设备管理_氨制冷装置压力容器及压力管道检验要求及技术介绍

氨制冷装置压力容器及压力管道检验要求及技术介绍 主讲人 李鸿程云南铜业股份有限公司 我国氨制冷企业普遍存在的问题 吉林和上海的两起氨制冷企业事故 夺去了140余名同胞的鲜活生命 给社会造成恶劣影响 给伤亡人员家庭带来深重灾难 教训沉痛而深刻 隐患险于明火 防范胜于救灾 责任重于泰山 各级部门强化管理势在必然 我国氨制冷企业普遍存在的问题 涉氨压力容器包括 贮氨器 冷凝器 油分离器 集油器 中间冷却器 低压循环贮氨器 氨液分离器等 涉氨压力管道包括 制冷系统中输送氨介质的液相管和气相管 我国氨制冷企业普遍存在的问题 1 部分企业总体规划未经当地规划部门批准 或当时虽经批准 但是城市扩容使冷库安全防护距离不足 部分制冷企业已被后天兴起的居民区包围 相互影响 且严重威胁居民安全 我国氨制冷企业普遍存在的问题 2 大部分企业未能按建设项目 三同时 的要求进行验收 无 可研报告 未进行安全评价和总体验收工作 我国氨制冷企业普遍存在的问题 3 制冷机房及冻结 冷藏间等的设计未按 建筑设计防火规范 GB50016 2006 的有关规定执行 耐火等级不符合要求 房屋用钢架 苯板建造 部分制冷企业未经过消防部门的消防验收 无消防水池和消火栓 灭火器过期未检 配备数量不足 部分制冷机房和配电室无应急照明灯和消防疏散标志等 我国氨制冷企业普遍存在的问题 4 安全管理不到位 作为使用危险化学品的单位 部分企业未按要求设置安全生产管理机构或者配备专职的安全管理人员 安全管理责任制不健全 安全管理制度和操作规程未制定或者不符合本单位实际 未建立应急救援预案和配备必须的专用防毒面具 未开展定期组织演练 部分特种作业人员未经专门安全培训 无证上岗作业 我国氨制冷企业普遍存在的问题 5 部分企业的压力管道和压力容器 未按 特种设备安全法 的要求办理使用登记证 压力容器和安全附件未按 固定式压力容器安全技术监察规程 的规定进行检测 校验 特别是氨 气 液相 管道问题较多 部分管道未按照安全技术规范的要求进行设计 安装 检验 无任何技术资料 我国氨制冷企业普遍存在的问题 6 制冷设备的安全保护和自动控制未按 冷库设计规范 GB50072 2010 的有关规定执行 部分安全阀卸压管连通在一起汇总排放管管径不足 净排空高度不符合标准要求 活塞式制冷压缩机排出口处未设止逆阀 制冷压缩机冷却水出水管上未设断水停机保护装置 低压循环贮液器 气液分离器和中间冷却器未设超高液位报警装置 液位指示器两端连接件无自动关闭装置 制冷系统无紧急泄氨器和消纳贮缸或水池 用氨设备和氨的输送管道未标明显颜色 对管内介质流向未作明显标志 制冷机房及控制室未设置备用照明等问题 我国氨制冷企业普遍存在的问题 7 部分企业设备老化 私自焊接修理 无任何施工记录及检验验收报告 我国氨制冷企业普遍存在的问题 8 液氨装置的电气未按 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058 92 的有关规定进行设计 配电柜无接地连线配电室与压缩机房连通 未实墙隔离 无电气控制装置 照明灯未防爆 加氨处无静电接地保护 部分电机无防爆设计 未按规定进行防雷 防静电检测 我国氨制冷企业普遍存在的问题 9 部分氨制冷企业无应救援预案 作业人员严重不足 企业负责人一人多责 既是安全管理人员 又是采购员 推销员 制冷工身兼特种设备作业人员 又兼任屠宰工 忙季 连班作业 有的制冷人员身兼相邻两个单位的制冷机操作管理 安全意识极其淡薄 我国氨制冷企业普遍存在的问题 10 液氨储罐在充装 排料及检修过程中 空气中的氧和二氧化碳容易促进氨对钢的腐蚀 由于焊缝处残余应力较高 所以应力腐蚀严重 部分企业没有按照 氨制冷装置用压力容器 NB T47012 2010 C2 的要求对氨液介质中氨含量及待补充氨液的质量进行检验或核查 如果氨液介质氨含量存在问题 将会对钢制容器构成应力腐蚀环境 特种设备安全运行将无法保障 问题的措施及建议 1 建设 消防 电力 质检 安监 商贸 规划等相关部门应各司其职 相互协作 形成合力 严格执行相关规范和标准 政策 从源头上堵住氨制冷企业建设和安全监管中的问题 问题的措施及建议 2 落实企业安全生产主体责任 提高企业主要负责人 安全生产管理人员和从业人员 尤其是制冷工特种作业人员的安全意识 严格落实安全生产责任制 提高全体从业人员的安全素质 严格贯彻各项规章制度和操作规程 问题的措施及建议 3 加强监管 严格按照国家的法律法规和国家标准 行业标准 督促企业不断提升管理水平 严格执法监察 严肃查处冷库单位的安全生产违法行为 4 对现有的安全防护距离不足 严重威胁居民安全的冷库 政府部门应采取行之有效措施 妥善处理 如整改 关闭 搬迁等 详细出台解决问题时间表 问题的措施及建议 5 企业应严格按着 特种设备安全法 的要求 应及时申报检验 特种设备安全法 第四十条规定 特种设备使用单位应当按照安全技术规范的要求 在检验合格有效期届满前一个月向特种设备检验机构提出定期检验要求 特种设备检验机构接到定期检验要求后 应当按照安全技术规范的要求及时进行安全性能检验 特种设备使用单位应当将定期检验标志置于该特种设备的显著位置 未经定期检验或者检验不合格的特种设备 不得继续使用 问题的措施及建议 6 检验单位必要时 应根据本地区在用特种设备动态管理信息及时通知特种设备使用单位按着规定时限申请检验 并严格按着 压力容器定期检验规则 TSGR7001 2013 和 在用工业管道定期检验规程 国质检锅 2003 108号 中相应的安全技术规范的要求开展涉氨压力容器的定期检验工作 问题的措施及建议 7 企业应严格按照 氨制冷装置用压力容器 NB T47012 2010 C2的要求 定期检查氨液氨量 含水量和氧含量 检查周期至少每半年一次 切实降低不合格氨液对设备的应力腐蚀风险 问题的措施及建议 8 涉氨压力容器压力管道的使用单位应按照 压力容器使用管理规则 TSGR5002 2013 压力管道使用登记管理规则 TSGR5001 2009 规定 办理使用登记证 使用单位应制定针对本企业的涉氨压力容器压力管道常见事故的应急预案 并按照预案的要求定期开展演练活动 做好记录 提高从业人员应急处置能力和自我保护能力 问题的措施及建议 9 企业应配备专业人员 负责涉氨压力容器和压力管道的日常巡查与维护保养 确保阀门 法兰连接可靠 密封完好 发现泄漏时 应及时修理或更换 问题的措施及建议 10 涉氨压力容器或压力管道需作报废处理或停用处理时 使用单位应在确保安全的前提下 做好转移介质 释放内部压力工作 氨制冷装置压力容器的特点 根据 在用压力容器检验规程 标准 大部分氨容器均属于第二类压力容器 它主要有换热容器 分离容器和贮存容器3种 根据承压的大小 可将制冷系统分为高压和低压两部分 高压部分包括的容器有冷凝器 高压贮氨器 氨油分离器 集油器等 设计温度50 工作压力一般在1 1 1 3MPa左右 低压容器部分包括中间冷却器 氨液分离器 低压循环桶 低压排液桶等 它们的设计压力为1 6MPa 设计温度40 工作压力一般在0 1 0 3MPa左右 氨制冷压力容器检验的难点 1 对在用压力容器的检验 是对被检对象的内外表面状况 缺陷类型进行的检验 是对容器是否能够满足工程设计和使用要求作出评估 以供使用单位制定维护和更换计划 保证设备的连续 安全运行 为获得设备内 外表面的全面信息 要求在停产条件下进行 2 在检验时必须要将压力容器内盛装的介质进行置换 中和 对容器进行消毒和清洗 若将氨溶于水中 排至经安全 消防 环保部门批准的贮罐或水体 污水的后继处理是个难题 3 停产前需要将库内的货品转移到其他冷库 分散转移需一定的周转时间 且从外库调入的冻结物若高于 8 的部分 还需进行 复冻 冻结间的空间容量和时间安排有一定的难度 并且 每冻融循环一次 会对冷库结构造成破坏 将减少冷库的使用寿命 氨制冷压力容器检验的难点 4 进行全面检验时 带保温的低压循环筒 中间冷却器等压力容器的保温层应全部拆除 需要的人工和物料以及所需要的准备时间将给用户造成一定的经济损失 并且拆除后的保温层不易恢复 即使恢复了也不能达到原有的保温效果 5 受到制冷设备压力容器中的介质和生产特点的限制 检验时 只能采取超声波检测和磁粉检测的形式 超声波检测和磁粉检测对内表面产生的应力腐蚀裂纹等缺陷灵敏度较低 容易漏检 超声波测厚在测定容器时 要对测点进行选择 找出容器最薄弱部位 测定时要将漆层和氧化层清除 测点保温层的拆除和打磨费时 费力 且不易找到有代表性的部位 并且 这些方法都属于对设备的定性评价 不能够在设备运行时进行实时监测 对设备局部存在材料腐蚀劣化等情况无法有效探测 6 检验前 后库温缓慢地升温 降温 货品的装卸及运输费用和重新购买氨冲灌制冷系统 均需要相应的费用支出 氨制冷压力容器检验的要求 一 小型制冷装置中压力容器的全面检验可以在系统不停机的状态下进行 检验项目包括宏观检查 氨液成分检查 壁厚测定 安全附件检查和高压侧压力容器的外表面无损检测 必要时还应该进行声发射检测 埋藏缺陷检测 材质检查 强度校核及低压侧压力容器的外表面无损检测等检验项目 氨制冷压力容器检验的要求 二 宏观检查的内容与要求如下 1 铭牌 标识等是否符合有关规定 2 保温层是否有破损 脱落 跑冷等现象 表面油漆是否完好 3 首次全面检验时应该检查容器结构 例如筒体与封头连接 开孔部位及补强 焊缝布置等 是否符合相关要求 以后的检验仅对运行中可能发生变化的内容进行复查 4 高压侧压力容器外表面是否有裂纹 变形 腐蚀 划痕 鼓包等缺陷 5 用酚酞试纸检测工作状态下压力容器的焊缝 接管等各连接处是否存在渗漏 6 必要时在停水状态下对冷凝器管板与换热管的角接接头部位进行腐蚀 渗漏检查 7 紧固螺栓是否齐全 牢固 表面锈蚀程度 8 支承或者支座的下沉 倾斜 基础开裂情况 氨制冷压力容器检验的要求 三 检验人员应该检查使用单位的氨液成分检查记录是否符合JB T4750 2003 制冷装置用压力容器 的要求 成分不符合要求的 应该按照本专项要求第四条的 六 七 的规定进行检测 四 检验人员应该选择有代表性的部位进行壁厚测定 应当保证足够的测厚点数 五 高压侧压力容器应该进行外表面无损检测抽查 对应力集中部位 变形部位 有怀疑的焊接接头 补焊区 工卡具焊迹 电弧损伤处和易产生裂纹部位应该重点检查 氨制冷压力容器检验的要求 六 有以下情况之一的低压侧压力容器 应当进行声发射检测或者外表面无损检测抽查 1 使用年限超过设计寿命或者20年 含20年 以上 2 氨液成分分析不符合JB T4750 2003 制冷装置用压力容器 要求 3 宏观检查有异常情况 检验人员认为有必要 氨制冷压力容器检验的要求 七 有以下情况之一的 应该采用超声波检测方法进行埋藏缺陷检测 必要时进行开罐检查 1 宏观检查或表面无损检测发现有缺陷的压力容器 认为需要进行焊缝埋藏缺陷检查 2 氨液成分分析不符合JB T4750 2003 制冷装置用压力容器 要求的高压侧压力容器 3 按GB T18182 2000 金属压力容器声发射检测及结果评价方法 需要对声发射源进行复验 4 检验人员认为有必要 氨制冷压力容器检验的要求 八 主要受压元件材质不明的 应该查明材质 对于低压侧压力容器 也可以按Q235钢进行强度校核 九 有以下情况之一的 应该进行强度校核 1 均匀腐蚀深度超过腐蚀裕量 2 检验人员对强度有怀疑 氨制冷压力容器检验的技术 X射线检测技术的原理和特点X射线检测技术一般用于检测压力容器的焊缝和铸件中存在的气孔 密集气孔 夹渣和未融合 未焊透等缺陷 另外 对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行 射线照相 但射线检测不适用于锻件 管材 棒材的检测 氨制冷压力容器检验的技术 X射线检测技术的优点X射线检测方法可获得缺陷的直观图像 对长度 宽度尺寸的定量也比较准确 检测结果有直观纪录 可以长期保存 但该方法对体积型缺陷 气孔 夹渣 检出率高 对体积型缺陷 如裂纹未熔合类 如果照相角度不适当 容易漏检 另外该方法不适宜较厚的工件 且检测成本高 速度慢 同时对人体有害 需做特殊防护 氨制冷压力容器检验的技术 超声波检测技术的原理和特点超声波检测技术是利用超声波在介质中传播时产生衰减 遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法 既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹 还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测 氨制冷压力容器检验的技术 超声波检测技术的优点超声波检测方法具有灵敏度高 指向性好 穿透力强 检测速度快成本低等优点 且超声波探伤仪体积小 重量轻 便于携带和操作 对人体没有危害 但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷 此外 该方法对缺陷的定性 定量表征不准确 氨制冷压力容器检验的技术 磁粉检测技术的原理和特点磁粉检测技术是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法 在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收 制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段 磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹 折叠 夹层 夹渣等方面均得到广泛的应用 氨制冷压力容器检验的技术 磁粉检测技术的优点磁粉检测的优点在于检测成本低 速度快 检测灵敏度高 缺点在于只适用于铁磁性材料 工件的形状和尺寸有时对探伤有影响 氨制冷压力容器检验的技术 渗透检测技术的原理和特点渗透检测技术是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷 其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中 用去除剂清除多余渗透液后 用显像剂表示出缺陷 渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料 如钢铁材料 有色金属材料 陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷 随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用 必须合理选择渗透剂及检测工艺 标准试块及受检压力容器实际缺陷试块 使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性 氨制冷压力容器检验的技术 渗透检测技术的优点渗透检测方法操作简单成本低 缺陷显示直观 检测灵敏度高 可检测的材料和缺陷范围广 对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测 但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验 对工件和环境有污染 渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高 还可用于磁粉检测无法应用到的部位 氨制冷装置压力管道的特点 氨制冷压力管道是用于输送氨液 氨气通过重力供液及采用氨泵强制供液两种方式 连接低压排液桶到蒸发器 最后回到冷凝器压缩机构成一个封闭循环系统 所以氨制冷压力管道承担着所有的压力变化 温度变化及载荷变化 依据 在用工业管道定期检验规程 定为GC2级压力管道 氨制冷压力管道主要由安全管道 热氨管道 吸气管道 液体管道 油管道 平衡管道 放空管道 排液管道等组成 氨制冷压力管道检验的难点 依据 在用工业管道定期检验规程 试行 对氨制冷压力管道进行全面检验时 需对管道焊缝进行无损检测 检查管道焊缝的咬边 错边情况 对管道进行剩余厚度的抽查测定 这就需要整套系统必须停车 清空介质 拆除部分保冷层 检验时间长 经济损失大 如果不停机 拆除管道保冷层 管道就会结霜 加上氨液对射线的吸收和散射作用 测厚和射线检测都有相当大的难度 保冷层下焊缝的咬边和错边也无法检查 氨制冷压力管道长周期连续运行 无法实施全面检验 有发生氨泄漏的危险性 氨制冷压力管道检验的要求 管道管件检验要求 1 管道强度压力试验为设计压力的1 15倍 使用洁净干燥空气或氮气进行试验 压力试验保持10min 检查各焊缝 阀门 法兰连接处无泄漏和压力无变化为合格 2 管道抽真空试验压力小于5 333kPa 24小时压力保持不变为合格 3 管道充氨试漏 是以0 2MPa的充氨压力进行检漏 使用酚酞试纸在各焊缝 阀门 法兰连接处检测是否变色 无变色为合格 氨制冷压力管道检验的要求 管道管件检验要求 4 热氨融霜管道和低压侧压力管道的对接焊接接头应进行100 射线检测合格 角焊缝应进行100 磁粉或渗透检测合格 高压侧压力管道进行不少于20 射线检测合格 角焊缝进行100 磁粉或渗透检测合格 射线检测应按照JB T4730的规定执行 射线技术等级不低于AB级 合格级别不低于 级 磁粉或渗透检测应按照JB T4730的规定执行 合格级别为 级 拍片焊口中固定焊口比例不低于40 转动焊口约占50 60 氨制冷压力管道检验的要求 管道焊接要求 1 管道焊接后渣皮 飞溅物应清理干净 2 焊缝高度不低于母材表面 焊缝与母材应圆滑过渡 3 焊缝及其热影响区表面无裂纹 未熔合 气孔等缺陷 4 外观检查时 焊缝表面咬边深度小于0 5mm 长度小于等于焊缝全长的10 且小于100mm 表面加强高度小于等于1 0 1b1 b1为焊缝宽度 最大为3mm 表面不允许有凹陷现象 5 按照GB50235 97 工业金属管道工程施工及验收规范 规定 对管道焊缝探伤 如温度高于 29 的管道 焊缝探伤不得少于5 质量不得低于 级 对于温度低于 29 的管道 应100 射线检验 质量不得低于 级 在管道变径 三通处等采用锻造件及轧制无缝管件 以保证施工质量