試論氨制冷壓力管道焊接接頭質量檢測

趙修鳴

摘 要 氨制冷系統是冷凍行業的核心系統，它的運行安全對冷凍行業的發展具有深遠影響。氨制冷壓力管道的安全性能對氨制冷系統的運行質量密切相關，而管道焊接接頭質量是管道運行安全的保障，為此，需要根據管道的使用功能選擇合理的焊接技術，從根本上保證焊接接頭質量，進而保證管道整體的安裝質量，為氨制冷壓力管道的安全運行提供保障。文中在對管道焊接接頭質量檢測對象和方法進行分析之后，對焊接接頭的種類進行介紹，最后對焊接接頭存在的缺陷問題檢測進行探討并提出了相應的改進意見。

關鍵詞 氨制冷系統；運行安全；壓力管道

1 氨制冷壓力管道結構和技術性能

氨制冷系統主要是由螺桿壓縮機組、高效臥式冷凝器、儲氨器、排液桶、低壓循環桶、屏蔽氨泵、中間冷卻器、吊頂冷風機、集油器、緊急泄氨器、高效臥式蒸發器、氨液分離器等組成。氨制冷壓力管道主要用于輸送氨液和氨液，是通過氨泵進行加壓強制供應，在連接低壓排液桶到蒸發器，然后回到冷凝器中，形成一個封閉循環系統。所以氨制冷壓力管道很重要，它承受著壓力、溫度、載荷的隨時變化。氨制冷壓力管道主要是由安全管道、熱氨管道、吸氣管道、液體管道、油管道、平衡管道、放空管道、排液管道等組成的[1]。

2 氨制冷壓力管道焊接接頭質量檢測對象及方法

我國的氨制冷壓力管道中有部分管道已經使用多年，由于以往的安裝技術和設計水平限制，原有的氨制冷壓力管道已經無法滿足現階段的發展要求，在使用安全上存在一定的風險，為此，我們有必要對原有的安全技術和設計方案中存在的問題進行分析，并且研究管道焊接接頭在施工中存在的問題，及時發現管道焊接接頭的質量問題，避免出現泄露情況，為管道的安全使用帶來影響。為確保氨制冷管道的安全使用，我們需要從管道制造、安裝、設計和質量檢測等多個方面入手，保證管道安裝質量。除此之外，還需要對已經投入使用的管道進行定期檢測，對其使用性能和剩余壽命進行測試，這樣才能降低使用中存在的風險問題。

在對氨制冷系統中的焊接接頭進行質量檢測和性能分析時，需要使用專用的設備在管道的焊接頭上切割下焊接接頭作為試樣進行檢測。根據管道使用性能的要求不同，對焊接質量的要求也存在較大差異，為此，我們需要對管道的使用性能和對焊接質量的要求進行充分分析之后，對接頭試樣進行有針對性的檢驗。通常來講焊接接頭的焊縫均位于焊接接頭試樣的中間位置，兩側為母材，為此，需要對切割的縱向截面進行檢測。利用專業的檢驗儀器對焊接的缺陷進行檢查，之后采用4%的硝酸酒精侵蝕焊接接頭，最后利用掃描電鏡對試樣的微組織進行觀察，對焊接接頭的質量進行判定[2]。

3 氨制冷壓力管道焊接接頭分類

就現階段來將，氫制冷壓力管道焊接接頭的種類按照錯變量、熱處理技術、無損檢測和焊縫尺寸的不同可以分成四種焊接接頭。第一種是適用于圓筒部位的縱向接頭、球形封頭、圓筒連接和各種凸形嵌入式及殼體對接的接頭，由于這些部位均為主要的承力部位，需要承受較大的應力，為此，我們需要采取雙面焊接的方式，確保全面焊透，只有這樣才能保證焊接接頭的焊接質量，確保管道的有效連接；第二種是適用于殼體部分的焊接以及錐形封頭和法蘭接管接頭這種小部件的關鍵部件的連接，為了保證連接質量，我們可以采用雙面焊對接的焊接方式，同時，襯墊單面焊接的方式也較為適用；第三種是適用于管板和圓筒這種非對接連接的接頭以及法蘭和殼體的接頭，鑒于這些部位在投入使用之后所承受的應力較小，為此，可以采用角焊的方式進行連接。需要特別注意的是，當遇到管道中存在的介質為有毒物質時，就需要采取全面焊透的方式進行焊接；第四種是適用于接管和補強圈等關鍵部件與殼體的焊接，由于處于容器和接管的交叉部位，為此，所承受的應力較大，尤其是在后壁式容器中，這種焊縫會承受較大的應力，致使裂縫問題時有發生，為了避免此類問題的發生，需要采取全面焊透和雙面焊這種焊接力度較強的焊接方式，進而保證管道的安全使用。

4 焊接接頭缺陷檢測及分析

利用掃描電鏡和能譜檢測技術可以對焊接接頭中存在的缺陷問題進行檢測，主要包含焊接接頭的形狀、尺寸、熔合情況、焊透情況、裂紋問題、雜質分布情況和孔穴分布等質量問題進行檢測。對于焊接接頭的焊接工作來說，上述因素均是引發焊接質量不合格的關鍵因素，只要有一項不符就會影響整體焊接質量，進而對管道的連接質量和安全性能造成嚴重影響。就焊接接頭的形狀和尺寸而言，在實際施工作業中一旦出現操作不當的現象就會產生裂縫或者漏氨的現象，產生這類現象的主要原因為焊接過程中管道之間沒有形成無縫對接，由于操作不當產生偏差，致使在焊接完成之后，兩個管道呈現錯邊的狀態，這種情況下投入使用之后就會在大應力的作用下產生裂縫或者開裂現象，最終產生漏氨，造成一定的安全威脅。

另外，焊接過程中存在的未熔合和未焊透情況也是焊接缺陷的一種，產生未熔合和未焊透現象的主要原因是在焊接的過程中輸入的熱量不足，致使焊接部位的邊緣出現未被熔合的現象，這種情況下會對焊接的強度和質量造成嚴重影響，如果這類缺陷問題存在應力較大的部位就會在短時間內產生裂縫，對管道的安全使用造成嚴重影響。而未焊透的情況下，焊接接頭的使用強度也會降低，一旦管道中出現動態負荷，極易引發管道的焊縫開裂問題。

當有焊接時有物體夾雜在焊縫處，在使用過程中，可能會使裂痕擴展破壞，當夾雜物的尺寸很大，并且與外界連接的時候，會造成氨制冷劑進入焊縫之中，可能會使管道中的顆粒進入設備中，影響質量設備的正常運行。在焊接時，熔池的劇烈攪動會使坡口附近的腐蝕產物卷入熔池內部，凝固以后，熔池內的氧化物留在焊縫中，這對這種問題，就是要在焊接前清除坡口附近的腐蝕產物，或者在管道出現腐蝕以前進行焊接就可以有效地避免焊縫夾雜的出現。

5 改進建議

焊接工藝不合理會直接導致焊接缺陷產生，所以要根據管道的實際情況進行焊接工作，防止出現未熔合和未焊透的情況發生，在焊接的時候，一定要遵守焊接工藝要求，減少由于操作失誤產生的錯邊、固體夾雜物及孔穴缺陷的出現，可以有效防止裂紋的萌生。對新安裝的管道進行全面的焊接質量檢查，嚴格按照規定執行，同時還應該加強安全監督管理和定期檢查工作。

參考文獻

[1] 張岳鵬.淺談氨制冷壓力管道安裝監督檢驗的要點[J].內燃機與配件，2017，（21）：79-80.

[2] 宋延淼，周經緯.淺談氨制冷系統冷庫安裝焊接質量控制[J].河北企業，2016，（4）：157-158.