试论氨制冷压力管道焊接接头质量检测

赵修鸣

摘 要 氨制冷系统是冷冻行业的核心系统，它的运行安全对冷冻行业的发展具有深远影响。氨制冷压力管道的安全性能对氨制冷系统的运行质量密切相关，而管道焊接接头质量是管道运行安全的保障，为此，需要根据管道的使用功能选择合理的焊接技术，从根本上保证焊接接头质量，进而保证管道整体的安装质量，为氨制冷压力管道的安全运行提供保障。文中在对管道焊接接头质量检测对象和方法进行分析之后，对焊接接头的种类进行介绍，最后对焊接接头存在的缺陷问题检测进行探讨并提出了相应的改进意见。

关键词 氨制冷系统；运行安全；压力管道

1 氨制冷压力管道结构和技术性能

氨制冷系统主要是由螺杆压缩机组、高效卧式冷凝器、储氨器、排液桶、低压循环桶、屏蔽氨泵、中间冷却器、吊顶冷风机、集油器、紧急泄氨器、高效卧式蒸发器、氨液分离器等组成。氨制冷压力管道主要用于输送氨液和氨液，是通过氨泵进行加压强制供应，在连接低压排液桶到蒸发器，然后回到冷凝器中，形成一个封闭循环系统。所以氨制冷压力管道很重要，它承受着压力、温度、载荷的随时变化。氨制冷压力管道主要是由安全管道、热氨管道、吸气管道、液体管道、油管道、平衡管道、放空管道、排液管道等组成的[1]。

2 氨制冷压力管道焊接接头质量检测对象及方法

我国的氨制冷压力管道中有部分管道已经使用多年，由于以往的安装技术和设计水平限制，原有的氨制冷压力管道已经无法满足现阶段的发展要求，在使用安全上存在一定的风险，为此，我们有必要对原有的安全技术和设计方案中存在的问题进行分析，并且研究管道焊接接头在施工中存在的问题，及时发现管道焊接接头的质量问题，避免出现泄露情况，为管道的安全使用带来影响。为确保氨制冷管道的安全使用，我们需要从管道制造、安装、设计和质量检测等多个方面入手，保证管道安装质量。除此之外，还需要对已经投入使用的管道进行定期检测，对其使用性能和剩余寿命进行测试，这样才能降低使用中存在的风险问题。

在对氨制冷系统中的焊接接头进行质量检测和性能分析时，需要使用专用的设备在管道的焊接头上切割下焊接接头作为试样进行检测。根据管道使用性能的要求不同，对焊接质量的要求也存在较大差异，为此，我们需要对管道的使用性能和对焊接质量的要求进行充分分析之后，对接头试样进行有针对性的检验。通常来讲焊接接头的焊缝均位于焊接接头试样的中间位置，两侧为母材，为此，需要对切割的纵向截面进行检测。利用专业的检验仪器对焊接的缺陷进行检查，之后采用4%的硝酸酒精侵蚀焊接接头，最后利用扫描电镜对试样的微组织进行观察，对焊接接头的质量进行判定[2]。

3 氨制冷压力管道焊接接头分类

就现阶段来将，氢制冷压力管道焊接接头的种类按照错变量、热处理技术、无损检测和焊缝尺寸的不同可以分成四种焊接接头。第一种是适用于圆筒部位的纵向接头、球形封头、圆筒连接和各种凸形嵌入式及壳体对接的接头，由于这些部位均为主要的承力部位，需要承受较大的应力，为此，我们需要采取双面焊接的方式，确保全面焊透，只有这样才能保证焊接接头的焊接质量，确保管道的有效连接；第二种是适用于壳体部分的焊接以及锥形封头和法兰接管接头这种小部件的关键部件的连接，为了保证连接质量，我们可以采用双面焊对接的焊接方式，同时，衬垫单面焊接的方式也较为适用；第三种是适用于管板和圆筒这种非对接连接的接头以及法兰和壳体的接头，鉴于这些部位在投入使用之后所承受的应力较小，为此，可以采用角焊的方式进行连接。需要特别注意的是，当遇到管道中存在的介质为有毒物质时，就需要采取全面焊透的方式进行焊接；第四种是适用于接管和补强圈等关键部件与壳体的焊接，由于处于容器和接管的交叉部位，为此，所承受的应力较大，尤其是在后壁式容器中，这种焊缝会承受较大的应力，致使裂缝问题时有发生，为了避免此类问题的发生，需要采取全面焊透和双面焊这种焊接力度较强的焊接方式，进而保证管道的安全使用。

4 焊接接头缺陷检测及分析

利用扫描电镜和能谱检测技术可以对焊接接头中存在的缺陷问题进行检测，主要包含焊接接头的形状、尺寸、熔合情况、焊透情况、裂纹问题、杂质分布情况和孔穴分布等质量问题进行检测。对于焊接接头的焊接工作来说，上述因素均是引发焊接质量不合格的关键因素，只要有一项不符就会影响整体焊接质量，进而对管道的连接质量和安全性能造成严重影响。就焊接接头的形状和尺寸而言，在实际施工作业中一旦出现操作不当的现象就会产生裂缝或者漏氨的现象，产生这类现象的主要原因为焊接过程中管道之间没有形成无缝对接，由于操作不当产生偏差，致使在焊接完成之后，两个管道呈现错边的状态，这种情况下投入使用之后就会在大应力的作用下产生裂缝或者开裂现象，最终产生漏氨，造成一定的安全威胁。

另外，焊接过程中存在的未熔合和未焊透情况也是焊接缺陷的一种，产生未熔合和未焊透现象的主要原因是在焊接的过程中输入的热量不足，致使焊接部位的边缘出现未被熔合的现象，这种情况下会对焊接的强度和质量造成严重影响，如果这类缺陷问题存在应力较大的部位就会在短时间内产生裂缝，对管道的安全使用造成严重影响。而未焊透的情况下，焊接接头的使用强度也会降低，一旦管道中出现动态负荷，极易引发管道的焊缝开裂问题。

当有焊接时有物体夹杂在焊缝处，在使用过程中，可能会使裂痕扩展破坏，当夹杂物的尺寸很大，并且与外界连接的时候，会造成氨制冷剂进入焊缝之中，可能会使管道中的颗粒进入设备中，影响质量设备的正常运行。在焊接时，熔池的剧烈搅动会使坡口附近的腐蚀产物卷入熔池内部，凝固以后，熔池内的氧化物留在焊缝中，这对这种问题，就是要在焊接前清除坡口附近的腐蚀产物，或者在管道出现腐蚀以前进行焊接就可以有效地避免焊缝夹杂的出现。

5 改进建议

焊接工艺不合理会直接导致焊接缺陷产生，所以要根据管道的实际情况进行焊接工作，防止出现未熔合和未焊透的情况发生，在焊接的时候，一定要遵守焊接工艺要求，减少由于操作失误产生的错边、固体夹杂物及孔穴缺陷的出现，可以有效防止裂纹的萌生。对新安装的管道进行全面的焊接质量检查，严格按照规定执行，同时还应该加强安全监督管理和定期检查工作。

参考文献

[1] 張岳鹏.浅谈氨制冷压力管道安装监督检验的要点[J].内燃机与配件，2017，（21）：79-80.

[2] 宋延淼，周经纬.浅谈氨制冷系统冷库安装焊接质量控制[J].河北企业，2016，（4）：157-158.