氨制冷壓力管道不停機全面檢驗和分析

楊澤榕(廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院，廣東 珠海 519000)

氨制冷壓力管道不停機全面檢驗和分析

楊澤榕(廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院，廣東 珠海 519000)

據數據統計，大多數大中型企業普遍使用氨制冷系統。工業冷庫中以氨為制冷劑已被使用近八十年，制冷技術已是相當成熟。氨制冷系統的諸多優勢，促使在大型制冷系統中被廣泛應用，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管和檢驗方面比較薄弱，以致近幾年來出現多宗嚴重的涉氨安全事故。

氨制冷壓力管道的全面檢驗有其特殊性，以國內某大型食品廠的五千多米氨制冷管道在不停機的情況下進行全面檢驗為案例，通過現場檢驗和數據分析，能給國內的氨制冷管道全面檢驗的領域有一定的幫助。

1 氨制冷壓力管道在不停機的情況下的全面檢驗

1.1 資料審查和現場勘察。

經資料審查，該批管道于2002年建成投用，至今已經使用14年。管道安裝沒有經過當地檢驗機構的監督檢驗。設計圖紙不齊全，設計圖紙未見《設計說明》，設計壓力、設計溫度、設計選材等重要設計參數均不明。安裝過程記錄不齊全，未見探傷報告、焊接記錄、管道單線圖等重要過程記錄。材質證書不齊全，且與非壓力管道等其他材質證書一起，無法確認壓力管道的材質。未見在線檢驗要求檢查的各種記錄。

現場勘察發現，企業由于生產原因無法停產檢驗。冷卻塔區域、壓縮機房（除氨氣回流管）區域、儲氨罐區域的管道均沒有保溫，其它管道均有保溫層。

1.2 分析檢驗重點、難點

檢驗重點主要是結構不合理的部位，壓縮機進出口震動比較嚴重的部位，啟停操作頻繁部位，以及人流比較密集的部位。

檢驗難點主要是管道處于運行狀態，液氨管道的射線檢測，帶絕熱層管道的檢驗。

1.3 全面檢驗項目

檢驗項目根據《在用工業管道定期檢驗規程》中全面檢驗的一般要求確定。

下面闡述氨與工業管道常規全面檢驗不同的方面。

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儀進行檢查。如圖1。

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

1.3.2 射線檢測。根據資料審查和現場勘察的情況，焊縫內部缺陷采用X射線檢測。小管徑管和壁厚較薄的管道進行超聲波檢測，對檢測人員的經驗依賴比較大，且需要對運行中的管道進行大量的打磨除油漆，不但檢測前的準備工作量比較大，也給運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有氨氣和液氨，根據實際工作的經驗，由于氣體的密度很小，基本上不會對射線檢測的結果有影響；液體的密度相對比較大，X射線在穿過液體的時候，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，遠遠小于水的密度，為了解決液氨管道的X射線檢測問題，通過比對同種規格的空管道和滿液氨管道環向對接焊縫的X射線檢測。經過驗證，空管道射線檢測在同等參數條件下提高20%電壓，可以解決液氨X射線檢測的問題。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是全面檢驗所有檢驗項目中的難中之難，該部分的壓力管道的使用溫度是-10℃和-38℃，在運行的情況下拆除絕熱層，裸露在空氣中的管道短時間內會迅速結霜、結冰。對管道進行大面積拆絕熱層有幾個不利的因素，第一會導致系統溫度的不穩定，存在一定的安全風險；第二拆除和重做絕熱層會大量增加檢驗附加成本；第三管道運行情況下保溫效果比較差。為了避免以上幾個不利因素，采用數字射線檢測技術對有絕熱層的管道對接焊縫進行檢測。圖3是數字射線在帶絕熱層的液氨管道檢測照片。

在數字射線檢測過程中，有兩個問題需要注意：第一個問題就是如何快速找焊縫。壓力管道的安全技術檔案有詳細的單線圖，根據單線圖可以快速找到焊縫，大大的提高檢測的效率。沒有詳細的單線圖，經過現場勘察，發現要檢測的管道具有相似性，通過一個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，然后用數字射線機找到焊縫的具體部位。第二問題就是數字射線檢測的時候，要避免管子內部介質流速過快。

2 全面檢驗結果的分析

經過檢驗管道不存在腐蝕現象，厚度測定值滿足要求，硬度測定值在HB156以下，角焊縫的滲透檢測未發現可以記錄缺陷，光譜檢測元素符合要求。

主要存在以下幾個問題，液氨介質管道的低溫段管道上使用灰鑄鐵閥門，不符合“質檢辦特函（2007）258號”文件的要求；管道存在結構不合理（例如不同管徑對接沒有采用異徑管件，錯邊大于壁厚的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），且其附近的對接焊縫經過射線檢測，存在未焊透、未融合的嚴重缺陷。大量對接接頭存在未融合和未焊透的嚴重缺陷，缺陷高度在1.5～2.5mm之間。低壓循環桶的管道保溫層外面存在結冰和滴水現象。

建議使用單位整改后使用。