液氨环境压力容器检验技术的探讨

    杨　炜

    摘要：由于常规检验技术和手段无法对液氨环境中在用的压力容器进行全面检验，因此，冷库中的在用压力容器长期运行在安全状况不明的状态下，成为困擾我国特种设备定期检验工作的一个难题，也是特种设备安全生产中的一大安全隐患。本文主要对声发射技术在对液氨环境中的在用压力容器进行检验的应用进行探讨。

    关键词：液氨；压力容器；检验；声发射技术

    氨（R717）是一种理想的制冷工质，具有良好的热力学性质。液氨环境一般是指氨制冷系统，应用在冷库的氨制冷技术中，氨制冷循环可分为压缩、冷凝、节流和蒸发四个工作过程，其中使用到的压力容器工作介质氨在系统内以气态或液态存在，氨的"杂质"成份主要是合成氨生产中带入的微量油、水及不凝性气体(CH4、Ar等)，以及在制冷过程中压缩机工作带入的油。每套液氨制冷机中至少有4～8台液氨介质压力容器，包括冷凝器、贮氨器、氨油分离器、集油器、中间冷却器、氨液分离器、低压循环贮液桶、低压排液桶等。其中冷凝器、贮氨器、氨油分离器、集油器组成制冷系统的高压部分，它们的设计压力2.0MPa，设计温度50℃，工作压力一般在1.1～1.3MPa左右。中间冷却器、氨液分离器、低压循环贮液桶、低压排液桶等组成制冷系统低压部分，它们的设计压力1.6MPa，设计温度40℃，工作压力一般在0.1～0.3MPa左右。

    由于这些压力容器通常都有保温层、液氨无法倒空、氨制冷机无法停车等因素的限制，常规检验技术和手段无法对液氨环境中在用的压力容器进行全面检验。目前，很多冷库压力容器使用年限都超过10年，大部分没有任何资料或资料不全，投用以后也未进行定期检验。因此，冷库中的在用压力容器长期运行在安全状况不明的状态下，成为困扰我国特种设备定期检验工作的一个难题，也是特种设备安全生产中的一大安全隐患。急需一种检验手段对冷库在用液氨环境压力容器的安全状况进行评估，以确定是否满足安全运行要求。

    声发射技术是用仪器检测、分析声发射信号和利用材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂以弹性波形式释放出应变能的声发射信号来推断材料缺陷的技术。声发射技术是20世纪60年代开始,目前逐步成熟的一种新的无损检测方法,已被广泛应用于材料试验、压力容器检验、飞机、桥梁、起重机等工程结构的完整性检验。现在声发射检测已经作为一种常规的无损检测方法应用在锅炉压力容器和压力管道的检测中。由于声发射检测在役检验速度快、周期短、发现的结果为活动性危险缺陷,在线检测可以在不停产的情况下进行。而液氨环境中在用压力容器有固定保温层、液氨无法倒空、氨制冷机无法停车等因素的限制，利用声发射技术对其进行检验是一种比较可行的检验方法，其主要优点有：

    ⑴在线检验。在整个检验的过程中，在用的压力容器可以始终处在生产状态，不用停产，更不用清空介质，仅仅是在检验的过程中将操作压力作适当调整即可。

    ⑵保温层的最少拆除。如果进行常规检验，带保温的低压循环筒、中间冷却器等压力容器保温层必须全部拆除，拆除后的保温层很难恢复。利用声发射检测不需要拆除全部保温层，只需在放置传感器的部位开挖几个φ100mm的保温层即可完成传感器的布置，放置传感器的部位还可作为罐体的测厚点。检测完成之后，保温层中传感器的布置点可很容易地进行修补恢复。

    ⑶可以同时进行整体性检测。由于制冷系统是一个闭路循环系统，不可能单独对某一台压力容器进行升压、降压操作。采用声发射检验可对整个系统中的压力容器进行检测，提高了检验效率。

    某公司冷库储氨器89年投入运行，从未进行过检验，出厂资料遗失。声发射检验的升压、保压过程中发现有效声发射源五处。根据《金属压力容器声发射检测及结果评价办法》,对发现的有效声发射源进行了常规无损检测方法复验，发现存在长约25mm,深约1.0mm的咬边二处，存在埋藏深度4.0mm，长约30mm的条状缺陷二处，外表面严重腐蚀一处。

    总之，检验中发现冷库压力容器存在的严重缺陷，声发射检测都给出了准确的定位，腐蚀、咬边、埋藏缺陷等均能检出，并由常规的无损检测技术得到明确验证，其检验结果的可靠性及完整性优于常规方法的开罐全面检验。因此，结果表明声发射技术具有应用在对液氨环境中的在用压力容器进行检验是可行的。

    参考文献

    [1]曾永忠.声发射技术在球罐检测中的应用[J].广东化工,2005,2:38-39.

    [2]宋明大,赵亚凡.声发射技术在冷库压力容器在线动态检验中的应用[J].压力容器,2003,11:51-54.