氨制冷壓力容器相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于氨液成分要求的探討

戚懷松(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院宿遷分院 宿遷 223800）

氨制冷壓力容器相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于氨液成分要求的探討

戚懷松
(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院宿遷分院 宿遷 223800）

本文從小型氨制冷壓力容器投用3年后的首次檢驗(yàn)以及以后的定期檢驗(yàn)對液氨成分的法規(guī)的強(qiáng)制要求給檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)及使用單位帶來的困惑入手，發(fā)現(xiàn)壓力容器、壓力管道兩種特種設(shè)備對液氨成分的要求是相互矛盾的，作者從應(yīng)力腐蝕的三要素入手分析液氨成分進(jìn)行規(guī)定的合理性、可行性，提出兩個解決辦法，一是對液氨成分檢驗(yàn)單位進(jìn)行許可，解決檢驗(yàn)報(bào)告的有效性問題；二是對材料進(jìn)行限制，從而達(dá)到確保氨制冷壓力容器的低應(yīng)力腐蝕敏感性。

制冷 液氨 成分 檢驗(yàn) 壓力容器 應(yīng)力腐蝕

小型氨制冷壓力容器投用3年后的首次檢驗(yàn)以及以后的定期檢驗(yàn)，按照TSG R7001—2013《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》中附表C《小型制冷裝置中壓力容器定期檢驗(yàn)專項(xiàng)要求》C3．3液氨成分檢驗(yàn)的要求，壓力容器檢驗(yàn)人員應(yīng)審查使用單位的氨液成分檢查記錄是否符合NB/T 47012《制冷裝置用壓力容器》的要求，成分不符合要求的，應(yīng)該按照其C3．5．2、C3．5．3進(jìn)行檢測，即增加表面無損檢測的檢查數(shù)量[1]。壓力容器檢驗(yàn)人員就應(yīng)該按照上述規(guī)定要求使用單位提供氨液成分分析報(bào)告，那么存在這樣兩個問題：一是檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和使用單位一般都沒有相關(guān)檢測設(shè)備，社會上也很少有單位愿意做這樣的檢測，沒有氨液成分分析檢測報(bào)告；二是有氨液成分分析檢測報(bào)告，但是未經(jīng)資質(zhì)許可的單位檢測出具的有氨液成分分析檢測報(bào)告的結(jié)論可靠性值得懷疑。

1　法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求的適宜性分析

液氨成分的要求是否合理？氨制冷系統(tǒng)包括壓力容器、非承壓容器和管道，非承壓容器如冷凝器不在監(jiān)察范圍。對于制冷裝置中的壓力容器設(shè)計(jì)圖紙上一般設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有JB 4750—2003《制冷裝置用壓力容器》或NB/T 47012《制冷裝置用壓力容器》，它們對液氨的要求同為：“C．2．1 本附錄所要求的液體氨除應(yīng)符合GB 536的規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列要求之一：a)含氨量應(yīng)大于99．995%；b)含氨量應(yīng)不小于99．6%，且其中含水量應(yīng)大于0．2%。”[2]，可知氨制冷壓力容器的液氨含水量應(yīng)當(dāng)大于0．2%。質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于氨制冷裝置特種設(shè)備專項(xiàng)治理工作的指導(dǎo)意見（質(zhì)檢特函【2013】61號），其中（二）-1-(1)條：涉氨壓力管道的設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容應(yīng)符合《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道》（TSG D0001—2009）的規(guī)定。根據(jù)質(zhì)檢特函【2013】61號文，壓力管道的設(shè)計(jì)應(yīng)按GB 50072—2010《冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行，而驗(yàn)收則按SBJ 12—2009《氨制冷系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》執(zhí)行[3]。SBJ 12—2009[4]中8．0．2制冷系統(tǒng)用的液氨（鋼瓶裝或槽車裝）質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 536《液體無水氨》的一等品指標(biāo)的規(guī)定，GB 536的一等品指標(biāo)見表1[5]，可知對水分不檢測，但要求氨含量≥99．8%，即水分必須≤0．2%，再刨除殘留物的含量，即不足0．2%，理論上最多是允許0．2%。氨制冷系統(tǒng)管道在安裝時要求含水量≤0．2%。

表1　GB 536《液體無水氨》一等品指標(biāo)

對照GB 536的一等品指標(biāo)和NB/T 47012—2013中附錄C的要求，要同時滿足兩者的要求，則必須要求氨液的化學(xué)成分符合以下兩種情況之一：一是氨含量≥99．995%，這個按照GB 536即使優(yōu)等品也不符合要求，市場上很難買到；二是既要氨含量≥99．8%但又要求水分＞0．2%，不同的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相互矛盾，沒有操作性可言。而根據(jù)GB/T 30579—2014《承壓設(shè)備損傷模式識別》在液氨中的壓力容器應(yīng)力腐蝕同時具備以下條件的典型環(huán)境：1）介質(zhì)為液態(tài)氨，其中的含水量高于0．005%且低于0．2%并有可能受到O2或CO2的污染(N2也是必要的)；2）介質(zhì)溫度高于-5℃[6]。壓力容器的定期檢驗(yàn)對液氨化學(xué)成分的要求是從液氨的應(yīng)力腐蝕機(jī)理去考慮的，筆者認(rèn)為從液氨的應(yīng)力腐蝕機(jī)理的三要素去對設(shè)備工作環(huán)境進(jìn)行要求從理論上講是可以的，對碳鋼和低合金鋼而言，液氨中加入0．2%的水可以起到緩蝕的作用，從而基本上可以避免斷裂的發(fā)生。但是從實(shí)際情況看對于液氨生產(chǎn)單位加了水就不符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使用單位加又無法操作（無法使水均勻分布），所以相關(guān)法規(guī)對氨液成分進(jìn)行要求在實(shí)踐中難以操作。

2　結(jié)論

應(yīng)力腐蝕的三要素是敏感材料、介質(zhì)和應(yīng)力三者同時具備?，F(xiàn)有的法規(guī)可以從介質(zhì)角度對液氨成分檢驗(yàn)單位進(jìn)行資質(zhì)許可，由經(jīng)過許可的單位出具液氨成分檢驗(yàn)報(bào)告，這樣可以解決液氨成分檢驗(yàn)報(bào)告有效性的問題；如果從材料角度我國可以參考芬蘭檢測技術(shù)中心的TTK-P2-93指令，即推薦盛放液氨的壓力容器用鋼屈服強(qiáng)度最大值為350MPa，屈服強(qiáng)度超過450MPa的鋼不適用于制造盛放液氨的壓力容器[7]。經(jīng)研究液氨壓力容器材料的抗拉強(qiáng)度越高，應(yīng)力腐蝕敏感性就越高。防止液氨介質(zhì)的壓力容器應(yīng)力腐蝕的措施之一是對壓力容器的制造材料加以限制，我國相關(guān)法規(guī)的制定單位可以委托科研院所，對不同材料在不同的屈服強(qiáng)度下對液氨的應(yīng)力腐蝕敏感性進(jìn)行基礎(chǔ)研究，得出可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，作為法規(guī)對材料屈服強(qiáng)度要求的數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)對液氨壓力容器的材料屈服強(qiáng)度進(jìn)行限制從而達(dá)到降低液氨應(yīng)力腐蝕敏感性的目的。

[1] TSG R7001—2013 壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則[S].

[2] NB/T 47012—2013 制冷裝置用壓力容器[S].

[3] 質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于氨制冷裝置特種設(shè)備專項(xiàng)治理工作的指導(dǎo)意見（質(zhì)檢特函【2013】61號）[Z].

[4] SBJ 12—2009 氨制冷系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[5] GB 536 液體無水氨[S].

[6] GB/T 30579—2014 承壓設(shè)備損傷模式識別[S].

[7] 盧志明，高增梁. 16MnR鋼在液氨環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕開裂試驗(yàn)研究[A]. 2004年全國化工、石化裝備國產(chǎn)化暨設(shè)備管理技術(shù)交流會會議論文集[C]. 2004,146-149.

Discussion on the Requirements of the Relevant Regulations of the Ammonia Refrigeration Pressure Vessel on Ingredients in Liquid Ammonia

Qi Huaisong
(Jiangsu Special Equipment Safety Supervision and Inspection Institute Suqian Branch Suqian 223800)

In the initial examination and regular inspection of small ammonia refrigerating pressure vessel inused for three years, this paper discussed the confusion on the requirement of the composition of the liquid ammonia to inspection agencies and the use of units according to the regulations. It is found that the requirement of the composition of the liquid ammonia in pressure vessels and pressure pipes is contradictory. From three elements of the stress corrosion, liquid ammonia composition is analyzed to carry out the provisions of the rationality and feasibility of the proposed two solutions, one is for ammonia component inspection unit license, solve the effectiveness of the inspection report; second, restrictions on the material, so as to ensure the ammonia refrigerating pressure vessel of low stress corrosion sensitivity.

Refrigeration Liquid ammonia Component Test Pressure vessel Stress corrosion

X924．2

B

1673-257X(2016)01-0017-02

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．003

戚懷松（1978～)，男，本科，副部長，工程師，從事承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)工作。

（2015-04-16）