摘 要：文章針對(duì)氨制冷系統(tǒng)中壓力容器定期檢驗(yàn)中的磁粉檢測(cè)、聲發(fā)射檢測(cè)、材質(zhì)分析、高空作業(yè)等檢驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)施過程的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并針對(duì)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)提出一些控制措施。

關(guān)鍵詞：氨制冷；在線檢驗(yàn)；風(fēng)險(xiǎn)控制

1 氨制冷系統(tǒng)的概況

由于液氨具有良好的熱力學(xué)性能和對(duì)大氣層無任何不良效應(yīng)、價(jià)格低廉，被全球制冷行業(yè)作為制冷劑廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制冷系統(tǒng)。如：農(nóng)、畜、肉、水產(chǎn)品、果蔬等食品加工、儲(chǔ)藏；化工；核電；水利水電建設(shè)等，特別是在為保證易腐食品品質(zhì)而建設(shè)的大中型冷庫中應(yīng)用最為普遍（全球約80%的大型冷庫應(yīng)用氨制冷系統(tǒng)）。

以廣州市為例，廣州市截止2015年在用注冊(cè)登記涉氨的在用壓力容器共有64家企業(yè)842臺(tái)壓力容器，主要涉及食品倉儲(chǔ)冷庫、食品加工企業(yè)、化工企業(yè)。其中投用超過10年的壓力容器有332臺(tái)，占總數(shù)的39.42%；投用超過20年的有89臺(tái)，占總數(shù)的10.57%。廣州市涉氨的制冷壓力容器的總體情況是總數(shù)較多，老舊設(shè)備占比較大，總體的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高。

2 氨制冷系統(tǒng)中壓力容器的檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)及控制

檢驗(yàn)是壓力容器安全管理的重要環(huán)節(jié)。壓力容器檢驗(yàn)的目的就是防止壓力容器發(fā)生失效事故，特別是預(yù)防危害最嚴(yán)重的破裂事故發(fā)生。因此，壓力容器檢驗(yàn)的實(shí)質(zhì)就是失效的預(yù)測(cè)和預(yù)防[1]。

氨制冷裝置中壓力容器主要包括冷凝器、貯氨器、低壓循環(huán)貯氨器、氨液分離器、中間冷卻器、集油器、油分離器等。

2.1 在線檢驗(yàn)與停機(jī)檢驗(yàn)

由于氨制冷系統(tǒng)的特點(diǎn)是一年四季都處于運(yùn)行狀態(tài)，而且停機(jī)狀態(tài)下要對(duì)壓力容器進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)必須排空容器中的氨液也是比較難以實(shí)現(xiàn)的，因此停機(jī)檢驗(yàn)將給用戶帶來非常大的經(jīng)濟(jì)損失。所以停機(jī)檢驗(yàn)一般是在有備用系統(tǒng)或者企業(yè)停產(chǎn)狀態(tài)下才可以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)TSG R7001-2013《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》對(duì)小型制冷裝置中壓力容器定期檢驗(yàn)專項(xiàng)要求小型制冷裝置中壓力容器的定期檢驗(yàn)可以在系統(tǒng)不停機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行。

在線檢驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了在不停產(chǎn)狀態(tài)下對(duì)壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)，但是相比停機(jī)檢驗(yàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)將大大提高，主要表現(xiàn)在在線檢驗(yàn)是在壓力容器帶壓運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行的，如果檢驗(yàn)檢測(cè)過程中不加強(qiáng)管理，疏忽大意，不采取有效的防護(hù)措施或者操作不當(dāng)，不僅可能對(duì)在運(yùn)行中的設(shè)備帶來不利影響，甚至可能導(dǎo)致氨泄漏及設(shè)備破裂等的嚴(yán)重后果。危及到檢驗(yàn)檢測(cè)人員的人身安全，而且檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)檢測(cè)人員將要承擔(dān)由此帶來的法律責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任。

2.2 磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)一般用于檢測(cè)鐵磁性材料的表面或近表面的缺陷，由于不連續(xù)的磁痕堆集于被檢測(cè)表面上，所以能直觀地顯示出不連續(xù)的形狀、位置和尺寸，并可大致確定其性質(zhì)。

根據(jù)JB4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測(cè)》，被檢工件表面涂層厚度超過0.05mm時(shí)（氨制冷壓力容器需按相關(guān)要求噴涂相應(yīng)顏色的防腐油漆，因此一般涂層厚度都超過0.05mm），必須采取表面打磨去除涂層且要求表面粗糙度Ra≤25μm[2]。

因此磁粉檢測(cè)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)主要有：首先在線外表面焊縫打磨屬于受限空間作業(yè)，涉電、動(dòng)火的施工（氨在常溫下不易燃燒，加熱至350℃時(shí)，分解為氮和氫氣，氫氣與空氣中的氧氣混合后會(huì)發(fā)生爆炸。與空氣混合的體積分?jǐn)?shù)在11%-14%時(shí)即可燃燒。在16%-25%時(shí)遇明火可能爆炸。），同時(shí)又涉及登高作業(yè)（液冷螺桿式壓縮機(jī)系統(tǒng)中的熱虹吸罐一般設(shè)置在較高位置），安全風(fēng)險(xiǎn)極大，極易發(fā)生漏電、打磨砂輪的機(jī)械傷害等；其次打磨時(shí)容易有過度打磨現(xiàn)象，人為的產(chǎn)生設(shè)備壁厚減薄，不僅影響設(shè)備使用壽命，并也可能導(dǎo)致壁厚強(qiáng)度不能滿足要求，設(shè)備破裂的嚴(yán)重后果。

風(fēng)險(xiǎn)控制措施：落實(shí)好人員分工配置，明確現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)人的職責(zé)；與使用單位負(fù)責(zé)人溝通，了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并按照使用單位的相關(guān)要求辦理受限空間作業(yè)、動(dòng)火作業(yè)及登高作業(yè)手續(xù)。并且作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備相關(guān)安全防護(hù)用品及制定應(yīng)急措施。

2.3 聲發(fā)射檢測(cè)

采用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)檢驗(yàn)制冷壓力容器，制冷機(jī)無需停車，只需在檢驗(yàn)過程中對(duì)操作壓力做20%的調(diào)整，時(shí)間不超過1 小時(shí)；保溫層無需拆除，只需在保溫層上挖φ100～200mm 的孔；整個(gè)檢驗(yàn)過程不超過一個(gè)工作日，基本不影響冷庫的正常運(yùn)行[3]。

從聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波最終傳播到達(dá)材料的表面，引起可以用聲發(fā)射傳感器探測(cè)的表面位移，這些探測(cè)器將材料的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后再被放大、處理和記錄。聲發(fā)射檢測(cè)的原理如圖1所示。

因此聲發(fā)射檢測(cè)的安全風(fēng)險(xiǎn)主要有： 首先聲發(fā)射檢測(cè)需要在壓力容器表面布置探頭，同磁粉檢測(cè)一樣涉及到了在線表面打磨的安全風(fēng)險(xiǎn)；其次根據(jù)聲發(fā)射檢測(cè)過程中，需要在工作壓力下緩慢升壓，在工作壓力的1.1倍時(shí)保壓20min到30min然后再緩慢恢復(fù)其工作壓力，見圖2。由于升壓是在設(shè)備正常工作狀態(tài)下人為將工作壓力提升，在此過程將帶來一些影響安全的因素，一是升壓過程中如操作失誤可能導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行時(shí)壓力失去控制；二是升壓過程可能導(dǎo)致壓力容器上的安全閥起跳泄壓、法蘭密封面、儀器儀表可能失效的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備失控氨液泄漏；另外一些設(shè)備如果壁厚腐蝕減薄嚴(yán)重或者打磨過程中人為減薄壁厚嚴(yán)重，在升壓過程中壓力增加導(dǎo)致壁厚強(qiáng)度不能滿足要求，同樣有可能導(dǎo)致強(qiáng)度失效破裂。

風(fēng)險(xiǎn)控制措施：升壓應(yīng)是緩慢線性的過程，所以操作升壓的人員應(yīng)該由平常設(shè)備操作人員或者對(duì)設(shè)備熟悉的人員進(jìn)行，同時(shí)該人員應(yīng)該具備特種設(shè)備作業(yè)人員證；安全閥應(yīng)該經(jīng)過有資質(zhì)的單位進(jìn)行校驗(yàn)合格，并且整定壓力應(yīng)大于聲發(fā)射檢測(cè)中要求保持的最高壓力。確保安全閥排放口有收集裝置避免直接排空（一般利用氨極易溶于水的特性，設(shè)置水槽收集氨氣）；升壓前應(yīng)首先進(jìn)行壁厚測(cè)定（每個(gè)探頭布置點(diǎn)處打磨后應(yīng)壁厚測(cè)定），并根據(jù)最小壁厚進(jìn)行壁厚的強(qiáng)度校核，氨制冷系統(tǒng)中壓力容器常見的型式為橢圓封頭及圓筒強(qiáng)度校核計(jì)算方法及公式具體如下：

公式中的參數(shù)根據(jù)GB150-2011《壓力容器》選取[4]。

2.4 材質(zhì)分析

根據(jù)TSG R7001-2013《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》第二十八條及附件C[5]，對(duì)材質(zhì)不明的設(shè)備應(yīng)查明。材質(zhì)的化學(xué)成分分析的方法主要包括化學(xué)分析以及光譜分析，因化學(xué)分析需采樣破壞設(shè)備本體，因此壓力容器的定期檢驗(yàn)中對(duì)材質(zhì)的分析一般采用便攜式X射線光譜分析儀檢測(cè)。

雖然X射線相比放射源的安全性高很多，但是X射線如操作不當(dāng)同樣會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生巨大傷害，因此采用便攜式X射線光譜分析儀進(jìn)行材質(zhì)分析時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)極高。具體在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：首先儀器操作人員應(yīng)具備射線檢測(cè)的相關(guān)知識(shí)，最好具有專業(yè)射線檢測(cè)資格證；其次是檢測(cè)過程避免儀器探頭不能對(duì)著身體任何部位，同時(shí)應(yīng)疏散人員至安全地帶；再有就是儀器應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格保管，防止被人誤操作。

2.5 高空作業(yè)

凡在墜落高度基準(zhǔn)面2米以上有可能墜落的高處進(jìn)行作業(yè)均稱為高空作業(yè)。在前文的磁粉檢測(cè)提到的虹吸罐的檢驗(yàn)中一般都屬于高空作業(yè)。在氨制冷系統(tǒng)的設(shè)備車間空間狹小，要搭設(shè)專用的檢驗(yàn)專用棚架比較困難。更多的企業(yè)只能提供梯子等其他簡易登高設(shè)備，所以給我們檢驗(yàn)人員的高空作業(yè)帶來了更大的風(fēng)險(xiǎn)。

在有限的條件下，為了更好的控制風(fēng)險(xiǎn)，檢驗(yàn)實(shí)施前應(yīng)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置情況和周圍環(huán)境制定細(xì)致的方案并要求檢驗(yàn)人員嚴(yán)格執(zhí)行。做到高空作業(yè)必須戴好安全帽和佩戴安全帶，安全帶必須系掛在施工作業(yè)處上方的牢固構(gòu)件上，不得系掛在有尖銳棱角的部位。禁止穿硬底和帶釘易滑鞋。

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，在工業(yè)方面也取得很大的進(jìn)展，特種設(shè)備的數(shù)量也是逐年的增加。但是在快速發(fā)展的過程中特種設(shè)備事故也是不斷發(fā)生。組織檢驗(yàn)檢測(cè)人員對(duì)專題事故案例進(jìn)行學(xué)習(xí)和原因分析，運(yùn)用案例，以案釋法，以法論事，從事故中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高檢驗(yàn)檢測(cè)人員對(duì)檢驗(yàn)安全防范的理解和認(rèn)識(shí)，切實(shí)保障檢驗(yàn)檢測(cè)人員在檢驗(yàn)檢測(cè)工作中的安全。壓力容器檢驗(yàn)檢測(cè)安全是實(shí)施其檢驗(yàn)檢測(cè)工作的基礎(chǔ)，我們一定要執(zhí)行安全制度，杜絕不講科學(xué)，違章蠻干行為，特別在對(duì)煤化工、氯堿氨、煉化等介質(zhì)危險(xiǎn)性較大的壓力容器檢驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，更要注重安全勞保防護(hù)、檢驗(yàn)檢測(cè)儀器設(shè)備可靠、周圍環(huán)境安全，做到安全檢驗(yàn)，文明作業(yè)，確保檢驗(yàn)檢測(cè)工作順利實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]柳文奎，喬媛媛.壓力容器檢驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)與防范[J].商品與質(zhì)量：學(xué)術(shù)觀察，2013，11：341.

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[5]馬連.氨制冷壓力容器制造中無損檢測(cè)的問題探析[J].2013，6：67-68.