氨制冷裝置壓力管道定期檢驗(yàn)

馮曉剛，惠進(jìn)財(cái)，逄宗彬，徐東偉，孫振西

（山東省安泰化工壓力容器檢驗(yàn)中心， 山東 濟(jì)南 250014）

1 概述

氨是一種廣泛應(yīng)用于小型制冷裝置的制冷劑，其特點(diǎn)是無色，有刺激性氣味，相對(duì)于氟利昂更加環(huán)保，制冷效果好。但近幾年因氨泄漏引起的安全事故時(shí)有發(fā)生。氨對(duì)皮膚黏膜有刺激及腐蝕作用，高濃度可引起嚴(yán)重后果，如化學(xué)性咽喉炎、化學(xué)性肺炎等，吸入極高濃度可引起反射性呼吸停止、心臟停搏。其爆炸極限為：16%～25%，當(dāng)氨大量泄漏，與空氣混合后容易發(fā)生火災(zāi)爆炸等安全事故。

常見制冷裝置普遍采用活塞式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)，其工藝特點(diǎn)大同小異，主要設(shè)備有壓縮機(jī)、中間冷卻器、油分離器、蒸發(fā)式冷凝器、低壓循環(huán)桶、液氨儲(chǔ)罐等設(shè)備。壓縮機(jī)進(jìn)口一側(cè)壓力管道為低壓側(cè)，正常工作壓力一般小于0.2MPa，工作溫度≥-20℃，由聚氨酯保冷。其特點(diǎn)是壓力低，溫度低。壓縮機(jī)出口側(cè)為高壓側(cè)，正常工作壓力一般小于2.5MPa，工作溫度低于110℃，無絕熱層。其特點(diǎn)是壓力高。壓力管道材質(zhì)普遍采用20#鋼。

2 原始資料審查

氨制冷裝置壓力管道定期檢驗(yàn)時(shí)，原始資料審查內(nèi)容如下：

(1)壓力管道設(shè)計(jì)單位資格、設(shè)計(jì)圖紙、安裝施工圖及有關(guān)計(jì)算書（要求必須有）等；設(shè)計(jì)與實(shí)際不符，由使用單位向原設(shè)計(jì)單位索取設(shè)計(jì)變更資料。

(2)壓力管道安裝單位資格、竣工驗(yàn)收資料（含安裝竣工資料、材料檢驗(yàn)）等；需落實(shí)安裝單位，并提供相應(yīng)見證資料。

(3)管道組成件、管道支撐件的質(zhì)量證明文件。

(4)在線檢驗(yàn)要求檢查的各種記錄。

(5)該檢驗(yàn)周期內(nèi)的歷次在線檢驗(yàn)報(bào)告。

(6)壓力管道安全管理制度、涉氨管道操作規(guī)程、氨泄漏應(yīng)急預(yù)案。

(7)涉氨管道運(yùn)行記錄及日常巡檢記錄；操作人員持證上崗的證件。

(8)檢驗(yàn)人員認(rèn)為檢驗(yàn)所需的其他資料。

3 檢驗(yàn)前準(zhǔn)備

(1)檢驗(yàn)部位腳手架搭設(shè)、保溫拆除由廠方按照檢驗(yàn)人員的要求完成，一般要求需檢部位離地1.8m以上需搭設(shè)腳手架。

(2)表面探傷、測(cè)厚、打硬度、光譜分析、金相檢驗(yàn)部位除銹由廠方按檢驗(yàn)人員要求完成，要求打磨部位露出金屬光澤。

(3)管道檢驗(yàn)需采用射線檢驗(yàn)時(shí)，作業(yè)前5h，通知廠方射線作業(yè)區(qū)域、時(shí)間及射線防護(hù)距離并辦理相關(guān)票證；廠方接通知后及時(shí)通知相關(guān)人員撤離射線作業(yè)區(qū)域。

4 檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)安全措施

(1)做好現(xiàn)場(chǎng)的氨泄漏防護(hù)措施；

(2)按要求辦理動(dòng)火、用電、登高作業(yè)票證，并按要求進(jìn)行動(dòng)火、用電、登高作業(yè)；

(3)射線作業(yè)區(qū)域設(shè)置明顯的隔離標(biāo)識(shí)，并由廠方做好現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)工作；

(4)為檢驗(yàn)工作搭設(shè)的腳手架應(yīng)當(dāng)牢固可靠，4m以上應(yīng)搭設(shè)護(hù)欄；

(5)工程開始前，全體參加檢驗(yàn)工作的人員應(yīng)接受安全教育；

(6)進(jìn)入檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)前，每名檢驗(yàn)參與人員應(yīng)辨明風(fēng)向、識(shí)別逃生路線；

(7)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員不得單獨(dú)行動(dòng)和作業(yè)。

5 單線圖的繪制

(1)方向標(biāo)注按照統(tǒng)一規(guī)定，不得隨意改變。

方向標(biāo)注如圖1所示：

圖1

(2)每條單線圖均應(yīng)注明起止點(diǎn)。

(3)管道上的焊口、彎頭、三通、異徑管、法蘭、閥門應(yīng)在單線圖上標(biāo)示。閥門表示符號(hào)不明時(shí)，可在標(biāo)注位置處用中文標(biāo)注閥門名稱。

(4)繪圖時(shí)，必須測(cè)量管子外徑并記錄。當(dāng)一條管道存在不同直徑的情況時(shí)，應(yīng)分別測(cè)量，并且在相應(yīng)管段上標(biāo)注。

(5)每條管道的總長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)測(cè)量并記錄，可不做分段記錄。

(6)首次檢驗(yàn)管道原則上所有焊口位置均應(yīng)在單線圖上標(biāo)注。

6 檢驗(yàn)內(nèi)容及要求

6.1 液氨管線嚴(yán)禁通過有人員辦公、休息和居住的建筑物，檢查機(jī)房通風(fēng)裝置、可燃?xì)怏w報(bào)警儀、儲(chǔ)氨器頂部噴淋系統(tǒng)安裝是否齊全。材質(zhì)確認(rèn)和材質(zhì)劣化檢查（氨制冷系統(tǒng)管材應(yīng)為10、20、16Mn鋼無縫鋼管）。對(duì)于無材質(zhì)證明的管道（管件），應(yīng)當(dāng)確認(rèn)材料類別或牌號(hào)（可采用光譜分析等方法）。

6.2 下列情況的管道應(yīng)進(jìn)行金相檢查或硬度測(cè)定

（1）使用周期超過20年的管道；

（2）長(zhǎng)期低溫環(huán)境工作管道（尤其是無材質(zhì)證明的壓力管道元件）；

（3）檢驗(yàn)過程檢驗(yàn)員對(duì)管道材質(zhì)有劣化懷疑的管道。

6.3 密封墊片選型是否正確，是否按規(guī)定定期更換，一般不宜使用橡膠墊片，但可采用預(yù)先浸過甘油或冷凍機(jī)油的石棉橡膠板（因氨介質(zhì)中機(jī)油易導(dǎo)致橡膠墊片老化）。

6.3 宏觀檢查

焊縫位置及焊縫外觀質(zhì)量檢查，執(zhí)行GB50235標(biāo)準(zhǔn)及《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》。

管子、管件外觀質(zhì)量檢查，重點(diǎn)檢查表面有無裂紋、變形、腐蝕、凹坑等缺陷；管線所涂敷色漆的色標(biāo)應(yīng)符合規(guī)定：制冷高低壓液體管，淡黃色；制冷吸氣管，天酞藍(lán)色；制冷高壓氣管、安全管、均壓管，大紅色；放油管，黃色；放空氣器，乳白色。未達(dá)到要求的，向使用單位提出整改建議。

靜電接地、跨接線位置（在單線圖中標(biāo)注、說明）及完好狀況（設(shè)計(jì)有靜電接地要求時(shí)檢查此項(xiàng)）。

安全附件情況：包括壓力表、測(cè)溫儀表、安全閥、爆破片裝置、緊急切斷裝置。檢查內(nèi)容：安全附件的完好性，鉛封、校驗(yàn)期限的有效性，安裝位置等，重點(diǎn)檢查安全附件外觀質(zhì)量和有效檢定日期，見證有關(guān)校驗(yàn)和檢定報(bào)告，確認(rèn)以上安全附件是否滿足制冷裝置使用要求。

管道安裝位置檢查：與其他管道或相鄰設(shè)備之間是否存在碰撞、摩擦；管道跨越道路管段距離地面的高度應(yīng)大于4m。

管道結(jié)構(gòu)檢查：從蒸發(fā)器至壓縮機(jī)之間的吸氣管應(yīng)為逆坡（按介質(zhì)流向設(shè)0.01-0.005的上升坡度），避免蒸發(fā)器的液體介質(zhì)沖擊壓縮機(jī)氣缸。壓縮機(jī)與蒸發(fā)器之間的管道均為順坡。經(jīng)過中間循環(huán)桶的不考慮此問題。

冷凝器至蒸發(fā)器的供液管道，不能有局部向上的彎曲，以免產(chǎn)生撈覕現(xiàn)象；蒸發(fā)器至壓縮機(jī)的吸氣管段，不允許有局部向下彎曲，以免產(chǎn)生撘耗覕現(xiàn)象。

在制冷系統(tǒng)中設(shè)置有低壓循環(huán)桶情況下，以上兩項(xiàng)可不做檢查。

氨泵的排液管上應(yīng)裝設(shè)壓力表、止逆閥；泵的排液總管上應(yīng)加設(shè)旁通泄壓閥。

所有制冷系統(tǒng)加液站集管以及制冷劑液、氣體分配站集管上和不凝性氣體分離器的回氣管上，均應(yīng)設(shè)壓力表或真空壓力表。

制冷系統(tǒng)采用的壓力表或真空壓力表均應(yīng)采用制冷劑專用表。高壓側(cè)不低于1.5級(jí)，低壓側(cè)不低于2.5級(jí)，量程不得小于工作壓力的1.5倍。

安全閥應(yīng)設(shè)置泄壓管，安全總泄壓管出口應(yīng)高于周圍50m內(nèi)最高建筑物（冷庫除外）的屋脊5m，并應(yīng)采取防雷擊、防雨水及雜物落入泄壓管內(nèi)的措施。存在問題的建議使用單位整改。

高壓管道彎管的彎曲半徑應(yīng)大于管子外徑的5倍，其他管道彎管的彎曲半徑宜大于外徑的3.5倍。

管道是否存在因熱應(yīng)力使管道產(chǎn)生的翹曲、下沉等異常變形。

支、吊架檢查。按摷旃鏀宏檢檢查內(nèi)容。

閥門、法蘭檢查。

泄漏檢查：法蘭密封面、閥門殼體。核對(duì)閥門型號(hào)（制冷系統(tǒng)禁止使用灰口鑄鐵和銅材質(zhì)閥門）、法蘭規(guī)格（應(yīng)選用凹凸法蘭）是否符合設(shè)計(jì)要求（與壓縮機(jī)連接時(shí)，法蘭緊固螺栓應(yīng)加彈簧墊圈）。制冷系統(tǒng)的閥件，手輪漆成黃色，在任何情況下，手輪不準(zhǔn)向下。

所有閥門均應(yīng)適用氨介質(zhì)，滿足制冷溫度要求。

安全閥、壓力表與涉氨管道間的連接管上裝設(shè)閥門，必須保證其處于常開狀態(tài)，且應(yīng)有明顯標(biāo)識(shí)。

保溫、保冷層完好狀況檢查。

壓縮機(jī)排氣管和高壓供液管不需保溫，從蒸發(fā)器出口到壓縮機(jī)吸氣口之間的管段必須進(jìn)行保冷。

6.4 管壁測(cè)厚

6.4.1 彎頭、三通、異徑管測(cè)厚抽查比例為每種管件抽查比例≥20%，使用周期超過20年管道，測(cè)厚比例應(yīng)增大10%。

6.4.2 測(cè)厚點(diǎn)位置

（1）彎頭：每個(gè)彎管部位測(cè)14點(diǎn)（含兩端連接直管），外徑小于80mm的管道測(cè)11點(diǎn)。

（2）三通：每三通部位測(cè)量15點(diǎn)（含三端連接直管）。

（3）異徑管：每異徑管部位測(cè)量12點(diǎn)（含兩端連接直管）。

管道測(cè)厚點(diǎn)位置示意見圖2。

圖2 管道測(cè)厚點(diǎn)位置示意圖

6.4.3 異常情況處理

（1）發(fā)現(xiàn)管道壁厚有異常情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)在其附近增加測(cè)點(diǎn)，并確定異常區(qū)域大小，必要時(shí)，可適當(dāng)提高整條管線的厚度測(cè)量比例。

（2）減薄嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行耐壓強(qiáng)度校核計(jì)算。

6.5 硬度測(cè)定

管道材料硬度值應(yīng)滿足相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)。焊接接頭硬度值應(yīng)小于HB200。碳素鋼不宜大于母材硬度的120%；合金鋼不宜大于母材硬度的125%。碳素鋼母材硬度應(yīng)小于HB156。硬度測(cè)定位置：《檢規(guī)》所需測(cè)量硬度的部位，一條管道每種管件及焊接接頭不少于2處。

（注：具體硬度測(cè)量位置及測(cè)量點(diǎn)數(shù)示意見圖3。）

硬度測(cè)定位置示意見圖3。

圖3

6.6 光譜分析：材質(zhì)不明管道應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)情況確定抽查比例和檢測(cè)部位。

6.7 無損檢測(cè)

6.7.1 檢測(cè)方法：表面缺陷檢測(cè)采用磁粉探傷或著色探傷；埋藏缺陷檢測(cè)壁厚＜8mm管道或管徑＜100mm的管道對(duì)接焊縫采用射線檢測(cè)，其他管道可采用射線或超聲波檢測(cè)。

6.7.2 無損檢測(cè)實(shí)施執(zhí)行NB/47013-2015標(biāo)準(zhǔn)，安全狀況等級(jí)評(píng)定執(zhí)行《壓力管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》及《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)）。

6.7.3 檢測(cè)要求

（1）表面檢測(cè)

①檢測(cè)比例

a.GC2級(jí)管道對(duì)接焊口表面抽查比例≥20%且不小于2個(gè)；

b.GC3級(jí)管道對(duì)接焊口表面抽查比例≥10%且不小于2個(gè)；

c.宏檢發(fā)現(xiàn)錯(cuò)變量或咬邊超標(biāo)焊口，該焊口表面檢測(cè)不計(jì)算于焊口抽查比例中；

d.接管角焊縫，氨泵壓縮機(jī)進(jìn)出口部位焊口、管道封部位堵焊縫為表面檢測(cè)重點(diǎn)部位；

e.管件表面是否需做表面檢測(cè)，根據(jù)管道原件材質(zhì)證明有無狀況及管道檢驗(yàn)員現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)情況確定；

f.低溫管道在保冷完好的狀況下表面及埋藏缺陷檢測(cè)抽查比例可適當(dāng)降低。

②執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及合格標(biāo)準(zhǔn)：

NB/47013-2015，不允許存在表面缺陷。

③擴(kuò)探要求：發(fā)現(xiàn)一個(gè)焊口存在裂紋缺陷，擴(kuò)探2個(gè)焊口，再發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷，需對(duì)全部焊口進(jìn)行表面探傷。

（2）管道焊接接頭埋藏缺陷檢查

①檢測(cè)比例：對(duì)管道對(duì)接焊接接頭應(yīng)進(jìn)行超聲波或射線檢測(cè)抽查，抽查比例：對(duì)接焊接接頭的10%且不少于2個(gè)。

注：a.溫度、壓力循環(huán)變化和振動(dòng)較大的管道的抽查比例應(yīng)為表中數(shù)據(jù)的2倍。b.使用周期超20年管道的抽查比例應(yīng)為表中數(shù)據(jù)的2倍。c.耐熱鋼管道的抽查比例應(yīng)為表中數(shù)據(jù)的2倍。d.對(duì)于壁厚≥8mm的碳素鋼管道對(duì)接焊接接頭，可采用超聲探傷抽查的方式進(jìn)行檢查。e.對(duì)于壁厚＜8mm的碳素鋼和所有不銹鋼管道對(duì)接焊接接頭，采用射線檢查方式進(jìn)行抽查。f.壓縮機(jī)、氨泵進(jìn)出口部位、管道封堵（含管帽）部位對(duì)接焊口為埋藏缺陷檢測(cè)重點(diǎn)部位，壓縮機(jī)出口至氨罐管段焊口為高壓管段埋藏缺陷抽查焊口比例適當(dāng)提高。

②執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及合格標(biāo)準(zhǔn)：

NB/47013-2015，不允許存在裂紋缺陷；低溫側(cè)管道未焊透深度與管道實(shí)測(cè)壁之比小于0.6，且缺陷底部最小壁厚≥2mm；

③擴(kuò)探要求：發(fā)現(xiàn)一個(gè)焊口存在裂紋缺陷，擴(kuò)探2個(gè)焊口，若2個(gè)焊口再發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷，需對(duì)全部焊口進(jìn)行表面探傷，若1個(gè)焊口再發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷，需再擴(kuò)探2個(gè)焊口，以此類推。

（3）發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷及時(shí)書面告知廠方，由廠方對(duì)缺陷進(jìn)行處理。

6.8 泄漏性試驗(yàn)

因?yàn)榘睒O易溶于水，不能采用肥皂水進(jìn)行泄漏實(shí)驗(yàn)檢查，泄漏性實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用酚酞試紙?jiān)诜ㄌm連接處以及懷疑泄漏的部位進(jìn)行檢漏。既能提高工作效率，又能保證檢驗(yàn)質(zhì)量。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 何衛(wèi)宏. 氨制冷裝置特種設(shè)備的損傷模式及定期檢驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2017，(6)：46.

[2] 盧均臣，王延平. 涉氨企業(yè)事故分析與對(duì)策[J].廣州化工，2015，43(21)；235-237.

[3] 丁小平. 氨制冷系統(tǒng)壓力容器定期檢驗(yàn)中的幾點(diǎn)看法[J].石油化工設(shè)備，2009，38(3)：92-94.