基于在線檢驗的氨制冷管道風險分析

尹義杰

（濟南市特種設備檢驗研究院，山東 濟南 250000）

很多企業都會采用氨制冷技術以實現產品的保管、保藏，而隨著氨制冷技術的應用，氨制冷管道風險發生率日漸增加，重大事故的發生并不少見，所造成的危害極為嚴重。也正是因為氨制冷管道風險的存在，各級政府部門加強了氨制冷管道的使用管理、檢驗和監察。為了更好地實現氨制冷管道風險的規避，做好在線檢測，并就氨制冷管道使用中的風險予以跟進研究，才能更好地實現氨制冷管道風險的防控，真正提升氨制冷管道使用的優化。也正因此，從在線檢測視角就氨制冷管道檢測中存在的問題進行分析，并探索更好的問題解決策略也就顯得極為重要。

1 氨制冷管道工藝分析

結合圖1可以看出，氨制冷管道的工藝流程圖，其中各個部位的名稱為：（1）一級排氣管；（2）二級吸氣管；（3）二級排氣管；（4）上氣管；（5）落液管；（6）高壓供液管；（7）補液管；（8）放液管；（9）低壓供液管；（10）低壓回氣管；（11）一級吸氣管；（12）放油管；（13）除霜管。

圖1 氨制冷系統的工藝流程圖

結合圖1可以看出，氨制冷管道二級壓縮機一級出口將氨氣送至中冷，再將中冷的低溫氨氣抽回送至壓縮機，氨氣從壓縮機二級出口輸送經油分送至冷凝器，氨氣則冷凝成為液態，之后再送至貯氨器，貯氨器經過高壓調節站并將氨氣分別送到中冷和循環桶，經過中冷后多余的氨氣則送到循環桶，氨泵則將循環桶中的液體氨氣送至庫房、單凍機等制冷設施。液態氨氣經過循環后則產生氨氣，并經過回氣站送至循環桶。循環桶中的氨氣經過壓縮機回收抽回，這樣便形成三個回路。

2 氨制冷管道事故危害

氨制冷管道在很多行業中均有所使用，并能夠實現很好的使用效果。但是，需要高度重視的是，氨制冷管道一旦發生泄漏或者爆裂所造成的事故后果極為嚴重，其事故危害主要包括以下幾種類型：

2.1 易燃燒爆炸

氨本身為有毒氣體，并具有極強的可燃性，氨氣自燃點為651℃，高燃燒熱值為17250kJ/m3，臨界溫度為132.5℃，臨界壓力為11.4MPa，氨在空氣中的含量為11%～14%時，一旦遇到明火便會直接燃燒，油類的存在則讓氨氣的燃燒風險更大。氨氣在空氣中的含量達到15%～28%，遇到貨源則會發生爆炸，引燃濃度則為17%，而在封閉情況下，氨氣管道則會受熱發生膨脹，管道則會發生爆炸。

2.2 易中毒傷亡

氨氣本身具有刺激性氣味，有臭氣并有毒，氨氣一旦泄漏則會造成大面積揮發，擴散到一定范圍后則會造成急性中毒，引發人體灼傷。最高允許濃度為30mg/m3，當空氣中氨的含量達到0.5%，人員可在5～10分鐘內中毒死亡；氨氣可以通過人體皮膚、呼吸道、消化道等進入體內導致人體死亡。

2.3 易氣化擴散

氨的分子量為17.03，氣態比重為0.59，液態比重為0.82，常溫情況下以氣態形式呈現，在氣壓達到1.544MPa或冷卻到-33.33℃時就可變成液態，液態氨氣可以變成液態形式，液態形式的氨氣在高壓或低溫狀態下存儲。液態氨一旦發生泄漏則會由液體變為氣體，并迅速擴散，導致大面積染毒區形成，燃燒爆炸區也因此擴大。

3 基于在線檢驗的安全性分析

3.1 資料風險規避

對氨制冷管道進行在線檢測首先便需要就其資料進行審查，齊全的資料能夠為管道的在線檢測提供依據，能夠更好地實現在線檢測效果。但是，就當前的氨制冷管道的在線檢測情況來看，資料審查中往往存在安裝資料缺失、缺少改造修理資料、無使用管理資料、管理人員、操作人員無證上崗、缺少應急預案等問題。解決此類問題則需要在管道安裝、使用前便做好資料的收集和準備，諸如管理人員明細、安裝零配件、資料明細、改造修理資料等，都需要做到齊備。

3.2 管子、管件風險規避

氨屬于中度危害強滲透性介質，這都容易導致氨制冷管道的閥門、墊片、法蘭、端部密封等多處易發生泄漏，在線檢測過程中需要對這些管道部位予以高度重視，尤其很多管道所使用的材料為PL法蘭，該法蘭無論從密封性上來說，還是從材料剛度來看，都不如WN和SO法蘭更具高質量，需要在選材上予以更新，此種法蘭材料使用時候則不得使用有毒有害和易燃易爆介質，避免發生管道爆裂。管道墊片也需要進行定期更換，盡量避免使用商品級六角頭螺栓，依照國家標準和質檢總局要求進行材料選用尤為重要。此外，很多管道端部也需要進行檢測，依照國家標準要求采用封頭或法蘭盲板。

3.3 其他問題分析

氨制冷管道在線檢測中采用酚酞試紙對法蘭、閥門等接口就漏點進行檢查，發現很多長時間使用的管道都存在不同程度的泄露，這都極容易導致管道爆裂、爆炸等事故的發生。這就需要在進行在線檢測過程中對泄漏點予以準確記錄，并就管道損壞情況予以記錄，比如，管道存在靜電接地損壞、安全附件超期未檢驗、法蘭跨接損壞等進行分門別類的損壞情況劃分，結合不同的損害情況進行檢測報備，便于有針對性地進行管道維護修理。

3.4 安全性檢測

依照當前所使用的在線檢測系統來看，其檢測結果主要分為符合要求、不符合要求和基本符合要求三個類別，這雖然能夠就檢測予以一定結果顯示，但是，因為結果類別較為簡單，無法更好更近觀察管道檢測結果。依照GB/T 26610可知，特定事件的風險的發生與該事件的失效概率具有關系，并與失效產生的后果關系密切，因此管道風險可以進行公式轉換：

管道的風險=概率×后果

再依照氨制冷管道在不同行業的使用情況進行化工廠、冷凍廠和食品加工廠三類使用安全度的劃分。化工廠區因為人員較為稀少，氨制冷管道發生泄漏所造成的人員傷亡性程度相對較低，冷凍站人員聚集較為頻繁，一旦發生氨制冷管道泄漏則容易造成大量人員傷亡，食品加工廠人員眾多，氨制冷管道泄漏所造成的危害同樣較大。結合此種類別來進行失效結果等級劃分，則可以劃分為1～3級，數值越高則發生風險的可能性越大，管道風險也就越高。

通過管道的安全性情況進行不同類別的劃分，則能夠更好實現氨制冷管道的使用效果。比如，食品行業發生失效概率為0.1，所造成的后果等級為3，則管道風險值為0.3；冷凍行業發生失效概率為0.1，所造成的后果等級為2，管道風險值則為0.2；化工行業發生失效概率為0.1，所造成的后果等級為1，管道風險值為0.1。這樣不同的行業則可以結合相應的管道風險值以及發生后果等級程度進行安全性評定，所進行的管道在線檢測也更為準確。

4 結語

依照當前的氨制冷壓力管道檢驗現狀來看，文件資料、管子、管件、安全附件、靜電接地及法蘭跨接等依然是在線檢測的重點，需要予以高度重視，其中存在的問題及容易導致氨制冷壓力管道風險發生，也容易致使氨制冷壓力管道爆裂等問題產生。依照在線檢測所發現的問題所造成的失效概率以及行業發生失效所產生的后果，需要就管道風險計算公式予以計算，并做好管道的風險評定，隨時隨刻就管道安全予以監管，并依照不同的級別進行管道監管層級劃分，保證氨制冷管道風險的更好規避。此外，通過多行業的氨制冷管道風險評估來看，食品行業使用液氨管道的風險更大，冷凍行業使用氨制冷管道的風險次之，化工行業氨制冷管道使用的風險最小，這也讓氨制冷管道風險等級劃分更具意義，并結合不同的行業需要進行級別選擇，能夠更有效地實現氨制冷管道的風險防范。