液氨環境壓力容器檢驗技術的探討

楊　煒

摘要：由于常規檢驗技術和手段無法對液氨環境中在用的壓力容器進行全面檢驗，因此，冷庫中的在用壓力容器長期運行在安全狀況不明的狀態下，成為困擾我國特種設備定期檢驗工作的一個難題，也是特種設備安全生產中的一大安全隱患。本文主要對聲發射技術在對液氨環境中的在用壓力容器進行檢驗的應用進行探討。

關鍵詞：液氨；壓力容器；檢驗；聲發射技術

氨（R717）是一種理想的制冷工質，具有良好的熱力學性質。液氨環境一般是指氨制冷系統，應用在冷庫的氨制冷技術中，氨制冷循環可分為壓縮、冷凝、節流和蒸發四個工作過程，其中使用到的壓力容器工作介質氨在系統內以氣態或液態存在，氨的"雜質"成份主要是合成氨生產中帶入的微量油、水及不凝性氣體(CH4、Ar等)，以及在制冷過程中壓縮機工作帶入的油。每套液氨制冷機中至少有4～8臺液氨介質壓力容器，包括冷凝器、貯氨器、氨油分離器、集油器、中間冷卻器、氨液分離器、低壓循環貯液桶、低壓排液桶等。其中冷凝器、貯氨器、氨油分離器、集油器組成制冷系統的高壓部分，它們的設計壓力2.0MPa，設計溫度50℃，工作壓力一般在1.1～1.3MPa左右。中間冷卻器、氨液分離器、低壓循環貯液桶、低壓排液桶等組成制冷系統低壓部分，它們的設計壓力1.6MPa，設計溫度40℃，工作壓力一般在0.1～0.3MPa左右。

由于這些壓力容器通常都有保溫層、液氨無法倒空、氨制冷機無法停車等因素的限制，常規檢驗技術和手段無法對液氨環境中在用的壓力容器進行全面檢驗。目前，很多冷庫壓力容器使用年限都超過10年，大部分沒有任何資料或資料不全，投用以后也未進行定期檢驗。因此，冷庫中的在用壓力容器長期運行在安全狀況不明的狀態下，成為困擾我國特種設備定期檢驗工作的一個難題，也是特種設備安全生產中的一大安全隱患。急需一種檢驗手段對冷庫在用液氨環境壓力容器的安全狀況進行評估，以確定是否滿足安全運行要求。

聲發射技術是用儀器檢測、分析聲發射信號和利用材料或結構受外力或內力作用產生變形或斷裂以彈性波形式釋放出應變能的聲發射信號來推斷材料缺陷的技術。聲發射技術是20世紀60年代開始,目前逐步成熟的一種新的無損檢測方法,已被廣泛應用于材料試驗、壓力容器檢驗、飛機、橋梁、起重機等工程結構的完整性檢驗?，F在聲發射檢測已經作為一種常規的無損檢測方法應用在鍋爐壓力容器和壓力管道的檢測中。由于聲發射檢測在役檢驗速度快、周期短、發現的結果為活動性危險缺陷,在線檢測可以在不停產的情況下進行。而液氨環境中在用壓力容器有固定保溫層、液氨無法倒空、氨制冷機無法停車等因素的限制，利用聲發射技術對其進行檢驗是一種比較可行的檢驗方法，其主要優點有：

⑴在線檢驗。在整個檢驗的過程中，在用的壓力容器可以始終處在生產狀態，不用停產，更不用清空介質，僅僅是在檢驗的過程中將操作壓力作適當調整即可。

⑵保溫層的最少拆除。如果進行常規檢驗，帶保溫的低壓循環筒、中間冷卻器等壓力容器保溫層必須全部拆除，拆除后的保溫層很難恢復。利用聲發射檢測不需要拆除全部保溫層，只需在放置傳感器的部位開挖幾個φ100mm的保溫層即可完成傳感器的布置，放置傳感器的部位還可作為罐體的測厚點。檢測完成之后，保溫層中傳感器的布置點可很容易地進行修補恢復。

⑶可以同時進行整體性檢測。由于制冷系統是一個閉路循環系統，不可能單獨對某一臺壓力容器進行升壓、降壓操作。采用聲發射檢驗可對整個系統中的壓力容器進行檢測，提高了檢驗效率。

某公司冷庫儲氨器89年投入運行，從未進行過檢驗，出廠資料遺失。聲發射檢驗的升壓、保壓過程中發現有效聲發射源五處。根據《金屬壓力容器聲發射檢測及結果評價辦法》,對發現的有效聲發射源進行了常規無損檢測方法復驗，發現存在長約25mm,深約1.0mm的咬邊二處，存在埋藏深度4.0mm，長約30mm的條狀缺陷二處，外表面嚴重腐蝕一處。

總之，檢驗中發現冷庫壓力容器存在的嚴重缺陷，聲發射檢測都給出了準確的定位，腐蝕、咬邊、埋藏缺陷等均能檢出，并由常規的無損檢測技術得到明確驗證，其檢驗結果的可靠性及完整性優于常規方法的開罐全面檢驗。因此，結果表明聲發射技術具有應用在對液氨環境中的在用壓力容器進行檢驗是可行的。

參考文獻

[1]曾永忠.聲發射技術在球罐檢測中的應用[J].廣東化工,2005,2:38-39.

[2]宋明大,趙亞凡.聲發射技術在冷庫壓力容器在線動態檢驗中的應用[J].壓力容器,2003,11:51-54.