氨制冷系統中壓力容器檢驗安全性探究

【摘要】氨制冷系統中的壓力容器如何安全檢驗一直是制冷及特種設備檢驗行業關注的焦點。本文通過對氨制冷系統中壓力容器基本檢驗內容、常見缺陷、檢驗過程中可能出現的安全隱患進行論述，提出了相應的解決措施，指出了進一步研究的方向，對氨制冷系統中壓力容器安全檢驗具有一定的參考價值，供制冷行業的從業人員及相關檢驗機構開展檢驗及研究具有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】氨制冷系統；壓力容器檢驗；安全性

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.040

Exploring the Safety of Pressure Vessel Inspection in Ammonia Refrigeration System

HAN Shixun

（Gansu Special Equipment Inspection and Testing Research Institute， Lanzhou 730500， China）

Abstract： The safety inspection of pressure vessels in ammonia refrigeration systems has always been a focus of attention in the refrigeration and special equipment inspection industry. This article discusses the basic inspection content， common defects， and potential safety hazards of pressure vessels in ammonia refrigeration systems， proposes corresponding solutions， and points out the direction of further research. It has certain reference value for the safety inspection of pressure vessels in ammonia refrigeration systems， and has certain reference significance for the inspection and research of refrigeration industry practitioners and relevant inspection institutions.

Key words： ammonia refrigeration system； pressure vessel inspection； security

0引言

近年來，氨制冷系統在工業生產和商業領域得到廣泛應用。作為氨制冷系統的核心組件之一，盛裝高壓氨氣的壓力容器承擔著非常重要的任務。然而，由于氨氣具有高壓、易燃易爆等特性[1]，導致壓力容器檢驗的安全性成為檢驗的重中之重，直接關系到制冷系統的正常運行和操作人員的生命財產安全[2]。

1氨制冷系統壓力容器檢驗

1.1容器管理檔案審核與補充

對氨制冷系統中的壓力容器路進行檢查，應從工藝參數入手[3]。對氨制冷系統壓力容器從設計、制造、檢驗等各個階段的技術參數進行檢查[4]，并對其進行維修保養。對不規范的地方進行指導，對缺失的地方進行補充。例如，在一些氨制冷系統壓力容器檔案中，并沒有壓力容器設計圖紙，作為檢驗人員，一定要督促使用單位咨詢設備制造廠家，補充缺失的資料，目的是為用戶提供更多的信息，為檢驗提供完整的基礎資料[5]。

1.2檢驗外觀

壓力容器的外觀檢查主要有腐蝕、裂紋等。通過檢驗發現氨制冷系統在使用過程中出現了腐蝕，系統中的一些閥門出現了泄漏，容器的法蘭在使用過程中出現了嚴重的腐蝕，這些都會影響到容器的安全使用性能[6]。另外，容器中的閥門也出現了泄漏，將會嚴重影響系統的性能和運行。

1.3容器厚度檢驗

在氨制冷系統中，容器厚度是判斷其能否安全運行至下一個檢驗周期的重要指標。一般情況下，對于氨制冷系統的壓力容器，所需的壁厚應根據所盛裝介質的屬性設計。在檢驗時，必須按照檢驗要求和比例，對容器做系統性、全面性的檢驗，如果容器的某個部分出現了較大的變形，那么這一部分的容器在使用中就很容易產生應力集中，導致介質泄漏。檢驗人員應該分析造成容器變形的主要原因。例如，該容器此部位長期受氨液沖刷、跑冷，而且在使用過程中沒有及時自查，經過一段時間的運行，就會因為腐蝕而減薄。另外，由于碳鋼容器的腐蝕程度較重，所以如果某個部分的容器使用的是碳鋼制造，那么在進行檢驗的時候就應該加大對其的檢驗范圍。在探測到某一段容器壁厚變薄時，應對其與容器的連接進行強化探測。當所測壁厚接近容器壁厚最小設計值時，應給予相應的處理。

2氨制冷系統容器的常見缺陷

近年來，氨制冷系統在工業生產和商業領域得到廣泛應用。在使用過程中，氨制冷系統容器普遍存在一些常見缺陷，如裂紋、腐蝕、材料疲勞等，這些缺陷對系統的安全性和穩定性造成了潛在威脅。因此，了解和解決這些常見缺陷對于確保氨制冷系統的正常運行和操作人員的安全至關重要。

2.1容器的裂紋

裂紋常常由于應力集中而產生，可能是由于制造過程中的不合理工藝、材料性能不同等原因造成的。裂紋的存在會導致容器強度降低并可能引發泄漏和爆炸等嚴重事故。

2.2容器的腐蝕問題

腐蝕是由于介質和環境的侵蝕而引起的材料表面的損壞。對于氨制冷系統來說，由于工作介質氨氣具有一定的腐蝕性，容器內部常常會發生腐蝕現象。腐蝕會使容器的壁厚減小，從而降低容器的承載能力，在嚴重情況下，可能導致容器破裂。

2.3材料疲勞

長期的工作循環和溫度變化使得容器內部的材料容易發生疲勞損傷。疲勞會導致容器材料的損傷和變形，從而減弱容器的強度和穩定性。如果不及時檢測和修復，容器可能在工作過程中發生破裂。

這些缺陷的存在嚴重影響著氨制冷系統的安全性和可靠性。因此，我們需要針對這些缺陷采取相應的措施，確保系統的正常運行和操作人員的安全。首先，對于裂紋缺陷，要加強制造過程中的質量控制，采用合適的檢測方法對容器進行定期檢測，及時發現和修復裂紋。對于腐蝕問題，我們應該采用抗腐蝕性能好的材料，并定期進行腐蝕檢測和防腐措施。材料疲勞方面，要對容器的材料進行嚴格的材料選擇和加工工藝控制，以及定期進行疲勞性能檢測。

總之，了解和解決氨制冷系統容器的常見缺陷對于確保系統的安全可靠運行非常重要。我們應該加強制造過程中的質量控制，選擇合適的材料和工藝，定期進行容器的檢測和維護，以提高容器的安全性和穩定性，為氨制冷系統的運行保駕護航。

3檢驗氨制冷系統要點及處理措施

3.1壓力容器定期檢驗

1）對于無法停車的系統，應該在不停車的條件下，在確保工作人員安全的前提下，對壓力容器進行不停車的檢驗，具體來說，檢驗的內容有：審核資料、剩余壁厚測定、無損檢測、宏觀檢查、安全附件檢查，如果有需要，還可以采用壓力測試的方法進行耐壓試驗。

2）當出現以下情形中的任何一種時，需對氨制冷系統的壓力容器焊接接頭進行埋藏缺陷檢測：①經表面非破壞性檢驗或宏觀檢驗后，沒有在系統中發現有缺陷的容器，需對焊接接頭的埋藏缺陷進行檢測。②通過宏觀手段，對壓力容器進行監測，發現由于地基沉降，使其在使用過程中的活動受限，限制了其在使用過程中的作用。通常情況下，可以使用射線檢測或者超聲檢測等方法來對容器進行埋藏缺陷檢測，如果在現場不能實施射線檢測或者超聲檢測，可以采用其他行之有效的檢測方法。

3）對于低壓側殘余壁厚、埋沒等缺陷，檢測時應采用隨機抽樣的方法，在實際操作過程中，應著重于危險性較大、有操作空間的容器，并在操作過程中，適當增加抽查的比重。

4）對于氨制冷系統帶保溫層的壓力容器，操作人員應正確檢查保溫層出現脫落、破損、跑冷等現象的部位厚壁。如果保溫層狀況良好，對壁厚和腐蝕狀況可以采用導波技術，進行相應的檢測工作。

3.2處理無技術資料的壓力容器

這對沒有相關數據，或缺乏技術數據，沒有相應資質的壓力容器設計單位，沒有進行安裝監督檢查的壓力容器，都應該在安全隱患整治范圍之內。在實際操作過程中，可以按照《固定式壓力容器安全技術監察規程》中的相關要求，進行檢查和安全評價，并根據“符合使用，確保安全”的原則，對壓力容器進行監督、報廢處理、限期更換等，從而最大限度地發揮壓力容器的功能，避免發生事故。

3.3其他方面的要求

1）采用氨制冷系統的單位，要有專門的工作人員，每天都要對壓力容器進行檢查，若發現有泄漏應采取合理的措施，保證氨制冷系統的閥門、法蘭等零件連接的可靠性，在密封完畢后，如果還有泄漏的情況，要對泄漏的地方進行維修，如果維修不能解決的，則要將有問題的零件替換掉。

2）對于氨制冷系統中的壓力容器，在需要停用或報廢的時候，用戶要在保證安全的前提下，對介質進行合適的轉換，以實現對壓力容器內的壓力的卸載，提升其性能，以達到使用要求。

4氨制冷系統壓力容器的安全評價

4.1腐蝕凹坑安全評價

在氨制冷系統壓力容器使用過程中，要對檢測到的腐蝕部位進行綜合評估，以確保使用過程中壓力容器的安全。對于氨制冷系統，應按照相關要求，對其進行安全性評估。如某檢驗機構在檢驗時發現，某氨制冷系統中壓力容器存在6處腐蝕凹坑，通過安全評價，有2處接近更換臨界值，還有2處沒有通過安全評價。所以，在對壓力容器使用的過程中，為了保證安全，對腐蝕凹坑做出不合格處理。可見，在實際操作中，對有嚴重腐蝕坑洞的壓力容器應及時進行替換。在對腐蝕凹坑進行復查的過程中，我們發現，在壓力容器中，有兩處容器腐蝕凹坑被替換了，通過調查這兩處腐蝕部位發生過泄漏，由此可以看出，對凹坑部位進行的安全評估是準確的。

4.2校核強度

對氨制冷系統中的高壓容器應進行受力有限元計算，以滿足其安全性評估與強度校核的特殊要求。在進行強度檢驗時，一般都是在常溫條件下進行的，在實際工作中沒有考慮到溫度的影響。對檢驗的全部氨制冷系統中壓力容器都進行了有限元應力計算，計算結束后，進行合理分析，主要考慮容器在運行時應力作用，最后依據容器最小壁厚完成分析。

4.3缺陷安全評價

對檢查過程中發現的各種缺陷，按照“滿足應用”的原則及《固定式壓力容器安全技術監察規程》的要求，在保證安全性的前提下，對嚴重的缺陷進行評定，并對評定不合格的缺陷進行相應的整改。通常情況下，采用常規檢測手段，根據檢測得到的結果，判定是否需要返修，與此相比較，采用“滿足應用”的缺陷評估方法，一方面可以大大減少焊接、裁剪、返修后的各種工作負荷；另一方面，在使用過程中，保證了氨制冷系統的經濟和安全。

5結論

氨制冷系統中的壓力容器檢驗安全性是保障系統運行安全的重要環節。本文通過對氨制冷系統中壓力容器檢驗安全性的探究，總結出以下幾點：

首先，壓力容器的檢驗是確保其安全運行的關鍵。氨制冷系統中的壓力容器承受著高壓和高溫的工作環境，如果容器出現泄漏或破裂等問題，將會對系統和人員造成嚴重的危害。因此，定期對壓力容器進行檢驗，確保其結構完整性和安全性是非常重要的。其次，壓力容器檢驗應遵循相關標準和規范的要求。在進行壓力容器檢驗時，應參照國家和行業相關的標準和規范，確保檢驗過程的科學性和準確性。同時，檢驗人員應具備相關的專業知識和技能。再次，壓力容器檢驗應包括外觀檢查和內部檢查。外觀檢查主要是對容器的外部表面進行檢查，包括檢查容器是否有裂紋、腐蝕、變形等問題；內部檢查則是對容器內部進行檢查，包括檢查容器內部的焊縫、襯里等是否存在問題。通過綜合外觀檢查和內部檢查，可以全面評估容器的安全性。最后，壓力容器檢驗應定期進行。由于氨制冷系統中的壓力容器承受著高壓力和高溫度的工作環境，容器的安全性可能會隨著時間的推移而下降。因此，應定期對壓力容器進行檢驗，及時發現和解決潛在的安全問題，確保系統的安全運行。

【參考文獻】

[1]宋利濱，李志峰，康昊源.氨制冷壓力容器定期檢驗相關問題分析[J].中國特種設備安全，2021，37（1）：19-20，38.

[2]呂文浩，梁曉岳，袁通.氨制冷系統中壓力容器檢驗問題的探討[J].信息周刊，2020（7）：1.

[3]朱智斌.大型氨制冷壓力容器、管道檢驗可采用方案及問題探討[J].中國化工貿易，2020，12（20）：189-190.

[4]陳敏，王肖逸，盧俊文，等.氨制冷壓力管道檢驗難點及在線檢驗技術研究[J].管道技術與設備，2022（4）：39-43.

[5]楊浦，陳國美.氨制冷壓力管道安全監督管理要點分析[J].中國科技期刊數據庫工業A，2021（8）：71-72

[6]陳國美，楊浦.氨制冷系統的安全技術管理研究[J].中國科技期刊數據庫工業A，2021（7）：179-180.

【作者簡介】

韓世勛，男，1988年出生，工程師，學士，研究方向為特種設備檢驗檢測及節能研究。

（編輯：李鈺雙）