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氨制冷壓力管道安全監督管理要點探析

文檔作者：賈強蔣紅輝路程李偉陳玉平楊榮和梁旭崔曄輝文檔來源：北京市豐臺區特種設備檢測所		點擊數：	更新時間： 2021年07月17日
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氨制冷壓力管道安全監督管理要點探析
賈強，蔣紅輝。路程。李偉，陳玉平，楊榮和。梁旭，崔曄輝
(北京市豐臺區特種設備檢測所，北京100161)
摘要：針對氨制冷壓力管道的設計、安裝(含現場制作)、使用、檢驗、維修和改造等環節安全監督
管理中存在的實際問題，提出了相應的監督管理要求和對氨制冷壓力管道實施專項監管的建議；探
討了應用紅外熱成像技術和數字x射線實時成像技術，對帶保溫氨制冷壓力管道實施不停機全面
檢驗的方法。
關鍵詞：氨制冷；壓力管道；不停機全面檢驗；紅外熱成像；x射線實時成像
中圖分類號：TQ113．25；TQO55．8 文獻標識碼：B 文章編號：1001—4837(2011)08—0060—04
doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．08．012
Study on Safety Supervision and M anagement Control Points
of Ammonia Refrigeration Piping
JIA Qiang，JIANG Hong—hui，LU Cheng，LI Wei，CHEN Yu—ping，
YANG Rong—he，LIANG Xu，CUI Ye—hui
(Fengtai SpeciM Equipment Inspection and Testing Institute，Beijing 100161，China)
Abstract：According to the actual problems existing in design，installation(including on—site 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 forward．A testing method was discussed，of which the infrared thermal imaging technology and
digital X —。ray real—。time imaging technology had been applied to non——stop comprehensive inspection of
the ammonia refrigeration pressure piping with insulating layer．
Key words：am monia refrigeration；pressure piping；non—stop comprehensive inspection；infrared thermal
imaging；X —ray real—time imaging
0 引言
目前，我國冷庫氨制冷系統壓力管道在設計、
安裝時有一些先天性的缺陷，形成了安全隱患。
近年來，制冷管道的事故也時有發生，制冷系統管
60
基金項目：國家質檢總局科技計劃項目(2009QK037)
道開裂、閥門損壞、安全裝置失靈等事故均有增加
的趨勢，這些事故不僅給企業造成相當大的經濟
損失、對人身安全造成侵害，而且因為涉及公共
安全而引起全社會的密切關注。
各國對于氨制冷系統壓力管道的安全都十分
重視，并開展了一些相關研究。美國機械工程師
第28卷第8期 壓 力 容 器 總第225期
協會制定了ASME B31．5《制冷管道》標準，美國
化學工程師學會(AICHE)會議論文報道了關于
氨制冷壓力管道的一些檢測方法?。我國也制
定了一些制冷方面的標準，如GB 50072-2010
《冷庫設計規范》等；浙江省臺州市開展了冷庫氨
制冷壓力管道的全面檢驗工作。從文獻查新結果
來看，目前各國對氨制冷壓力管道的研究，都只是
涉及到了制造、設計、安裝、使用、檢驗、維修等部
分環節，還沒有對氨制冷系統壓力管道監督管理
進行綜合研究的報道，氨制冷系統壓力管道的全
面檢驗也還沒有一個切實可行的檢驗方法。因
此，從整體上開展對氨制冷系統壓力管道各個安
全監管環節的綜合研究，對于保障氨制冷壓力管
道的安全運行、保護人民生命和國家財產安全具
有重要的意義。
1 氨制冷壓力管道安全監督管理相關要點分析
1．1 氨制冷壓力管道的設計
目前各個設計院對氨制冷壓力管道的設計規
范不統一。氨制冷壓力管道設計依據的兩個主要
標準是：GB 50072-2010《冷庫設計規范》(以下
簡稱GB 50072)和GB 50316-2000(工業金屬管
道設計規范》(以下簡稱GB 50316)，而依據這兩
個標準設計出來的同一條管道，在材料選用和無
損檢測比例上存在巨大差異。
(1)材料選用
GB 5o072規定，氨為介質的管道可以采用10
號、20號碳素鋼鋼管(GB／T 8163)。而GB 50316
則規定，隨著使用溫度的不同，需要采用不同材料
的鋼管，如：10號、20號、16Mn、09MnD無縫鋼管
在正火狀態的使用溫度下限分別為一29，一20，
一40，一50 ℃ 。
(2)無損檢測比例
由于GB 50072和GB 50316對設計溫度定義
的不同，導致了氨制冷壓力管道安裝監檢中對接
焊縫無損檢測比例的不同：對于蒸發溫度低于
一29 cI=的同一條氨制冷壓力管道，若依據GB
50072設計，只需要對焊縫進行比例不低于5％的
抽樣射線檢測，而依據GB 50316設計，則需要進
行100％射線檢測。
因此，氨制冷壓力管道設計規范必須統一，其
工程設計應當符合《壓力管道安全技術監察規
程——工業管道》以及GB／T 20801《壓力管道規
范工業管道》的要求(包括使用單位規定的附
加要求)。《壓力管道安全技術監察規程——工
業管道》是工業管道的基本安全要求，其他規定
(如技術標準、企業內部規定等)不得低于該規程
的要求。規范統一了就解決了氨制冷壓力管道材
料選用、無損檢測比例、耐壓試驗等方面存在的問
題。
1．2 氨制冷壓力管道的安裝
保證安裝質量是氨制冷壓力管道安全運行的
重要因素之一。但許多企業的安裝施工質量保證
體系形同虛設，許多工程在焊接質量、材料使用等
方面存在問題，如：不按作業指導書施焊，未焊透、
未熔合等缺陷大量存在；隨意更改設計，不按圖施
工；對容器上的接管隨意進行改動；使用未取得壓
力管道元件制造資格制造單位生產的壓力管道元
件等。安裝中存在的比較突出的問題如下：
(1)安裝位置問題
目前城市的快速發展使得許多冷庫都處于城
區，冷庫中的氨一旦泄漏，會對周邊人群造成很大
的不利影響。所以，冷庫的選址尤為重要。GB
50072對于冷庫庫址的規劃、審批、冷庫與居住區
的安全距離都做出了規定。冷庫選址要堅持遠離
居民區和主要交通要道的原則，從公共安全的角
度考慮，應在氨制冷壓力管道安裝前，審查其安裝
工程的相關審批文件。
(2)安裝時不做耐壓試驗只做氣密試驗
目前，氨制冷壓力管道的安裝執行SBJ 12—
2ooo(氨制冷系統安裝工程施工及驗收規范》。
但該規范中對管道沒有耐壓試驗要求，只要求做
氣密性試驗，并且氣密試驗壓力低于管道設計壓
力；對于焊縫也無100％射線照相檢測和表面無
損檢測要求。管道未經耐壓試驗或100％無損檢
測，其安全性就難以保證。所以在安裝過程中相
關單位應嚴格按照《壓力管道安全技術監察規
程——工業管道》以及GB／T 20801的要求，對氨
制冷壓力管道進行耐壓試驗、泄漏試驗和無損檢
測，并按照SBJ 12_2000的要求，對氨制冷壓力
管道系統進行抽真空試驗、系統充氨試驗。
(3)保冷施工質量控制不到位
管道保冷層的施工質量是保證管道防腐的關
鍵。如果管道保冷層破損或施工質量不好，就會
造成保冷層結冰或水汽滲入，對管道外壁造成嚴
61
氨制冷壓力管道安全監督管理要點探析 Vol28．N08 201l
重腐蝕。對于管道的保冷，有的設計圖只給出保
冷的設計依據，沒有施工技術要求標準和施工質
量的檢驗標準。保冷施工中，安裝單位也沒有按
照相應的標準進行施工。通過用紅外熱像儀對幾
個冷庫的氨制冷壓力管道進行檢測，發現有的管
道保冷層施工質量低劣，整條管道保冷層拼縫存
在跑冷，如圖1所示。圖2示出正在拆除的某冷
凍廠氨制冷壓力管道。可以看出，該管道采用的
是聚氨酯發泡保冷，相同的保冷工藝，施工質量不
同導致管道腐蝕情況也明顯不同：圖中有的管子
防銹漆還沒有掉，有的管子已經腐蝕得很嚴重。
圖1 氨制冷壓力管道紅外熱成像圖
行，進行全面檢驗時，整套系統必須停車、清空介
質、拆除部分保溫，檢驗時間長，經濟損失大。如
果不停機，拆除管道保溫，管道就會結霜，加上氨
液對射線具有吸收和散射作用，測厚和射線檢測
都有相當大的難度。氨制冷壓力管道長周期連續
運行，卻無法實施全面檢驗，發生氨泄漏的危險性
不言而喻。目前，許多檢測單位只是對能夠停機
的管道或管道系統中高壓部分的管道進行檢測，
而對于不能停機的帶保溫管道的全面檢驗，國內
外還未見行之有效的方法。
針對這個問題，進行了以下試驗研究：
(1)液氨對射線吸收情況的測定試驗。通過
試驗，得出了X射線檢測中液氨厚度相當于鋼板
厚度的比值關系，為不排氨對壓力管道進行x射
線檢測參數的選取提供了依據。
(2)氨制冷壓力管道跑冷情況的紅外熱成像
檢測。利用紅外熱成像對管道跑冷進行檢測，如
圖I所示，以確定管道腐蝕的檢驗重點部位。
(3)用x射線實時成像技術對不拆保溫的液
氨管道的焊縫缺陷和腐蝕進行檢測。圖3示出不
拆保溫、不排氨管道的x射線實時成像圖。
圖2 同保冷工藝管道腐蝕對比 圖3 不拆保溫、不排氨管道的x射線實時成像圖
因此，氨制冷壓力管道安裝工程應加強保冷
環節的重視程度。保冷的設計、計算、選材、施工
技術要求、工程質量的檢驗和評定等，可以按照
GB／T 4272《設備及管道絕熱技術通則》、GB／T
8175(設備及管道絕熱設計導則》等有關標準的
規定進行。
1．3 氨制冷壓力管道的全面檢驗
目前，我國氨制冷壓力管道全面檢驗開展的
不多。主要是由于氨制冷壓力管道長周期連續運
62
通過以上研究，初步形成了用紅外熱成像和
x射線實時成像技術相結合，對帶保溫氨制冷壓
力管道實施不停機全面檢驗的方法，即用紅外熱
成像對管道跑冷情況進行檢測，確定腐蝕的檢驗
重點部位，然后用x射線實時成像技術對不拆保
溫的液氨管道的焊縫和腐蝕情況進行檢測。該方
法基本上能夠解決不拆保溫、不停機對氨制冷壓
力管道實施全面檢驗的難題。
1．4 氨制冷壓力管道的使用管理
第28卷第8期 壓 力 容 器 總第225期
氨制冷壓力管道使用管理中存在一些普遍問
題，亟待引起重視并加以規范。
(1)作業人員普遍無證上崗
應該通過具有針對性的培訓，來提高氨制冷
壓力管道作業人員的持證率和操作技能，使其掌
握必要的壓力管道作業安全知識、具備一定的應
急處理能力、能夠正確使用防護用品，從而減少或
避免事故的發生。
(2)事故應急預案和應急演練不到位
為了積極應對可能發生的安全事故，使突發
事件達到可控狀態，使用單位應加強對應急演練
的重視程度，并根據本單位情況組織進行危險源
的辨識、確定與風險評價，策劃對風險的控制措
施，制定切實可行的應急救援預案，建立相應的應
急救援組織機構，配置救援裝備和防護器材并進
行日常維護、檢修，組織氨制冷系統作業人員定期
進行氨泄漏事故的應急演練。
(3)存在低參數設計、高參數運行的現象
特種設備監察部門應加強對氨制冷壓力管道
運行情況的監督檢查。為明確設計委托方的責
任、規范設計條件的提出，建議相關法規對壓力管
道的設計委托提出要求。
1．5 氨制冷壓力管道的改造、維修
《壓力管道安全技術監察規程——工業管
道》只對GC1級和改造長度大于500 Ill的壓力管
道的維修、改造提出了監督檢驗的要求，而對其他
管道未作規定。從目前來看，壓力管道的維修、改
造不實施監督檢驗，其施工質量難以保證。據調
查，一些小型冷庫的安裝、改造中還在使用廢舊管
道材料。廢舊設備的拆除、分類和銷售已經專業
化，有些地方存在不同規模的二手制冷設備市場。
因此，建議在相關法規中，對氨制冷系統中一些壓
力管道(如帶保溫的壓力管道)的改造和重大維
修提出監督檢驗的要求。
2 氨制冷壓力管道安全監督管理的建議
(1)盡快完善氨制冷壓力管道相關法規、標
準體系，對氨制冷壓力管道實施專項監管。
近年來我國陸續出臺了一系列壓力管道法
規、標準，壓力管道管理水平已大幅度提高，但我
國壓力管道法規、標準體系的建設還有待進一步
完善，尤其是對于制冷類等特殊行業的壓力管道
的監督管理，還需要進一步細化。從全國冷凍、冷
藏行業來看，目前還沒有一份可供全行業共同執
行的氨制冷壓力管道技術規范。因此當務之急是
在廣泛調研的基礎上，結合氨制冷壓力管道的特
點，盡快編寫出《壓力管道安全技術監察規
程——工業管道》氨制冷壓力管道分篇，對氨制
冷壓力管道監管的七個環節做出明確規定。這對
于統一規范、提高安裝質量、加強安全監管，將會
起到較大作用。通過加強對氨制冷壓力管道的專
項監管，也將大大減少或避免事故的發生。
(2)開展氨制冷壓力管道不停機全面檢驗研
究，督促使用單位落實好壓力管道的在線檢驗工
作。
隨著x射線實時成像技術的不斷成熟，用x
射線實時成像技術對氨制冷壓力管道進行不停機
全面檢驗具有一定的可行性。開展“氨制冷壓力
管道不停機全面檢驗方法”的研究，將對壓力管
道的檢驗產生重大影響。
同時，督促使用單位認真落實好氨制冷壓力
管道的在線檢驗，及時發現安全隱患并采取必要
的安全措施，對于預防和減少事故是十分必要的。
參考文獻：
[1] Holloway L W，Kellum G B．Nondestructive Testing
Saves Time and Money[A]．Saf in Ammonia Plants
and Relat Facil，Syrup，17th Annu，Proc，AIChE Natl
Meet．78th 1975：61—64．
收稿日期：2011—06—17 修稿日期：2011—08～10
作者簡介：賈強(1971一)，男，高級工程師，主要從事承壓
類特種設備檢測和研究工作，通信地址：100161北京市豐
臺區周莊子212號豐臺區特種設備檢測所，E—mail：jia．
qiang@ 163．corn。
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