丁戰(zhàn)武

沈陽特種設(shè)備檢測(cè)研究院 遼寧沈陽 110035

氨作為制冷劑因其具有標(biāo)準(zhǔn)沸騰溫度低、導(dǎo)熱系數(shù)大、氣化潛熱大、單位制冷量大等優(yōu)點(diǎn)[1]，在冷庫(kù)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但國(guó)內(nèi)的冷庫(kù)，特別是早期建造的冷庫(kù)，大都存在壓力管道安裝及管理不規(guī)范、不到位，操作人員專業(yè)知識(shí)薄弱等問題[2]，導(dǎo)致近年冷庫(kù)管道事故頻發(fā)。因此，現(xiàn)階段極需要對(duì)氨制冷壓力管道進(jìn)行有效定期檢驗(yàn)方法的探討和研究，避免和減少事故的發(fā)生。本文主要通過對(duì)主要檢驗(yàn)依據(jù)進(jìn)行研究，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)氨制冷系統(tǒng)壓力管道定期檢驗(yàn)方法進(jìn)行討論，為氨制冷系統(tǒng)壓力管道定期檢驗(yàn)提供參考。

1 氨制冷原理

氨制冷系統(tǒng)在制冷循環(huán)過程中主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器四個(gè)部分，其通過管道連接成密閉的制冷系統(tǒng)。工作過程如下圖1所示：

圖1 氨制冷系統(tǒng)工作過程

低壓低溫的氨氣被壓縮機(jī)吸入并壓縮，變?yōu)楦邏焊邷氐陌睔猓缓筮M(jìn)入冷凝器進(jìn)行熱交換，變?yōu)楦邏撼氐囊喊保ㄟ^節(jié)流閥節(jié)流后變?yōu)榈蛪旱蜏氐囊喊边M(jìn)入蒸發(fā)器中，通過吸收被冷卻物的熱量變?yōu)榈蛪旱蜏氐陌睔猓瑥亩瓿蓪?duì)被冷卻物的制冷過程[3]。

2 國(guó)內(nèi)氨制冷管道法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

目前我國(guó)針對(duì)氨制冷壓力管道的設(shè)計(jì)、安裝、驗(yàn)收規(guī)范主要有GB50072-2010《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》、SBJ12-2011《氨制冷系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，定期檢驗(yàn)方面還沒有針對(duì)氨制冷系統(tǒng)中的壓力管道的專項(xiàng)檢驗(yàn)規(guī)范，現(xiàn)階段以TSG D7005-2018《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》和“市場(chǎng)監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》（TSG D7005-2018）的實(shí)施意見及氣瓶安全監(jiān)察有關(guān)工作的通知”為主，為配合制冷管道定期檢驗(yàn)的特殊性，2013年國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了《質(zhì)檢特函【2013】61號(hào)》文件，關(guān)于“氨制冷裝置特種設(shè)備專項(xiàng)治理工作的指導(dǎo)意見”。

3 氨制冷管道定期檢驗(yàn)方法討論

按照“市場(chǎng)監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》（TSG D7005-2018）的實(shí)施意見及氣瓶安全監(jiān)察有關(guān)工作的通知”中對(duì)涉氨制冷管道的定期檢驗(yàn)中規(guī)定：原則上應(yīng)按《管檢規(guī)》進(jìn)行定期檢驗(yàn)。對(duì)遠(yuǎn)離人員密集區(qū)域且暫時(shí)無法按《管檢規(guī)》實(shí)施檢驗(yàn)的氨管道，可按《質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于氨制冷裝置特種設(shè)備專項(xiàng)治理工作的指導(dǎo)意見》（質(zhì)檢特函【2013】61號(hào)）執(zhí)行。

《質(zhì)檢特函【2013】61號(hào)》文件要求，對(duì)于無相關(guān)技術(shù)資料或者技術(shù)資料不全、未經(jīng)具有相應(yīng)資質(zhì)的壓力管道設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)、沒有實(shí)施安裝監(jiān)督檢驗(yàn)的壓力管道都應(yīng)列入隱患整治范圍。這類壓力管道不在此做探討，可以完全按照《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)則—工業(yè)管道》（TSG D7005-2018）要求進(jìn)行全面檢驗(yàn)和安全評(píng)定。

3.1 氨制冷管道特點(diǎn)

目前氨制冷管道常規(guī)參數(shù)是高壓側(cè)設(shè)計(jì)壓力2.0Mpa，設(shè)計(jì)溫度150度/43度，低壓側(cè)設(shè)計(jì)壓力1.50Mpa，設(shè)計(jì)溫度43度，工作溫度根據(jù)冷庫(kù)用途不同而有所區(qū)別。氨制冷管道一般情況下都是24小時(shí)運(yùn)行，并且不能長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，置換難度大，介質(zhì)無法排凈，不停機(jī)探傷低壓段拆除保溫后很快就會(huì)結(jié)霜，無法完成探傷工作。

3.2 資料審查

按照《管檢規(guī)》的要求[4]，資料審查重點(diǎn)是核查壓力管道的設(shè)計(jì)、安裝、改造或者重大修理資料、使用管理資料、檢驗(yàn)檢查資料等內(nèi)容，其中前三項(xiàng)的資料，在管道投入使用后首次定期檢驗(yàn)時(shí)必須進(jìn)行審查。由于氨制冷壓力管道工藝復(fù)雜，資料審查中需確定使用單位的操作人員是否具有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從而降低由誤操作帶來的事故風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 宏觀檢驗(yàn)

宏觀檢驗(yàn)中對(duì)于絕熱層和防腐層的檢查主要是查看壓力管道的絕熱層是否有破損、脫落以及跑冷等情況，防腐層是否完好。也可以借助紅外熱成像檢測(cè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行判斷[5-6]，宏觀檢驗(yàn)中對(duì)于閥門的檢驗(yàn)也是重點(diǎn)內(nèi)容，新建的冷庫(kù)基本都使用鋼閥門，老舊冷庫(kù)多存在使用鑄鐵閥門的情況，應(yīng)根據(jù)TSG D0001-2009中材料部分的要求，并結(jié)合制冷壓力管道的設(shè)計(jì)和工作參數(shù)，判斷是否可以使用鑄鐵閥門，對(duì)于不符合要求的閥門應(yīng)該要求使用單位立刻進(jìn)行整改，并上報(bào)監(jiān)察機(jī)構(gòu)。

3.4 高低壓側(cè)的剩余壁厚抽查

管道剩余壁厚抽查是制冷管道全面檢驗(yàn)中的重要項(xiàng)目，能夠使檢驗(yàn)人員及時(shí)了解管道的腐蝕情況。對(duì)于高壓側(cè)的壓力管道，按照《管檢規(guī)》的第2.4.2.2條進(jìn)行測(cè)厚，氨制冷管道一般情況下屬于GC2級(jí)壓力管道，彎頭（彎管）、三通和異徑管按照不少于20%的比例進(jìn)行抽查。對(duì)于低壓側(cè)的壓力管道，按照國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的《質(zhì)檢特函【2013】61號(hào)》文件要求，主要對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)的、具備作業(yè)空間的管道，進(jìn)行適當(dāng)比例的抽查，抽查以保溫層存在破損、脫落、跑冷等現(xiàn)象的部位為主對(duì)于保溫層完好的壓力管道，必要時(shí)采用數(shù)字射線成像技術(shù)進(jìn)行壁厚檢測(cè)，一般情況下可不進(jìn)行測(cè)厚。DR檢測(cè)設(shè)備如下圖所示：按照國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的《質(zhì)檢特函【2013】61號(hào)》文件要求，有幾種情況需要對(duì)壓力管道的對(duì)接焊接接頭進(jìn)行埋藏缺陷檢測(cè)，一是宏觀檢查或者表面的無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了缺陷的管道；二是宏觀檢查發(fā)現(xiàn)由于基礎(chǔ)沉降不一致而導(dǎo)致管道活動(dòng)受到制約，其制約點(diǎn)附近管道的對(duì)接焊接接頭。

圖2 DR檢測(cè)系統(tǒng)

3.5 埋藏缺陷抽查

對(duì)以上兩種情況可以理解為如果宏觀檢查或者表面的無損檢查沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，也沒有發(fā)現(xiàn)管道活動(dòng)受到制約，可以不做埋藏缺陷檢測(cè)，即不需要使用超聲檢測(cè)或者射線檢測(cè)。也就不用執(zhí)行《管檢規(guī)》的探傷比例。對(duì)于低壓側(cè)管道，表面的宏觀檢查和無損檢測(cè)難度比較大，因保溫層剛拆除就會(huì)在管道表面結(jié)霜，如何進(jìn)行宏觀檢查和表面無損檢測(cè)值得深入研究。

如果存在以上兩種情況，就需要對(duì)對(duì)接焊接接頭進(jìn)行埋藏缺陷檢測(cè)，那么高壓側(cè)的管道一般應(yīng)采用射線檢測(cè)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)允許時(shí)也可采用超聲檢測(cè)方法。檢測(cè)比例應(yīng)按照《管檢規(guī)》中要求的比例進(jìn)行。低壓側(cè)管道埋藏缺陷的檢測(cè)可以采用射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)、數(shù)字射線成像技術(shù)DR，其重點(diǎn)檢測(cè)的部位是高風(fēng)險(xiǎn)的、具備作業(yè)空間的管道，對(duì)于比例抽查適中即可，沒有嚴(yán)格要求，應(yīng)和用戶協(xié)商解決。

低壓側(cè)管道一般都有保溫層，又因?yàn)闊o法停機(jī)，氨無法排出管道，并且保溫層剛拆除就會(huì)在管道表面結(jié)霜，因此使用X射線和超聲波探傷難度較大。盡量使用數(shù)字成像射線技術(shù)DR進(jìn)行埋藏缺陷檢測(cè)。如下圖3所示：

由圖可以清晰地看出管道存在未焊透缺陷，長(zhǎng)度為一周，深度分別為2mm和3mm，再按照《管檢規(guī)》中的3.2.4條就可以對(duì)管道的安全等級(jí)進(jìn)行評(píng)定。

3.6 安全附件檢查

對(duì)于安全附件的檢查以《管檢規(guī)》的要求為主，對(duì)于安全附件檢不合格的壓力管道不允許使用。

3.7 壓力試驗(yàn)

按照國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的《質(zhì)檢特函【2013】61號(hào)》文件要求，必要時(shí)才進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

4 結(jié)語

圖3 管道的數(shù)字成像檢測(cè)

對(duì)于隱患治理外的氨制冷壓力管道的定期檢驗(yàn)一般從資料審查、宏觀檢驗(yàn)、高低壓測(cè)剩余壁厚抽查、埋藏缺陷抽查、安全附件檢查、壓力試驗(yàn)這幾個(gè)方面進(jìn)行檢驗(yàn)，具體的檢驗(yàn)過程按照《管檢規(guī)》和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的《質(zhì)檢特函【2013】61號(hào)》文件執(zhí)行，并需要結(jié)合氨制冷壓力管道自身的特點(diǎn)采用試用的方法和設(shè)備，減少因檢驗(yàn)給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，提高檢驗(yàn)效率。