氨制冷系統(tǒng)壓力管道檢驗(yàn)及安全性

郭義幫

（甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，甘肅 蘭州 730050）

氨制冷系統(tǒng)在許多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，并且與人們的財(cái)產(chǎn)和生命都有著緊密聯(lián)系。氨制冷系統(tǒng)在應(yīng)用期間如果發(fā)生泄露現(xiàn)象，一方面，會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，也會(huì)對(duì)人們生命健康造成威脅?？梢?，要檢驗(yàn)氨制冷系統(tǒng)壓力管道情況，同時(shí)，要從實(shí)際情況出發(fā)，做好安全評(píng)價(jià)。

1 氨制冷系統(tǒng)壓力管道檢驗(yàn)

1.1 檢驗(yàn)外觀

壓力管道外觀檢驗(yàn)主要包括內(nèi)容有腐蝕凹坑深度、咬邊情況、軸向長度等多項(xiàng)內(nèi)容。經(jīng)過檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，氨制冷系統(tǒng)在應(yīng)用期間遭受到了腐蝕，系統(tǒng)中部分閥門發(fā)生了泄露現(xiàn)象，管道連接法蘭在長期應(yīng)用遭受到了嚴(yán)重腐蝕，這會(huì)使管道性能受到影響。除此之外，管道中閥門也發(fā)生了泄露現(xiàn)象，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能以及應(yīng)用造成不良影響。

1.2 測(cè)量厚度

對(duì)壓力管道中的彎頭和三通管件厚度進(jìn)行測(cè)量，依據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中壓力管道的厚度都在3.6～4.2mm。在氨制冷系統(tǒng)中的壓力管道中，碳鋼管線遭受到了腐蝕，并且這一腐蝕情況十分嚴(yán)重，其中一條管線厚度約為2.7mm，其他管線并未發(fā)生明顯變薄。對(duì)氨制冷系統(tǒng)在運(yùn)行期間的情況進(jìn)行觀察，不難發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致系統(tǒng)中管道在應(yīng)用期間發(fā)生變薄的主要原因就是跑冷和氨液沖刷，同時(shí)，沒有及時(shí)干燥，這都會(huì)使管線遭受腐蝕。

2 氨制冷系統(tǒng)管道的常見缺陷

2.1 管道厚度變薄及腐蝕

對(duì)于布置在室外的壓力管道，其在應(yīng)用過程中，管道長期都在鹽水、空氣、氨介質(zhì)環(huán)境中，這會(huì)導(dǎo)管道遭受侵蝕厚度變薄，并且會(huì)出現(xiàn)蝕坑等問題。大量經(jīng)驗(yàn)表明，中立式氨冷凝器在立管內(nèi)壁水側(cè)腐蝕情況十分嚴(yán)重，一些工程在對(duì)其應(yīng)用四年后，原厚度為4mm的管壁，其受外界因素影響，其厚度只剩約1mm。對(duì)于立式氨冷凝器來說，其在具體應(yīng)用過程中，最容易發(fā)生的滲漏部位就是列管端焊縫處，這也是相關(guān)工作人員在實(shí)際作業(yè)期間需要注意的一項(xiàng)內(nèi)容。

2.2 壓力管道局部出現(xiàn)變形

設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用期間受腐蝕、材料強(qiáng)度，或者超負(fù)荷運(yùn)行等多項(xiàng)因素影響，壓力管道的本體、接口等各個(gè)部位都可能會(huì)出現(xiàn)局部變形，這會(huì)對(duì)壓力管道遭受破壞，影響其應(yīng)用。

2.3 壓力管道上出現(xiàn)裂紋

壓力管道上的裂紋一般都出現(xiàn)在管道彎頭，或者焊縫周邊，這些問題的發(fā)生可能是由于材料自身質(zhì)量存在問題，也可能是由于壓力管道局部出現(xiàn)了腐蝕、變形，以及焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等各種問題，此外，焊縫內(nèi)部也可能存在各種缺陷，這種缺陷通常都是制造問題引起的。

3 檢驗(yàn)氨制冷系統(tǒng)要點(diǎn)及處理措施

3.1 定期檢驗(yàn)壓力管道

（1）針對(duì)不能停機(jī)的系統(tǒng)，應(yīng)在保證作業(yè)人員安全的基礎(chǔ)上，在不停機(jī)狀態(tài)下，檢驗(yàn)壓力管道，通過部分項(xiàng)目檢驗(yàn)方式代替全面檢驗(yàn)，從具體情況來看，檢驗(yàn)內(nèi)容主要包括審查資料、抽查高低壓側(cè)剩余壁厚、宏觀檢驗(yàn)、檢查安全附件等多項(xiàng)內(nèi)容，在情況必要時(shí)，可以采取壓力試驗(yàn)方式完成相應(yīng)檢驗(yàn)。

（2）存在下列幾種情況的任意一種時(shí)，要對(duì)氨制冷系統(tǒng)壓力管道焊接接頭處進(jìn)行埋藏缺陷檢測(cè)，具體內(nèi)容如下：①采取表面無損檢測(cè)或宏觀檢查時(shí)，未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在具有缺陷管道，認(rèn)為要對(duì)焊接接頭埋藏缺陷情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)。②采取宏觀方式對(duì)壓力管道情況進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)因?yàn)榛A(chǔ)沉降問題，導(dǎo)致壓力管道在應(yīng)用期間的活動(dòng)受到約束，制約點(diǎn)附近管道對(duì)接焊接接頭。檢測(cè)對(duì)接接頭埋藏缺陷，一般利用射線檢測(cè)或者超聲檢測(cè)等方法對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)無法實(shí)施射線檢測(cè)或者超聲檢測(cè)時(shí)，可采取其他有效的檢測(cè)方法。

（3）針對(duì)低壓側(cè)剩余壁厚，埋藏缺陷，在對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取抽查方式，實(shí)際作業(yè)期間，應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)內(nèi)容放在風(fēng)險(xiǎn)大，具有作業(yè)空間的管道中，同時(shí)，要適當(dāng)提高檢查作業(yè)時(shí)的抽查比例。

（4）針對(duì)氨制冷系統(tǒng)中具有保溫層的壓力管道來說，作業(yè)人員要對(duì)保溫層存在脫落、破損、跑冷等現(xiàn)象部位厚壁的具體情況進(jìn)行適當(dāng)檢測(cè)。如保溫層情況完好，對(duì)于壁厚及腐蝕情況可以應(yīng)用導(dǎo)波技術(shù)，完成相應(yīng)的檢測(cè)作業(yè)。

3.2 處理無技術(shù)資料的壓力管道

這對(duì)沒有相關(guān)資料，或者技術(shù)資料缺失，沒有相應(yīng)資質(zhì)的壓力管道設(shè)計(jì)單位，未進(jìn)行安裝監(jiān)督檢驗(yàn)的壓力管道，都應(yīng)當(dāng)被列入安全隱患整治內(nèi)。實(shí)際作業(yè)期間，可以嚴(yán)格依據(jù)《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》中的相應(yīng)規(guī)定，完成檢驗(yàn)，以及安全評(píng)定，依據(jù)“滿足應(yīng)用，保證安全”原則，對(duì)壓力管道進(jìn)行監(jiān)管、報(bào)廢處理、期限更換等各項(xiàng)結(jié)論，進(jìn)而使壓力管道的作用能夠得到最大程度發(fā)揮，以免出現(xiàn)安全事故。

3.3 其他方面的要求

（1）使用氨制冷系統(tǒng)單位必須配備專業(yè)人員，由專業(yè)人員對(duì)壓力管道進(jìn)行日常巡查，采取合理措施完成相應(yīng)保養(yǎng)，確保氨制冷系統(tǒng)中的閥門、法蘭等各項(xiàng)部件連接可靠，密封完后，一旦發(fā)現(xiàn)泄露現(xiàn)象，要及時(shí)對(duì)出現(xiàn)泄露的部位進(jìn)行修理，對(duì)于采取修理無法解決的問題，要及時(shí)對(duì)存在問題部件進(jìn)行更換。

（2）對(duì)于氨制冷系統(tǒng)中的壓力管道，要進(jìn)行停用或報(bào)廢處理時(shí)，使用單位要在確保安全的基礎(chǔ)上，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)移，從而完成對(duì)壓力管道內(nèi)部壓力的釋放，使其性能得到提高，滿足應(yīng)用需求。

4 氨制冷系統(tǒng)壓力管道的安全評(píng)價(jià)

4.1 腐蝕凹坑安全評(píng)價(jià)

在對(duì)氨制冷系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用期間，為了保證壓力管道在具體應(yīng)用期間的安全性，要對(duì)通過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腐蝕凹坑情況進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。針對(duì)氨制冷系統(tǒng)中的壓力管道的安全評(píng)價(jià)要依據(jù)《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》中的具體規(guī)定進(jìn)行。針對(duì)某氨制冷系統(tǒng)中壓力管道檢查發(fā)現(xiàn)的6處腐蝕凹坑情況進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，經(jīng)過安全評(píng)價(jià)可以發(fā)現(xiàn)，其中2處接近更換臨界值，其中2處未通過安全評(píng)價(jià)，因此，在對(duì)壓力管道應(yīng)用期間，為了確保安全，針對(duì)腐蝕凹坑做出不合格處理評(píng)定?？梢?，在實(shí)際作業(yè)期間，要及時(shí)更換壓力管道存在腐蝕凹坑的部位。復(fù)查腐蝕凹坑時(shí)發(fā)現(xiàn)，壓力管道中兩處管道腐蝕凹坑部分得到了更換，后經(jīng)過調(diào)查可知，這兩處腐蝕位置發(fā)生過泄露，因此，為了避免泄露造成嚴(yán)重危害，對(duì)腐蝕處進(jìn)行了更換?？梢?，對(duì)于壓力管道腐蝕凹坑處的安全評(píng)價(jià)結(jié)果是正確的。

4.2 校核強(qiáng)度

為了滿足安全評(píng)價(jià)和校核強(qiáng)度的具體需求，針對(duì)氨制冷系統(tǒng)中壓力管道進(jìn)行了管系有限元應(yīng)力分析。校核強(qiáng)度作業(yè)時(shí)在常溫環(huán)境下開展，在實(shí)際操作時(shí)，未對(duì)溫度影響因素進(jìn)行考慮。對(duì)校驗(yàn)的全部氨制冷系統(tǒng)中壓力管線都開展了有限元應(yīng)力計(jì)算，完成計(jì)算后，進(jìn)行合理分析，主要考慮管道在應(yīng)用時(shí)的薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，最終依據(jù)管線最小壁厚度完成分析。并且，系統(tǒng)中管道所有壓力管線都通過了有限元應(yīng)力分析校核，最終結(jié)果表明，管線有著較大富裕量，而且規(guī)范應(yīng)力低。

4.3 缺陷安全評(píng)價(jià)

針對(duì)檢驗(yàn)作業(yè)發(fā)現(xiàn)的各項(xiàng)缺陷，要遵循“滿足應(yīng)用”基本原則，在確保安全下，應(yīng)用《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》對(duì)出現(xiàn)的超標(biāo)缺陷內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于未通過評(píng)價(jià)的缺陷，要及時(shí)返修，完成相應(yīng)處理。在對(duì)壓力管道進(jìn)行分析時(shí)，一共評(píng)價(jià)了8個(gè)缺陷，每個(gè)缺陷都不符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，并且缺陷十分嚴(yán)重。以最終得到的缺陷評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)，對(duì)問題焊口評(píng)價(jià)不合格。一般來說，采取常規(guī)措施，就是依據(jù)檢驗(yàn)獲取的結(jié)果，對(duì)是否需要進(jìn)行返修進(jìn)行判斷，同該方法相比，采取遵循“滿足應(yīng)用”原則缺陷評(píng)價(jià)方法，一方面顯著降低了焊接，以及切割返修和返修后各項(xiàng)作業(yè)工作量；另一方面，確保了的氨制冷系統(tǒng)在應(yīng)用期間的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

5 結(jié)語

壓力管道是氨制冷系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其在實(shí)際應(yīng)用期間容易出現(xiàn)各種不同類型問題，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成不良影響?？梢?，在采用氨制冷系統(tǒng)期間，要從實(shí)際情況出發(fā)，做好檢驗(yàn)與安全評(píng)價(jià)工作，采取科學(xué)方式對(duì)壓力管道進(jìn)行處理，保證氨制冷系統(tǒng)在應(yīng)用期間不會(huì)出現(xiàn)安全問題。