基于在線檢驗的氨制冷管道風險分析

尹義杰

（濟南市特種設備檢驗研究院，山東 濟南 250000）

很多企業(yè)都會采用氨制冷技術以實現(xiàn)產(chǎn)品的保管、保藏，而隨著氨制冷技術的應用，氨制冷管道風險發(fā)生率日漸增加，重大事故的發(fā)生并不少見，所造成的危害極為嚴重。也正是因為氨制冷管道風險的存在，各級政府部門加強了氨制冷管道的使用管理、檢驗和監(jiān)察。為了更好地實現(xiàn)氨制冷管道風險的規(guī)避，做好在線檢測，并就氨制冷管道使用中的風險予以跟進研究，才能更好地實現(xiàn)氨制冷管道風險的防控，真正提升氨制冷管道使用的優(yōu)化。也正因此，從在線檢測視角就氨制冷管道檢測中存在的問題進行分析，并探索更好的問題解決策略也就顯得極為重要。

1 氨制冷管道工藝分析

結合圖1可以看出，氨制冷管道的工藝流程圖，其中各個部位的名稱為：（1）一級排氣管；（2）二級吸氣管；（3）二級排氣管；（4）上氣管；（5）落液管；（6）高壓供液管；（7）補液管；（8）放液管；（9）低壓供液管；（10）低壓回氣管；（11）一級吸氣管；（12）放油管；（13）除霜管。

圖1 氨制冷系統(tǒng)的工藝流程圖

結合圖1可以看出，氨制冷管道二級壓縮機一級出口將氨氣送至中冷，再將中冷的低溫氨氣抽回送至壓縮機，氨氣從壓縮機二級出口輸送經(jīng)油分送至冷凝器，氨氣則冷凝成為液態(tài)，之后再送至貯氨器，貯氨器經(jīng)過高壓調(diào)節(jié)站并將氨氣分別送到中冷和循環(huán)桶，經(jīng)過中冷后多余的氨氣則送到循環(huán)桶，氨泵則將循環(huán)桶中的液體氨氣送至庫房、單凍機等制冷設施。液態(tài)氨氣經(jīng)過循環(huán)后則產(chǎn)生氨氣，并經(jīng)過回氣站送至循環(huán)桶。循環(huán)桶中的氨氣經(jīng)過壓縮機回收抽回，這樣便形成三個回路。

2 氨制冷管道事故危害

氨制冷管道在很多行業(yè)中均有所使用，并能夠實現(xiàn)很好的使用效果。但是，需要高度重視的是，氨制冷管道一旦發(fā)生泄漏或者爆裂所造成的事故后果極為嚴重，其事故危害主要包括以下幾種類型：

2.1 易燃燒爆炸

氨本身為有毒氣體，并具有極強的可燃性，氨氣自燃點為651℃，高燃燒熱值為17250kJ/m3，臨界溫度為132.5℃，臨界壓力為11.4MPa，氨在空氣中的含量為11%～14%時，一旦遇到明火便會直接燃燒，油類的存在則讓氨氣的燃燒風險更大。氨氣在空氣中的含量達到15%～28%，遇到貨源則會發(fā)生爆炸，引燃濃度則為17%，而在封閉情況下，氨氣管道則會受熱發(fā)生膨脹，管道則會發(fā)生爆炸。

2.2 易中毒傷亡

氨氣本身具有刺激性氣味，有臭氣并有毒，氨氣一旦泄漏則會造成大面積揮發(fā)，擴散到一定范圍后則會造成急性中毒，引發(fā)人體灼傷。最高允許濃度為30mg/m3，當空氣中氨的含量達到0.5%，人員可在5～10分鐘內(nèi)中毒死亡；氨氣可以通過人體皮膚、呼吸道、消化道等進入體內(nèi)導致人體死亡。

2.3 易氣化擴散

氨的分子量為17.03，氣態(tài)比重為0.59，液態(tài)比重為0.82，常溫情況下以氣態(tài)形式呈現(xiàn)，在氣壓達到1.544MPa或冷卻到-33.33℃時就可變成液態(tài)，液態(tài)氨氣可以變成液態(tài)形式，液態(tài)形式的氨氣在高壓或低溫狀態(tài)下存儲。液態(tài)氨一旦發(fā)生泄漏則會由液體變?yōu)闅怏w，并迅速擴散，導致大面積染毒區(qū)形成，燃燒爆炸區(qū)也因此擴大。

3 基于在線檢驗的安全性分析

3.1 資料風險規(guī)避

對氨制冷管道進行在線檢測首先便需要就其資料進行審查，齊全的資料能夠為管道的在線檢測提供依據(jù)，能夠更好地實現(xiàn)在線檢測效果。但是，就當前的氨制冷管道的在線檢測情況來看，資料審查中往往存在安裝資料缺失、缺少改造修理資料、無使用管理資料、管理人員、操作人員無證上崗、缺少應急預案等問題。解決此類問題則需要在管道安裝、使用前便做好資料的收集和準備，諸如管理人員明細、安裝零配件、資料明細、改造修理資料等，都需要做到齊備。

3.2 管子、管件風險規(guī)避

氨屬于中度危害強滲透性介質，這都容易導致氨制冷管道的閥門、墊片、法蘭、端部密封等多處易發(fā)生泄漏，在線檢測過程中需要對這些管道部位予以高度重視，尤其很多管道所使用的材料為PL法蘭，該法蘭無論從密封性上來說，還是從材料剛度來看，都不如WN和SO法蘭更具高質量，需要在選材上予以更新，此種法蘭材料使用時候則不得使用有毒有害和易燃易爆介質，避免發(fā)生管道爆裂。管道墊片也需要進行定期更換，盡量避免使用商品級六角頭螺栓，依照國家標準和質檢總局要求進行材料選用尤為重要。此外，很多管道端部也需要進行檢測，依照國家標準要求采用封頭或法蘭盲板。

3.3 其他問題分析

氨制冷管道在線檢測中采用酚酞試紙對法蘭、閥門等接口就漏點進行檢查，發(fā)現(xiàn)很多長時間使用的管道都存在不同程度的泄露，這都極容易導致管道爆裂、爆炸等事故的發(fā)生。這就需要在進行在線檢測過程中對泄漏點予以準確記錄，并就管道損壞情況予以記錄，比如，管道存在靜電接地損壞、安全附件超期未檢驗、法蘭跨接損壞等進行分門別類的損壞情況劃分，結合不同的損害情況進行檢測報備，便于有針對性地進行管道維護修理。

3.4 安全性檢測

依照當前所使用的在線檢測系統(tǒng)來看，其檢測結果主要分為符合要求、不符合要求和基本符合要求三個類別，這雖然能夠就檢測予以一定結果顯示，但是，因為結果類別較為簡單，無法更好更近觀察管道檢測結果。依照GB/T 26610可知，特定事件的風險的發(fā)生與該事件的失效概率具有關系，并與失效產(chǎn)生的后果關系密切，因此管道風險可以進行公式轉換：

管道的風險=概率×后果

再依照氨制冷管道在不同行業(yè)的使用情況進行化工廠、冷凍廠和食品加工廠三類使用安全度的劃分?；S區(qū)因為人員較為稀少，氨制冷管道發(fā)生泄漏所造成的人員傷亡性程度相對較低，冷凍站人員聚集較為頻繁，一旦發(fā)生氨制冷管道泄漏則容易造成大量人員傷亡，食品加工廠人員眾多，氨制冷管道泄漏所造成的危害同樣較大。結合此種類別來進行失效結果等級劃分，則可以劃分為1～3級，數(shù)值越高則發(fā)生風險的可能性越大，管道風險也就越高。

通過管道的安全性情況進行不同類別的劃分，則能夠更好實現(xiàn)氨制冷管道的使用效果。比如，食品行業(yè)發(fā)生失效概率為0.1，所造成的后果等級為3，則管道風險值為0.3；冷凍行業(yè)發(fā)生失效概率為0.1，所造成的后果等級為2，管道風險值則為0.2；化工行業(yè)發(fā)生失效概率為0.1，所造成的后果等級為1，管道風險值為0.1。這樣不同的行業(yè)則可以結合相應的管道風險值以及發(fā)生后果等級程度進行安全性評定，所進行的管道在線檢測也更為準確。

4 結語

依照當前的氨制冷壓力管道檢驗現(xiàn)狀來看，文件資料、管子、管件、安全附件、靜電接地及法蘭跨接等依然是在線檢測的重點，需要予以高度重視，其中存在的問題及容易導致氨制冷壓力管道風險發(fā)生，也容易致使氨制冷壓力管道爆裂等問題產(chǎn)生。依照在線檢測所發(fā)現(xiàn)的問題所造成的失效概率以及行業(yè)發(fā)生失效所產(chǎn)生的后果，需要就管道風險計算公式予以計算，并做好管道的風險評定，隨時隨刻就管道安全予以監(jiān)管，并依照不同的級別進行管道監(jiān)管層級劃分，保證氨制冷管道風險的更好規(guī)避。此外，通過多行業(yè)的氨制冷管道風險評估來看，食品行業(yè)使用液氨管道的風險更大，冷凍行業(yè)使用氨制冷管道的風險次之，化工行業(yè)氨制冷管道使用的風險最小，這也讓氨制冷管道風險等級劃分更具意義，并結合不同的行業(yè)需要進行級別選擇，能夠更有效地實現(xiàn)氨制冷管道的風險防范。