氫檢漏技術在壓力容器檢漏中的應用

徐曉暉

摘要：壓力容器是一中承載一定壓力或者盛放易燃易爆物品的專用設備，被廣泛應用于工業生產中，比如石油儲罐、氮氣貯罐等。壓力容器由于在制造過程中材質、厚度、規格等存在差異，倘若采用射線探查，工作效率低，且耗費時間和精力較多。氫檢漏技術是利用氫檢漏儀器探測壓力容器中加壓部位的微量示蹤氫氣的技術。本文以中央空調中冷水機組和工業制冷設備中的壓力容器檢漏為例，探討氫檢漏技術在壓力容器只能夠的應用。

關鍵詞：氫檢漏技術；壓力容器檢漏；中央空調

引言

壓力容器是中央空調冷水機組及工業冷凍設備中重要的組成部分，其中的蒸發機、冷凝機以及油分離器等容器都屬于壓力容器范疇。壓力容器在工作過程中會產生很多有毒有害的物質，當壓力容器處于相對惡劣的自然環境中，外界的溫度、濕度、有毒氣體等因素會營養壓力容器的工作效率，一旦發生壓力容器泄露將會引發嚴重的污染事故，危及到人體生命健康和周邊的生態環境，因此對于壓力容器檢漏措施意義重大。

1.氫檢漏技術的原理

氫檢漏技術是一種將氫檢漏探測儀聯合嗅覺吸附探頭組成的防泄露探測設備，利用氫檢漏儀器探測壓力容器中加壓部位的微量示蹤氫氣的技術。氫檢漏儀器具有高度敏感度，能夠輕而易舉地探測出兩個或兩個以上壓力區域隔板中的微笑開口處從低至高是否發生壓力泄露，同時還能有效測定壓力容器中混合氣體所含氫氣的比例[1]。

氫檢漏儀器的使用方法：第一步，抽空壓力容器中的氣體，保持真空狀態；第二步，注入H2+N2（5%+95%）的混合氣體，當壓強達到0.6MPa時停止。最后注入接近干燥的氮氣；第三步，根據國家相關標準進行壓力容器內氣壓探測實驗，氣壓實現確保達到國家標準后將壓力容器內壓強放低，然后氫檢漏。第四步，采用與氫檢漏儀器相連接的嗅覺吸附探頭由低至高逐一掃描各個焊接接頭部位以及各個被檢驗點部位，探測是否出現泄露，一旦有異常狀況，用記號筆做好相應的符號，以便檢測完成后進行維修。被維修處要再次進行氫檢漏，指導完全合格為止。氫檢漏技術在中央空調冷水機組及其工業冷凍設備檢漏過程中以微量氫氣為探測信號，嗅吸探頭將氫氣吸入并傳輸到泄露探頭測試系統中，將氫氣轉變為電子信號，從而實現壓力容器是否發生泄漏[2]。

2.壓力容器中氫檢漏的注意事項

在壓力容器氫檢漏過程中，檢測人員必須高度警惕，并采取以下安全措施：①確保壓力容器處于真空狀態。在進行氫檢漏過程中必要將壓力容器內的介質排放干凈，并適當采用盲板阻隔外界液體、氣體等進入，確保無有毒、有害、易燃、易爆、窒息性等物質進入。倘若一旦發現這些物質必須進行消毒、中和、清洗等措施，直到壓力容器內環境達到國家相關標準。②壓力容器在繼續擰氫檢漏過程中，應將人孔蓋、檢查孔一一打開，確保貯罐內部通風換氣，防止探測工作人員發生中毒事故；③探測人員在進行氫檢漏檢測時，應使用采用絕緣性能較好的軟線和安全可靠的接地，壓力容器外部必須有專門工作人員監護。

3.中央空調冷水機的受檢部位

中央空調冷水機組以及工業冷凍設備中的壓力容器主要包含蒸發機、冷凝機、油分離機等裝置，這些裝置中蘊含大量的焊接接頭和焊縫，這些地方都是最易發生泄漏的關鍵之處，因此中央空調冷水機組及其工業冷凍裝置進行氫檢漏時要著重檢查以下幾個部位：一是壓力容器中涉及的所有焊接接頭和含焊接縫隙；二是換熱器中的管板與換熱器管強度脹部位所有的焊接接頭；三是換熱器管道箱體與管道面板之間以螺栓螺母等零件固定并連接的部位。四是換熱器中管道面板與換熱器強度焊或密封焊處所有的連接處。

4.氫檢漏技術在壓力容器檢漏中的應用要點

4.1氫檢漏在壓力容器檢漏中的可行性

在壓力容器氫檢漏探測中，由于氫氣與氮氣在壓力容器中會發生混合，而氫氣與氮氣混合探測技術在當今的壓力容器檢漏市場中并沒有獲得大量的文獻報道和驗證，筆者根據調研和走訪了大量的壓力容器檢測技術，并咨詢了相關專家，得出氫檢漏技術在壓力容器檢漏中必須注意以下三個風險：一是氫氣世界上已知的密度最小的氣體，一個標準大氣壓下，氫氣的密度為0.0899 g/L，而氫氣在高溫、高壓環境下，長期放置會對碳鋼所制成的壓力容器產生強大的滲透力，長此以往會造成壓力容器內部碳鋼出現裂紋或氫脆。二是H2+N2（5%+95%）的混合氣體被ISO定義為不可燃氣體。三是氫氣和氮氣能夠充分混合，不會發生分層現象[3]。

4.2氫檢漏在壓力容器檢漏中的優勢

氫檢漏技術與其他壓力容器檢漏技術相比優勢明顯，主要體現在以下幾個方面：一是減少大氣污染。氫檢漏技術使用H2+N2（5%+95%）的混合氣體，由于氫氣和氮氣都屬于無毒無害的干凈氣體，使用起來安全可靠，排放至大氣環境中也不會對空氣造成污染。二是檢漏精準度高。使用氫檢漏技術，檢漏精度能夠達到5×10-8Pa·m3/s。三是，檢漏響應速度快。使用氫檢漏技術用于壓力容器檢漏過程中，檢漏響應速度能夠達到0.5s以下，大大提高了檢測人員對于大面積壓力容器的檢漏工作效率，方便檢測人員正確判斷出壓力容器中發生泄漏的關鍵點，減少檢漏失誤。此外在壓力容器制造過程中采用氫檢漏技術能夠提高產品質量，避免發生產品在使用過程中出現泄漏現象，有效減少客戶投訴。四是氫氣和氮氣屬于價格低廉的兩種氣體，有效減少了壓力容器的檢漏成本，提高了壓力容器產品制造企業的經濟效益。

5.結束語

綜上所述，氫檢漏技術在壓力容器檢漏中應用十分廣泛，尤其是對中央空調冷水機組以及工業冷凍設備中壓力容器檢漏意義重大。由于氫檢漏探測技術運用氫氣在高溫高壓的環境下對碳鋼素材的壓力容器具有良好的滲透性，檢漏更加方便精準，可以檢測出某些細微局部的缺陷，并有效減少環境污染，提高壓力容器的探測效率，避免人力、物力等的浪費。

參考文獻：

[1]王鳳超.氫檢漏技術在壓力容器檢漏中的應用[J].制冷與空調，2014，14（4）：78-79.

[2]張紅軍，侯靜.真空-氦質譜檢漏技術在真空絕熱深冷壓力容器制造中的應用[J].機械管理開發，2013，（3）：92-93.

[3]張河，楊亞平，戎占偉.氦質譜檢漏技術在壓力容器密封性試驗中的應用分析[J].焊接質量控制與管理，2010，39（4）：61-64.