氨制冷压力管道不停机全面检验和分析

杨泽榕(广东省特种设备检测研究院珠海检测院，广东 珠海 519000)

氨制冷压力管道不停机全面检验和分析

杨泽榕(广东省特种设备检测研究院珠海检测院，广东 珠海 519000)

据数据统计，大多数大中型企业普遍使用氨制冷系统。工业冷库中以氨为制冷剂已被使用近八十年，制冷技术已是相当成熟。氨制冷系统的诸多优势，促使在大型制冷系统中被广泛应用，比如果蔬冷藏、啤酒厂，食品乳制品等等。然而氨制冷压力管道的监管和检验方面比较薄弱，以致近几年来出现多宗严重的涉氨安全事故。

氨制冷压力管道的全面检验有其特殊性，以国内某大型食品厂的五千多米氨制冷管道在不停机的情况下进行全面检验为案例，通过现场检验和数据分析，能给国内的氨制冷管道全面检验的领域有一定的帮助。

1 氨制冷压力管道在不停机的情况下的全面检验

1.1 资料审查和现场勘察。

经资料审查，该批管道于2002年建成投用，至今已经使用14年。管道安装没有经过当地检验机构的监督检验。设计图纸不齐全，设计图纸未见《设计说明》，设计压力、设计温度、设计选材等重要设计参数均不明。安装过程记录不齐全，未见探伤报告、焊接记录、管道单线图等重要过程记录。材质证书不齐全，且与非压力管道等其他材质证书一起，无法确认压力管道的材质。未见在线检验要求检查的各种记录。

现场勘察发现，企业由于生产原因无法停产检验。冷却塔区域、压缩机房（除氨气回流管）区域、储氨罐区域的管道均没有保温，其它管道均有保温层。

1.2 分析检验重点、难点

检验重点主要是结构不合理的部位，压缩机进出口震动比较严重的部位，启停操作频繁部位，以及人流比较密集的部位。

检验难点主要是管道处于运行状态，液氨管道的射线检测，带绝热层管道的检验。

1.3 全面检验项目

检验项目根据《在用工业管道定期检验规程》中全面检验的一般要求确定。

下面阐述氨与工业管道常规全面检验不同的方面。

1.3.1 绝热层的检查。主要检查氨管道绝热层有无破损、脱落、跑冷等情况，主要是通过红外线热成像检测仪进行检查。如图1。

氨制冷压力管道低压管段基本上都是架空敷设，通过红外线热成像检测仪检查绝热层，首先可以避免搭设太多的脚手架而造成检验成本增加，其次可以通过软件的分析绝热层跑冷的严重程度，判断哪些部位急需更换绝热层，抽取一定量的这些部位进行拆除绝热层进行其他项目的检验，包括防腐层检查、测厚、硬度检测等。

1.3.2 射线检测。根据资料审查和现场勘察的情况，焊缝内部缺陷采用X射线检测。小管径管和壁厚较薄的管道进行超声波检测，对检测人员的经验依赖比较大，且需要对运行中的管道进行大量的打磨除油漆，不但检测前的准备工作量比较大，也给运行中的压力管道带来一定的不安全因素。氨制冷压力管道介质有氨气和液氨，根据实际工作的经验，由于气体的密度很小，基本上不会对射线检测的结果有影响；液体的密度相对比较大，X射线在穿过液体的时候，存在X射线被液体吸收、X射线散射、无法衍射等情况，容易造成射线底片成像模糊。

液氨的密度是0.617g/cm3，远远小于水的密度，为了解决液氨管道的X射线检测问题，通过比对同种规格的空管道和满液氨管道环向对接焊缝的X射线检测。经过验证，空管道射线检测在同等参数条件下提高20%电压，可以解决液氨X射线检测的问题。图2是在满液氨情况下的X射线照片。

带绝热层的氨制冷压力管道检验是全面检验所有检验项目中的难中之难，该部分的压力管道的使用温度是-10℃和-38℃，在运行的情况下拆除绝热层，裸露在空气中的管道短时间内会迅速结霜、结冰。对管道进行大面积拆绝热层有几个不利的因素，第一会导致系统温度的不稳定，存在一定的安全风险；第二拆除和重做绝热层会大量增加检验附加成本；第三管道运行情况下保温效果比较差。为了避免以上几个不利因素，采用数字射线检测技术对有绝热层的管道对接焊缝进行检测。图3是数字射线在带绝热层的液氨管道检测照片。

在数字射线检测过程中，有两个问题需要注意：第一个问题就是如何快速找焊缝。压力管道的安全技术档案有详细的单线图，根据单线图可以快速找到焊缝，大大的提高检测的效率。没有详细的单线图，经过现场勘察，发现要检测的管道具有相似性，通过一个焊缝拆除绝热层找到具体位置来判断其他焊缝的大概位置，然后用数字射线机找到焊缝的具体部位。第二问题就是数字射线检测的时候，要避免管子内部介质流速过快。

2 全面检验结果的分析

经过检验管道不存在腐蚀现象，厚度测定值满足要求，硬度测定值在HB156以下，角焊缝的渗透检测未发现可以记录缺陷，光谱检测元素符合要求。

主要存在以下几个问题，液氨介质管道的低温段管道上使用灰铸铁阀门，不符合“质检办特函（2007）258号”文件的要求；管道存在结构不合理（例如不同管径对接没有采用异径管件，错边大于壁厚的25%，管子之间的间隙太小，弯头、三通未采用专用管件，在焊缝上开孔焊接等），且其附近的对接焊缝经过射线检测，存在未焊透、未融合的严重缺陷。大量对接接头存在未融合和未焊透的严重缺陷，缺陷高度在1.5～2.5mm之间。低压循环桶的管道保温层外面存在结冰和滴水现象。

建议使用单位整改后使用。