氨制冷压力管道安全监督管理要点探析-

1、经验交流氨制冷压力管道安全监督管理要点探析贾强,蒋红辉,路程,李伟,陈玉平,杨荣和,梁旭,崔晔辉(北京市丰台区特种设备检测所,北京100161摘要:针对氨制冷压力管道的设计、安装(含现场制作、使用、检验、维修和改造等环节安全监督管理中存在的实际问题,提出了相应的监督管理要求和对氨制冷压力管道实施专项监管的建议;探讨了应用红外热成像技术和数字X射线实时成像技术,对带保温氨制冷压力管道实施不停机全面检验的方法。关键词:氨制冷;压力管道;不停机全面检验;红外热成像;X射线实时成像中图分类号:TQ11325;TQ0558文献标识码:B文章编号:10014837(201108006004doi:1039

2、69/jissn10014837201108012Study on Safety Supervision and Management Control Pointsof Ammonia Refrigeration PipingJIA Qiang,JIANG Honghui,LU Cheng,LI Wei,CHEN Yuping,YANG Ronghe,LIANG Xu,CUI Yehui(Fengtai Special Equipment Inspection and Testing Institute,Beijing100161,ChinaAbstract:According to the

3、actual problems existing in design,installation(including onsite produc-tion,use,inspection,maintenance and reconstruction of native ammonia refrigeration pressure piping, some suggestions on the safety supervision and management control of the ammonia refrigeration piping were put forwardA testing

4、method was discussed,of which the infrared thermal imaging technology and digital Xray realtime imaging technology had been applied to nonstop comprehensive inspection of the ammonia refrigeration pressure piping with insulating layerKey words:ammonia refrigeration;pressure piping;nonstop comprehens

5、ive inspection;infrared thermal imaging;Xray realtime imaging0引言目前,我国冷库氨制冷系统压力管道在设计、安装时有一些先天性的缺陷,形成了安全隐患。近年来,制冷管道的事故也时有发生,制冷系统管道开裂、阀门损坏、安全装置失灵等事故均有增加的趋势,这些事故不仅给企业造成相当大的经济损失、对人身安全造成侵害,而且因为涉及公共安全而引起全社会的密切关注。各国对于氨制冷系统压力管道的安全都十分重视,并开展了一些相关研究。美国机械工程师基金项目:国家质检总局科技计划项目(2009QK037 06协会制定了ASME B315制冷管道标准,美国化学

6、工程师学会(AICHE会议论文报道了关于氨制冷压力管道的一些检测方法1。我国也制定了一些制冷方面的标准,如GB500722010冷库设计规范等;浙江省台州市开展了冷库氨制冷压力管道的全面检验工作。从文献查新结果来看,目前各国对氨制冷压力管道的研究,都只是涉及到了制造、设计、安装、使用、检验、维修等部分环节,还没有对氨制冷系统压力管道监督管理进行综合研究的报道,氨制冷系统压力管道的全面检验也还没有一个切实可行的检验方法。因此,从整体上开展对氨制冷系统压力管道各个安全监管环节的综合研究,对于保障氨制冷压力管道的安全运行、保护人民生命和国家财产安全具有重要的意义。1氨制冷压力管道安全监督管理相关要点

7、分析11氨制冷压力管道的设计目前各个设计院对氨制冷压力管道的设计规范不统一。氨制冷压力管道设计依据的两个主要标准是:GB500722010冷库设计规范(以下简称GB50072和GB503162000工业金属管道设计规范(以下简称GB50316,而依据这两个标准设计出来的同一条管道,在材料选用和无损检测比例上存在巨大差异。(1材料选用GB50072规定,氨为介质的管道可以采用10号、20号碳素钢钢管(GB/T8163。而GB50316则规定,随着使用温度的不同,需要采用不同材料的钢管,如:10号、20号、16Mn、09MnD无缝钢管在正火状态的使用温度下限分别为29,20,40,50。(2无损检

8、测比例由于GB50072和GB50316对设计温度定义的不同,导致了氨制冷压力管道安装监检中对接焊缝无损检测比例的不同:对于蒸发温度低于29的同一条氨制冷压力管道,若依据GB50072设计,只需要对焊缝进行比例不低于5%的抽样射线检测,而依据GB50316设计,则需要进行100%射线检测。因此,氨制冷压力管道设计规范必须统一,其工程设计应当符合压力管道安全技术监察规程工业管道以及GB/T20801压力管道规范工业管道的要求(包括使用单位规定的附加要求。压力管道安全技术监察规程工业管道是工业管道的基本安全要求,其他规定(如技术标准、企业内部规定等不得低于该规程的要求。规范统一了就解决了氨制冷压力

9、管道材料选用、无损检测比例、耐压试验等方面存在的问题。12氨制冷压力管道的安装保证安装质量是氨制冷压力管道安全运行的重要因素之一。但许多企业的安装施工质量保证体系形同虚设,许多工程在焊接质量、材料使用等方面存在问题,如:不按作业指导书施焊,未焊透、未熔合等缺陷大量存在;随意更改设计,不按图施工;对容器上的接管随意进行改动;使用未取得压力管道元件制造资格制造单位生产的压力管道元件等。安装中存在的比较突出的问题如下:(1安装位置问题目前城市的快速发展使得许多冷库都处于城区,冷库中的氨一旦泄漏,会对周边人群造成很大的不利影响。所以,冷库的选址尤为重要。GB 50072对于冷库库址的规划、审批、冷库与

10、居住区的安全距离都做出了规定。冷库选址要坚持远离居民区和主要交通要道的原则,从公共安全的角度考虑,应在氨制冷压力管道安装前,审查其安装工程的相关审批文件。(2安装时不做耐压试验只做气密试验目前,氨制冷压力管道的安装执行SBJ122000氨制冷系统安装工程施工及验收规范。但该规范中对管道没有耐压试验要求,只要求做气密性试验,并且气密试验压力低于管道设计压力;对于焊缝也无100%射线照相检测和表面无损检测要求。管道未经耐压试验或100%无损检测,其安全性就难以保证。所以在安装过程中相关单位应严格按照压力管道安全技术监察规程工业管道以及GB/T20801的要求,对氨制冷压力管道进行耐压试验、泄漏试验

11、和无损检测,并按照SBJ122000的要求,对氨制冷压力管道系统进行抽真空试验、系统充氨试验。(3保冷施工质量控制不到位管道保冷层的施工质量是保证管道防腐的关键。如果管道保冷层破损或施工质量不好,就会造成保冷层结冰或水汽渗入,对管道外壁造成严16第28卷第8期压力容器总第225期重腐蚀。对于管道的保冷,有的设计图只给出保冷的设计依据,没有施工技术要求标准和施工质量的检验标准。保冷施工中,安装单位也没有按照相应的标准进行施工。通过用红外热像仪对几个冷库的氨制冷压力管道进行检测,发现有的管道保冷层施工质量低劣,整条管道保冷层拼缝存在跑冷,如图1所示。图2示出正在拆除的某冷冻厂氨制冷压力管道。可以看

12、出,该管道采用的是聚氨酯发泡保冷,相同的保冷工艺,施工质量不同导致管道腐蚀情况也明显不同:图中有的管子防锈漆还没有掉,有的管子已经腐蚀得很严重 。图1 氨制冷压力管道红外热成像图图2同保冷工艺管道腐蚀对比因此,氨制冷压力管道安装工程应加强保冷环节的重视程度。保冷的设计、计算、选材、施工技术要求、工程质量的检验和评定等,可以按照GB/T4272设备及管道绝热技术通则、GB/T 8175设备及管道绝热设计导则等有关标准的规定进行。13氨制冷压力管道的全面检验目前,我国氨制冷压力管道全面检验开展的不多。主要是由于氨制冷压力管道长周期连续运行,进行全面检验时,整套系统必须停车、清空介质、拆除部分保温,

13、检验时间长,经济损失大。如果不停机,拆除管道保温,管道就会结霜,加上氨液对射线具有吸收和散射作用,测厚和射线检测都有相当大的难度。氨制冷压力管道长周期连续运行,却无法实施全面检验,发生氨泄漏的危险性不言而喻。目前,许多检测单位只是对能够停机的管道或管道系统中高压部分的管道进行检测,而对于不能停机的带保温管道的全面检验,国内外还未见行之有效的方法。针对这个问题,进行了以下试验研究:(1液氨对射线吸收情况的测定试验。通过试验,得出了X射线检测中液氨厚度相当于钢板厚度的比值关系,为不排氨对压力管道进行X射线检测参数的选取提供了依据。(2氨制冷压力管道跑冷情况的红外热成像检测。利用红外热成像对管道跑冷

14、进行检测,如图1所示,以确定管道腐蚀的检验重点部位。(3用X射线实时成像技术对不拆保温的液氨管道的焊缝缺陷和腐蚀进行检测。图3示出不拆保温、不排氨管道的X射线实时成像图 。图3不拆保温、不排氨管道的X射线实时成像图通过以上研究,初步形成了用红外热成像和X射线实时成像技术相结合,对带保温氨制冷压力管道实施不停机全面检验的方法,即用红外热成像对管道跑冷情况进行检测,确定腐蚀的检验重点部位,然后用X射线实时成像技术对不拆保温的液氨管道的焊缝和腐蚀情况进行检测。该方法基本上能够解决不拆保温、不停机对氨制冷压力管道实施全面检验的难题。14氨制冷压力管道的使用管理26CPVT氨制冷压力管道安全监督管理要点

15、探析Vol28.No82011氨制冷压力管道使用管理中存在一些普遍问题,亟待引起重视并加以规范。(1作业人员普遍无证上岗应该通过具有针对性的培训,来提高氨制冷压力管道作业人员的持证率和操作技能,使其掌握必要的压力管道作业安全知识、具备一定的应急处理能力、能够正确使用防护用品,从而减少或避免事故的发生。(2事故应急预案和应急演练不到位为了积极应对可能发生的安全事故,使突发事件达到可控状态,使用单位应加强对应急演练的重视程度,并根据本单位情况组织进行危险源的辨识、确定与风险评价,策划对风险的控制措施,制定切实可行的应急救援预案,建立相应的应急救援组织机构,配置救援装备和防护器材并进行日常维护、检修

16、,组织氨制冷系统作业人员定期进行氨泄漏事故的应急演练。(3存在低参数设计、高参数运行的现象特种设备监察部门应加强对氨制冷压力管道运行情况的监督检查。为明确设计委托方的责任、规范设计条件的提出,建议相关法规对压力管道的设计委托提出要求。15氨制冷压力管道的改造、维修压力管道安全技术监察规程工业管道只对GC1级和改造长度大于500m 的压力管道的维修、改造提出了监督检验的要求,而对其他管道未作规定。从目前来看,压力管道的维修、改造不实施监督检验,其施工质量难以保证。据调查,一些小型冷库的安装、改造中还在使用废旧管道材料。废旧设备的拆除、分类和销售已经专业化,有些地方存在不同规模的二手制冷设备市场。

17、因此,建议在相关法规中,对氨制冷系统中一些压力管道(如带保温的压力管道的改造和重大维修提出监督检验的要求。2氨制冷压力管道安全监督管理的建议(1尽快完善氨制冷压力管道相关法规、标准体系,对氨制冷压力管道实施专项监管。近年来我国陆续出台了一系列压力管道法规、标准,压力管道管理水平已大幅度提高,但我国压力管道法规、标准体系的建设还有待进一步完善,尤其是对于制冷类等特殊行业的压力管道的监督管理,还需要进一步细化。从全国冷冻、冷藏行业来看,目前还没有一份可供全行业共同执行的氨制冷压力管道技术规范。因此当务之急是在广泛调研的基础上,结合氨制冷压力管道的特点,尽快编写出压力管道安全技术监察规程工业管道氨制

18、冷压力管道分篇,对氨制冷压力管道监管的七个环节做出明确规定。这对于统一规范、提高安装质量、加强安全监管,将会起到较大作用。通过加强对氨制冷压力管道的专项监管,也将大大减少或避免事故的发生。(2开展氨制冷压力管道不停机全面检验研究,督促使用单位落实好压力管道的在线检验工作。随着X 射线实时成像技术的不断成熟,用X 射线实时成像技术对氨制冷压力管道进行不停机全面检验具有一定的可行性。开展“氨制冷压力管道不停机全面检验方法”的研究,将对压力管道的检验产生重大影响。同时,督促使用单位认真落实好氨制冷压力管道的在线检验,及时发现安全隐患并采取必要的安全措施,对于预防和减少事故是十分必要的。参考文献:1Holloway L W ,Kellum G BNondestructive Testing Saves Time and Money A Saf in Ammonia Plants and Relat Facil ,Symp ,17