氨制冷压力容器制造中无损检测的问题探析

氨制冷压力容器制造中无损检测的问题探析

陈思宇 木合塔尔 ·买买提依明

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆 830000

摘要：随着经济的发展，制冷系统在食品、化工、制冷、制药等行业的广泛应用引起了人们的关注。当前，人们主要在制冷和制冰方面应用压缩式制冷装置。由于其应用越来越多，一些问题也就随之出现。所以，在当下，对氨制冷压力容器的维护引起了人们的关注。基于此，本文简单介绍了一些氨制冷压力容器一般缺陷的检测问题。

关键词：常见问题 检验处理 综合检测

引言

据不完全统计，近年来沿海地区冷冻企业发生过数十 起贮氨器应力腐蚀开裂导致氨泄漏事故，另有几起分别为 低压循环桶和中间冷却器应力腐蚀开裂导致氨泄漏事故， 泄漏部位均在封头直边。虽然未造成人员伤亡，但是导致 大量人员撤离等不良影响。 从 20 世纪 60 年代起，全国氨制冷压力容器行业广泛 使用 A3 钢，没有用户反映发生氨制冷压力容器应力腐蚀 开裂事故。20 世纪 80 年代起，A3 钢的使用受到限制，氨 制冷系统压力容器普遍采用 16MnR 钢制造，使用过程中 发现大量贮氨器、冷凝器、油分离器发生应力腐蚀开裂。20 世纪 90 年代起，限制 16MnR 材料制造氨制冷压力容器， 用 16MnR制造的氨冷凝器和贮氨器必须经整体消除应力 热处理。近几年来，氨制冷系统压力容器的应力腐蚀开裂 发生部位多发生在贮氨器上，且均发生在封头直边部位。 无论是氨冷凝器还是贮氨器上，该类裂纹有一个共同 特点：对裂纹修磨、焊补几个月后，在补焊部位附近又会产 生同类裂纹，补到哪里裂到哪里。 贮氨器作为高压系统的氨液贮存场所，也是向低压系 统补充氨液的供应部。液位在 20%到 80%不等，工作压力 一般在 1.0 MPa ～ 1.2 MPa 左右，夏天较高。在库房停产 时，系统中的绝大部分氨液会被抽到贮氨器中贮存。

1.氨制冷压力容器的一些常见问题

1.1厚度变得更薄和易腐蚀

立体式冷凝器、氨油分离器、集油器和贮氨器长期以来一直暴露于潮湿的空气、盐水、氨和其他介质中，这样会导致容器变得更薄，特别是，立体冷凝器立管内壁的水侧最容易受到腐蚀，在使用3年或4年后，一些原始厚度已从3mm减小到小于1mm。另外，要留意到立体冷凝器最容易腐蚀和泄漏的地方是列管顶端的焊接部位。

1.2局部变形或开裂

受到材料强度、腐蚀的影响，其容器主体和接口很容易出现变形。通常，焊接的管道和管道的弯头容易出现裂纹，制成材质是造成这种问题的主要原因，但除此之外，部分变形和焊接问题也会引发此类问题。内部的焊接缺陷通常是由制造过程中的问题引起的。除此之外，如果没能按时检测安全附件，或者其所用材料不能和氨相容，也很容易出现问题。

2.氨制冷压力容器存在的检验问题

2.1设备的技术落后，管理不严格

在我国，冷库的使用高峰始于上世纪七八十年代。但是这一时期生产制造的压力容器大多都存在很多的问题，比如效率低和分类帐运行不清，除此之外，因为技术落后，其保温隔热层在工作时很容易老化。

2.2某些设计未标准化，存在安全隐患

我国许多氨制冷系统都是未经许可设计和安装的。很多制造商未经相关质量监督管理部门进行安装监督和质量检测，并且缺少专用设备安全技术文件，如质量证明书和相关设计图纸。由于铭牌掉落、材料不清，虽然许多氨制冷压力容器长期使用后质量不合格，但并没有经过监督管理部门的注册和定期检测，甚至有些用户购买外国企业的废旧设备，相关人员没有从业资格就安排工作，管理人员在这方面的相关知识匮乏、安全意识不足。

3.对氨制冷压力容器的检验处理

3.1处理原始出厂数据不足的问题

对于具有相应制造资格单位和完备的出厂交货材料的压力容器，当前常用的检测方法主要是宏观检测、壁厚测量和表面无损检测。如果发现可疑部件，则将一定比例的超声波检测添加到检测项。对没有出厂资料的压力容器，第一步是查明其制造单位是否有制造资格，如果没有，则直接将容器报废。对于没有出厂数据但可以确定它们的制造单位有制造资格的容器，需要对其进行经常性的检测，但第一次检测显得尤为重要，在第一次检测时必须全面检测其焊接结构，以做到心中有数。进行检测时，对外侧的检测更为简便，大部分问题都是因焊接过程出现问题而产生的咬边。相比较而言，容器内表面的缺陷更危险，例如未完全焊透或焊接接头不符合规范。在检测氨制冷压力容器时，重要的是检测焊缝内部超过1/5的表面缺陷，并对焊接内部进行X射线探伤检测。借助X射线，能够发现裂纹和线性缺陷并确定焊接接头的型号。必须引起关注的是，使用X射线检测时，液面必须保持在穿透感光膜的辐射线以下。

3.2氨液成分分析及应力腐蚀的处理

应力腐蚀是腐蚀介质和拉伸应力共同造成的一种损坏形式。压力容器的腐蚀和破裂是应力腐蚀，因为压力容器必须具有较大的拉伸应力，它的结构通常有不同的应力集中处，这是常见且不能避免的。当前，在贮存液氨时，通常采用由碳钢制成的容器。液氨当然会腐蚀钢材，但是在理论上，其腐蚀程度是很轻微的。可是在给液氨储罐进行填充和维修时，空气很容易进入储罐，进而与液氨产生反应，这样一来，就会加剧对钢的腐蚀。但是在制作液氨球罐时，对钢材的选用一定要注意，并不是一味的追求高强度。相关数据表明，如果钢的强度过高，应力腐蚀就会过于严重，就更容易导致开裂。除此之外，液氨中氧气的含量也与应力腐蚀的强度成正比。在这种情况下，要想减轻应力腐蚀，可以采取以下措施：焊接过程中必须尽可能消除残余应力;对冷压封头进行热处理;工作温度要保持在较低水平。

3.3关于氨制冷系统压力容器及长期使用需做耐压试验的处理

对于使用了很长时间的氨制冷系统的压力容器，如果已经使用了15年以上，并且检测员对氨制冷压力容器的安全性有疑问，则应阻止氨气排放，以便进行全面检测和压力测试。氨制冷压力容器最难检测的是导出容器的液氨，然后进行水压试验。因为如果在水压试验后不能及时清除容器内多余的水，就会使其腐蚀更加严重，从而产生新的隐患。因此，对容器内的水量要控制得当。为了更好地完成这一工作，尝试使用压缩空气吹扫是一个不错的方法。通过这种方式，可以显著减少容器内的残留水分并确保容器的使用安全。

结语

在进行无损检测时，必须遵循以下原则，根据无损检测的目的正确选择无损检测的时间，这有助于及早发现设备缺陷。但是方法不是万能的，不同的无损检测方法所使用的范围是不同的。所以，为了提高测试的效率和质量，有必要根据不同的条件来预测缺陷的可能类型、形状、位置和方向。需要注意的是，应正确选择无损检测方法。又因为每种测试方法都有优点和缺点，所以应使用尽可能多的测试方法，只要同一个检测的条件允许，就可以进行交叉检测和验证，并确保在无损测试中同时进行。另外，结果的质量应在安全的前提下确保测试方法的经济可行性，并合理应用各种无损测试方法。

参考文献

[1]苏莫寒.基于声发射技术的齿轮故障识别[D].沈阳工业大学，2019

[2]蒋永强，张毅，郭云宝.氨制冷装置压力管道定期检验方案探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2018

3. 郑鸿杰.氨制冷系统压力管道安装监督检验的常见问题及分析[J].中外企业家，2018

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