氨制冷壓力管道不停機(jī)全面檢驗(yàn)和分析

楊澤榕(廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院，廣東 珠海 519000)

氨制冷壓力管道不停機(jī)全面檢驗(yàn)和分析

楊澤榕(廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院，廣東 珠海 519000)

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，大多數(shù)大中型企業(yè)普遍使用氨制冷系統(tǒng)。工業(yè)冷庫中以氨為制冷劑已被使用近八十年，制冷技術(shù)已是相當(dāng)成熟。氨制冷系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢(shì)，促使在大型制冷系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，比如果蔬冷藏、啤酒廠，食品乳制品等等。然而氨制冷壓力管道的監(jiān)管和檢驗(yàn)方面比較薄弱，以致近幾年來出現(xiàn)多宗嚴(yán)重的涉氨安全事故。

氨制冷壓力管道的全面檢驗(yàn)有其特殊性，以國內(nèi)某大型食品廠的五千多米氨制冷管道在不停機(jī)的情況下進(jìn)行全面檢驗(yàn)為案例，通過現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，能給國內(nèi)的氨制冷管道全面檢驗(yàn)的領(lǐng)域有一定的幫助。

1 氨制冷壓力管道在不停機(jī)的情況下的全面檢驗(yàn)

1.1 資料審查和現(xiàn)場(chǎng)勘察。

經(jīng)資料審查，該批管道于2002年建成投用，至今已經(jīng)使用14年。管道安裝沒有經(jīng)過當(dāng)?shù)貦z驗(yàn)機(jī)構(gòu)的監(jiān)督檢驗(yàn)。設(shè)計(jì)圖紙不齊全，設(shè)計(jì)圖紙未見《設(shè)計(jì)說明》，設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)選材等重要設(shè)計(jì)參數(shù)均不明。安裝過程記錄不齊全，未見探傷報(bào)告、焊接記錄、管道單線圖等重要過程記錄。材質(zhì)證書不齊全，且與非壓力管道等其他材質(zhì)證書一起，無法確認(rèn)壓力管道的材質(zhì)。未見在線檢驗(yàn)要求檢查的各種記錄。

現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)，企業(yè)由于生產(chǎn)原因無法停產(chǎn)檢驗(yàn)。冷卻塔區(qū)域、壓縮機(jī)房（除氨氣回流管）區(qū)域、儲(chǔ)氨罐區(qū)域的管道均沒有保溫，其它管道均有保溫層。

1.2 分析檢驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)

檢驗(yàn)重點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)不合理的部位，壓縮機(jī)進(jìn)出口震動(dòng)比較嚴(yán)重的部位，啟停操作頻繁部位，以及人流比較密集的部位。

檢驗(yàn)難點(diǎn)主要是管道處于運(yùn)行狀態(tài)，液氨管道的射線檢測(cè)，帶絕熱層管道的檢驗(yàn)。

1.3 全面檢驗(yàn)項(xiàng)目

檢驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》中全面檢驗(yàn)的一般要求確定。

下面闡述氨與工業(yè)管道常規(guī)全面檢驗(yàn)不同的方面。

1.3.1 絕熱層的檢查。主要檢查氨管道絕熱層有無破損、脫落、跑冷等情況，主要是通過紅外線熱成像檢測(cè)儀進(jìn)行檢查。如圖1。

氨制冷壓力管道低壓管段基本上都是架空敷設(shè)，通過紅外線熱成像檢測(cè)儀檢查絕熱層，首先可以避免搭設(shè)太多的腳手架而造成檢驗(yàn)成本增加，其次可以通過軟件的分析絕熱層跑冷的嚴(yán)重程度，判斷哪些部位急需更換絕熱層，抽取一定量的這些部位進(jìn)行拆除絕熱層進(jìn)行其他項(xiàng)目的檢驗(yàn)，包括防腐層檢查、測(cè)厚、硬度檢測(cè)等。

1.3.2 射線檢測(cè)。根據(jù)資料審查和現(xiàn)場(chǎng)勘察的情況，焊縫內(nèi)部缺陷采用X射線檢測(cè)。小管徑管和壁厚較薄的管道進(jìn)行超聲波檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)依賴比較大，且需要對(duì)運(yùn)行中的管道進(jìn)行大量的打磨除油漆，不但檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作量比較大，也給運(yùn)行中的壓力管道帶來一定的不安全因素。氨制冷壓力管道介質(zhì)有氨氣和液氨，根據(jù)實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)，由于氣體的密度很小，基本上不會(huì)對(duì)射線檢測(cè)的結(jié)果有影響；液體的密度相對(duì)比較大，X射線在穿過液體的時(shí)候，存在X射線被液體吸收、X射線散射、無法衍射等情況，容易造成射線底片成像模糊。

液氨的密度是0.617g/cm3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水的密度，為了解決液氨管道的X射線檢測(cè)問題，通過比對(duì)同種規(guī)格的空管道和滿液氨管道環(huán)向?qū)雍缚p的X射線檢測(cè)。經(jīng)過驗(yàn)證，空管道射線檢測(cè)在同等參數(shù)條件下提高20%電壓，可以解決液氨X射線檢測(cè)的問題。圖2是在滿液氨情況下的X射線照片。

帶絕熱層的氨制冷壓力管道檢驗(yàn)是全面檢驗(yàn)所有檢驗(yàn)項(xiàng)目中的難中之難，該部分的壓力管道的使用溫度是-10℃和-38℃，在運(yùn)行的情況下拆除絕熱層，裸露在空氣中的管道短時(shí)間內(nèi)會(huì)迅速結(jié)霜、結(jié)冰。對(duì)管道進(jìn)行大面積拆絕熱層有幾個(gè)不利的因素，第一會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)溫度的不穩(wěn)定，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)；第二拆除和重做絕熱層會(huì)大量增加檢驗(yàn)附加成本；第三管道運(yùn)行情況下保溫效果比較差。為了避免以上幾個(gè)不利因素，采用數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)對(duì)有絕熱層的管道對(duì)接焊縫進(jìn)行檢測(cè)。圖3是數(shù)字射線在帶絕熱層的液氨管道檢測(cè)照片。

在數(shù)字射線檢測(cè)過程中，有兩個(gè)問題需要注意：第一個(gè)問題就是如何快速找焊縫。壓力管道的安全技術(shù)檔案有詳細(xì)的單線圖，根據(jù)單線圖可以快速找到焊縫，大大的提高檢測(cè)的效率。沒有詳細(xì)的單線圖，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察，發(fā)現(xiàn)要檢測(cè)的管道具有相似性，通過一個(gè)焊縫拆除絕熱層找到具體位置來判斷其他焊縫的大概位置，然后用數(shù)字射線機(jī)找到焊縫的具體部位。第二問題就是數(shù)字射線檢測(cè)的時(shí)候，要避免管子內(nèi)部介質(zhì)流速過快。

2 全面檢驗(yàn)結(jié)果的分析

經(jīng)過檢驗(yàn)管道不存在腐蝕現(xiàn)象，厚度測(cè)定值滿足要求，硬度測(cè)定值在HB156以下，角焊縫的滲透檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)可以記錄缺陷，光譜檢測(cè)元素符合要求。

主要存在以下幾個(gè)問題，液氨介質(zhì)管道的低溫段管道上使用灰鑄鐵閥門，不符合“質(zhì)檢辦特函（2007）258號(hào)”文件的要求；管道存在結(jié)構(gòu)不合理（例如不同管徑對(duì)接沒有采用異徑管件，錯(cuò)邊大于壁厚的25%，管子之間的間隙太小，彎頭、三通未采用專用管件，在焊縫上開孔焊接等），且其附近的對(duì)接焊縫經(jīng)過射線檢測(cè)，存在未焊透、未融合的嚴(yán)重缺陷。大量對(duì)接接頭存在未融合和未焊透的嚴(yán)重缺陷，缺陷高度在1.5～2.5mm之間。低壓循環(huán)桶的管道保溫層外面存在結(jié)冰和滴水現(xiàn)象。

建議使用單位整改后使用。