針對特點科學檢把握關鍵保安全

文/肖 飚

【特種設備安全知識講座 第20期】

針對特點科學檢把握關鍵保安全

文/肖 飚

隨著新能源的日益發展，天然氣和氫氣作為新興能源，用途日益廣泛，而管束式集裝箱作為該類高壓氣體介質的主要運輸工具，近年來數量呈現快速增長的趨勢。由于這類運輸設備的工作壓力均達到20 MPa以上，且多運行在工業區和公路上，如果發生事故，后果不堪設想。因此，對該類設備進行細致、可靠的檢驗是確保其安全運行的基本保障手段。本期講座邀請上海市特種設備監督檢驗技術研究院在用容器檢驗室高級工程師肖飚，為大家介紹一起管束式集裝箱管路角焊縫出現穿透性裂紋的案例。

一、關鍵詞點擊

1. 管束式集裝箱

管束式集裝箱主要是由承壓的鋼瓶、框架、管路、安全附件及行走裝置（或者無動力半掛行走機構）等裝置或部件組成，以實現物流轉移為目的的瓶式運輸設備。管束式集裝箱如圖1所示。該類設備主要以運輸壓縮氣體類介質為主，如天然氣、氫氣、氦氣等。

圖1 管束式集裝箱示意圖

2. 管路結構

管路系統屬于設備的重要組成部分，考慮到管束式集裝箱的使用安全，規定管道不宜采用非金屬管路，且管路對接和角接、焊接接頭應進行100%無損檢測。同時，該類設備在運輸和裝卸過程中，震動和溫差變化都會影響管路系統的密封性，所以管路結構采用能夠承受一定伸縮、扭轉變形的撓性結構。

二、檢驗案例介紹

在全面檢驗中，針對管路系統共有4道檢驗、檢測工序，按順序依次是管路角焊縫滲透檢測、閥門正反向泄漏檢測、水壓試驗、氣密性試驗，而氣密性試驗是針對管束式集裝箱結構特點設置的一個停止點，即必須由檢驗員到現場確認合格。這樣安排是因為管束式集裝箱盛裝介質為壓力達20 MPa的氣體介質，而前階段檢驗檢測工序均是將每一個部件拆卸下來進行獨立檢驗，驗證的是單個部件的安全性能，而在重新組裝完畢后，必須通過一次整體氣密試驗來驗證所有的焊接部位、螺紋連接部位是否密封可靠，保證該設備的整體可靠性。

某公司一臺管束式集裝箱于2005年投入使用，在管路檢測的前3道工序中未發現該管路存在異常情況，因此組裝完畢后，進入最后一道工序即氣密試驗。在試驗時突然發現該管路的D24角焊縫泄漏，裂紋位置見圖2中的D24。隨后立即停止氣密試驗，卸壓后對該管排進行角焊縫滲透檢測，卻未能直接檢出角焊縫存在穿透性裂紋。現場檢驗員商議后對管路進行第二次水壓試驗，在水壓試驗過程中發現D24角焊縫處有水滴滲漏。在確定滲漏點后，再通過滲透檢測法檢出該裂紋，裂紋形貌見圖3。

圖2 D24角焊縫部位為裂紋位置

圖3 滲透檢測穿透性裂紋形貌照片

三、案例原因分析

1.由于在制造過程中角焊縫內部存在埋藏缺陷，隨著使用時間增加，該缺陷逐步擴展為穿透性裂紋；

2. 針對該類裂紋的檢測有一定難度，在耐壓試驗過程中，承受20 MPa以下的內壓時，無水滴滲漏現象，當壓力達到33.4 MPa時，要間隔數分鐘才有一滴水滲漏；

3.常壓狀態下，裂紋基本閉合，用滲透法很難檢出該裂紋，只有在20 MPa的氣密試驗中，將肥皂水噴在該接頭部位，才能有效發現泄漏情況。

處理方法：根據該裂紋產生的位置，檢驗站與使用單位聯系確認，決定割除該接頭，由修理單位補焊維修，經無損檢測，水壓試驗合格后出具質量證明書。

從這次案例中得到如下啟示：對于盛裝易燃易爆及高壓氣體介質的管束式集裝箱，氣密試驗非常必要，在本次檢驗中對于在滲透檢測和水壓試驗中難以發現的缺陷，最后通過氣密試驗進行了排查，避免造成設備帶病運行。

四、專家點評

1.根據TSG R7001-2013《壓力容器定期檢驗規則》規定，管路、閥門存在以下缺陷情況時，不得繼續使用：

① 管路遭受火災或者出現裂紋、明顯變形、影響安全使用的機械接觸損傷；

② 高壓軟管未進行更換；③ 管路、排污裝置堵塞；

④ 閥門變形、腐蝕、泄漏、開閉不靈活；⑤ 管路系統水壓試驗不合格。

該臺設備通過本次檢驗，符合上述第①條和第⑤條描述的情況，因此不得繼續使用。

2.由于氫氣是易燃易爆介質，爆炸下限非常低，且與空氣混合后，受強光照射就會引起爆燃。在滿載運輸過程中，從裂紋中泄漏出的氫氣在操作艙內聚集，若引起爆炸，所產生的沖擊力會引起操作艙內閥門、管路附件損壞。閥門等配件若損壞，可能會引起二次泄漏，造成大量氫氣泄漏，二次泄漏導致的高速氣流摩擦產生靜電，極易致氫氣著火，其后果難以控制。因此運輸氫氣等介質是絕不允許微量泄漏情況存在的，排除該泄漏點對于設備安全運行有重要的價值。

3.通過本案例，體現了管束式集裝箱整車進行氣密試驗的重要性。通過該項試驗，首先可對耐壓試驗和表面檢測中未發現的缺陷進行復查，在設備整體承受工作壓力時還可以對各連接部位的裝配密封性進行檢查，因此氣密試驗是針對管束式集裝箱檢驗特點制定的非常重要的一個環節，屬于必查項目。綜上所述，只有針對各類設備的特點進行科學檢驗，才能做到高質高效保安全。

（支持單位：上海市特種設備監督檢驗技術研究院）