患。本文主要對聲發(fā)射技術(shù)在對液氨環(huán)境中的在用壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：液氨；壓力容器；檢驗(yàn)；聲發(fā)射技術(shù)

氨（R717）是一種理想的制冷工質(zhì)，具有良好的熱力學(xué)性質(zhì)。液氨環(huán)境一般是指氨制冷系統(tǒng)，應(yīng)用在冷庫的氨制冷技術(shù)中，氨制冷循環(huán)可分為壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)四個(gè)工作過程，其中使用到的壓力容器工作介質(zhì)氨在系統(tǒng)內(nèi)以氣態(tài)或液態(tài)存在，氨的"雜質(zhì)"成份主要是合成氨生產(chǎn)中帶入的微量油、水及不凝性氣體(CH4、Ar等)，以及在制冷過程中壓縮機(jī)工作帶入的油。每套液氨制冷機(jī)中至少有4～8臺液氨介質(zhì)壓力容器，包括冷凝器、貯氨器、氨油分離器、集油器、中間冷卻器、氨液分離器、低壓循環(huán)貯液桶、低壓排液桶等。其中冷凝器、貯氨器、氨油分離器、集油器組成制冷系統(tǒng)的高壓部分，它們的設(shè)計(jì)壓力2.0MPa，設(shè)計(jì)溫度50℃，工作壓力一般在1.1～1.3MPa左右。中間冷卻器、氨液分離器、低壓循環(huán)貯液桶、低壓排液桶等組成制冷系統(tǒng)低壓部分，它們的設(shè)計(jì)壓力1.6MPa，設(shè)計(jì)溫度40℃，工作壓力一般在0.1～0.3MPa左右。

由于這些壓力容器通常都有保溫層、液氨無法倒空、氨制冷機(jī)無法停車等因素的限制，常規(guī)檢驗(yàn)技術(shù)和手段無法對液氨環(huán)境中在用的壓力容器進(jìn)行全面檢驗(yàn)。目前，很多冷庫壓力容器使用年限都超過10年，大部分沒有任何資料或資料不全，投用以后也未進(jìn)行定期檢驗(yàn)。因此，冷庫中的在用壓力容器長期運(yùn)行在安全狀況不明的狀態(tài)下，成為困擾我國特種設(shè)備定期檢驗(yàn)工作的一個(gè)難題，也是特種設(shè)備安全生產(chǎn)中的一大安全隱患。急需一種檢驗(yàn)手段對冷庫在用液氨環(huán)境壓力容器的安全狀況進(jìn)行評估，以確定是否滿足安全運(yùn)行要求。

聲發(fā)射技術(shù)是用儀器檢測、分析聲發(fā)射信號和利用材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的聲發(fā)射信號來推斷材料缺陷的技術(shù)。聲發(fā)射技術(shù)是20世紀(jì)60年代開始,目前逐步成熟的一種新的無損檢測方法,已被廣泛應(yīng)用于材料試驗(yàn)、壓力容器檢驗(yàn)、飛機(jī)、橋梁、起重機(jī)等工程結(jié)構(gòu)的完整性檢驗(yàn)?，F(xiàn)在聲發(fā)射檢測已經(jīng)作為一種常規(guī)的無損檢測方法應(yīng)用在鍋爐壓力容器和壓力管道的檢測中。由于聲發(fā)射檢測在役檢驗(yàn)速度快、周期短、發(fā)現(xiàn)的結(jié)果為活動(dòng)性危險(xiǎn)缺陷,在線檢測可以在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行。而液氨環(huán)境中在用壓力容器有固定保溫層、液氨無法倒空、氨制冷機(jī)無法停車等因素的限制，利用聲發(fā)射技術(shù)對其進(jìn)行檢驗(yàn)是一種比較可行的檢驗(yàn)方法，其主要優(yōu)點(diǎn)有：

⑴在線檢驗(yàn)。在整個(gè)檢驗(yàn)的過程中，在用的壓力容器可以始終處在生產(chǎn)狀態(tài)，不用停產(chǎn)，更不用清空介質(zhì)，僅僅是在檢驗(yàn)的過程中將操作壓力作適當(dāng)調(diào)整即可。

⑵保溫層的最少拆除。如果進(jìn)行常規(guī)檢驗(yàn)，帶保溫的低壓循環(huán)筒、中間冷卻器等壓力容器保溫層必須全部拆除，拆除后的保溫層很難恢復(fù)。利用聲發(fā)射檢測不需要拆除全部保溫層，只需在放置傳感器的部位開挖幾個(gè)φ100mm的保溫層即可完成傳感器的布置，放置傳感器的部位還可作為罐體的測厚點(diǎn)。檢測完成之后，保溫層中傳感器的布置點(diǎn)可很容易地進(jìn)行修補(bǔ)恢復(fù)。

⑶可以同時(shí)進(jìn)行整體性檢測。由于制冷系統(tǒng)是一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)，不可能單獨(dú)對某一臺壓力容器進(jìn)行升壓、降壓操作。采用聲發(fā)射檢驗(yàn)可對整個(gè)系統(tǒng)中的壓力容器進(jìn)行檢測，提高了檢驗(yàn)效率。

某公司冷庫儲氨器89年投入運(yùn)行，從未進(jìn)行過檢驗(yàn)，出廠資料遺失。聲發(fā)射檢驗(yàn)的升壓、保壓過程中發(fā)現(xiàn)有效聲發(fā)射源五處。根據(jù)《金屬壓力容器聲發(fā)射檢測及結(jié)果評價(jià)辦法》,對發(fā)現(xiàn)的有效聲發(fā)射源進(jìn)行了常規(guī)無損檢測方法復(fù)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在長約25mm,深約1.0mm的咬邊二處，存在埋藏深度4.0mm，長約30mm的條狀缺陷二處，外表面嚴(yán)重腐蝕一處。

總之，檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)冷庫壓力容器存在的嚴(yán)重缺陷，聲發(fā)射檢測都給出了準(zhǔn)確的定位，腐蝕、咬邊、埋藏缺陷等均能檢出，并由常規(guī)的無損檢測技術(shù)得到明確驗(yàn)證，其檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性及完整性優(yōu)于常規(guī)方法的開罐全面檢驗(yàn)。因此，結(jié)果表明聲發(fā)射技術(shù)具有應(yīng)用在對液氨環(huán)境中的在用壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)是可行的。

參考文獻(xiàn)

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