真空绝热压力容器使用管理与定期检验要求

周欣，秦成

（海南省锅炉压力容器与特种设备检验所，海南 海口 570203）

真空绝热压力容器作为液态产品储存容器的一种，常用于储存液氧、液氮、液化天然气等。真空绝热压力容器中的低温液体一旦汽化，将产生极大的能量，造成泄漏、爆炸等事故。随着我国环境治理力度的加大，天然气作为清洁能源在各个领域的应用越来越广泛。真空绝热压力容器作为天然气主要储存设备，其使用量急剧增加，企业短时间缺少有经验的操作人员和管理人员，造成设备在运行和维护过程中存在很大的安全隐患。真空绝热压力容器的结构区别于普通的压力容器，由于其采用独特的双层夹套结构，内胆无法直接检验且真空夹层对真空度有特殊要求，加之相应的检验规范、规程不明确，实际检验的操作性不强，因此，给定期检验工作带来了一定的难度。

1 安全管理问题

目前，大部分小型LNG 点供装置的特种设备数量比较少，不满足《特种设备使用管理规则》（TSG 08-2017）要求的设置特种设备安全管理机构和配备专职安全管理员，导致一些使用单位在安全管理上不重视，安全管理制度和操作制度的内容制定方面相当欠缺，日常的维护保养和安全检查记录不完善。2019 年，我国对特种设备作业人员项目进行精简整合，取消了原来的固定式压力容器操作（R1）项目，一般固定式压力容器不再需要取得作业人员资格。但由于装卸作业引起的火灾爆炸事故占特种设备事故中比例不小，还是建议使用单位人员取得新版特种设备作业人员目录中的移动压力容器充装（R2）资格证书，具有一定的应急处理能力后再上岗操作，以保证特种设备的安全运行。在检验过程中，发现一些供气企业会根据经营情况经常移装储罐为用户提供气体。由于设备管理不善，移装过程中使部分出厂技术资料和检验报告缺失，忽略压力容器的设计使用年限等问题，导致移装后不能办理使用登记和检验。目前，国家对LNG 点供气化站到的设计和规划缺乏相应的规范和要求，造成真空绝热设备使用现场未设置安全警示标志和安全出口，消防器材未满足生产安全要求，罐区无安全防护装置等情况，存在相当大的安全隐患。鉴于现有项目均参照《城镇燃气设计规范》（GB 50028—2006）中的相关规定，其中，包括安全距离、消防喷淋等很多条款，均是按照城镇燃气安全需求制订的，并不完全适用于LNG 气化站项目，因此，亟需国家出台专门的LNG 气化站设计规范。

2 检验过程中常见问题

2.1 安全附件失效

真空绝热压力容器的安全附件及仪表有安全阀、爆破片、紧急切断阀、压力表、液位计等。LNG 贮罐一般设计两个安全阀装置，中间由三通阀连接，检验过程中应注意阀门的开启位置且保持两个安全阀都处于校验有效期内，避免超压时安全阀不能正常起跳导致安全泄放量不满足要求。当储存液氧、液化天然气等易燃、易爆介质时，要检查排放出口导管是否将介质引至安全地点，如可以直接排放大气，应按要求使导管高于建筑物2m 以上。爆破片使用应注意安装方向和使用期限，正常爆破片的设计使用期限为2 ～3 年，到期应及时更换。压力表和液位计每半年至少检定一次，检验时经常会发现压力表、液位计破损严重，指示值不准确等情况，应通知企业立即更换。紧急切断阀应核对型号、公称压力、操作方式等信息，远程控制系统在气密性试验合格后进行切断试验，要求动作必须灵敏可靠，响应时间控制在5s 内。

2.2 真空度不满足要求

真空绝热压力容器虽然是通过珠光砂等真空粉末进行保温绝热，但并非是绝对隔热。填充珠光砂时有一定的粒度和温度要求，当珠光砂的粒度或温度不适当时，运行一段时间后，珠光砂会释放水蒸汽，降低夹套的绝热效果，造成内筒低温液体吸热后迅速汽化，压力上升，危及设备的安全运行。因此在检验过程中真空度的测试尤为重要，测试的指标数值直接影响容器的安全状况等级评定。当前，国内外工业领域可用的真空规管种类繁多，设计制造标准未能统一，产品质量差异比较大。常见的真空规管有DV-4、DV-6V 和ZJ-51、ZJ-54 等型号，检验过程中常常因为接口不一致等问题造成测试数据不准确。部分规管如果未标识加热电流就无法用真空计测量，所以不同型号的规管给检验带来极大的不便。建议国家或行业统一标准和要求，让测试和维修更加简便，同时节省检验机构采购真空计设备的成本投入。测量时，要严格按照设备操作规程进行，避免破坏真空规管接触脚。另外，真空规管与真空计接触不良、接触脚存在氧化皮对测量结果影响很大，最大误差会远超过《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG 21-2016）规定的要求，测量前应仔细清理下接触脚表面，必要时使用金相砂纸轻轻打磨接触脚，保证测量数据的准确。容器内部储存的介质不一样且测试所处的环境有差别，也会对真空度检验结果带来影响。

2.3 附属管道泄漏

综合近几年检验情况发现，罐体附属管道出现问题情况比较多，由于管道直径未达到特种设备目录监管范围要求，管道安装不需要监督检验，导致使用的压力管道管件及阀门质量无法得到保证。主要体现在管道法兰、非标铸件及阀门等泄漏。造成泄漏的主要原因是由于反复充装，温度变化差异大，使用法兰密封面螺栓等连接部位产生交变应力而造成松动，导致泄漏。非标铸件制造过程中产生的砂眼、气孔也是在后期使用中产生泄漏的主要原因之一。阀门由于低温液体汽化造成结冰、冻霜后，用力拧动阀门时造成阀杆丝扣与螺套间隙加大，最终发生泄漏。真空绝热容器结构特殊，管路系统复杂，一些微小的泄漏在低压时很难发现，进行气密性试验是检验密封性能一个非常有效的手段。在日常的真空绝热压力容器检验中，应结合压力容器运行期间出现的情况和问题，科学、合理地制定检验方案。加强各个阀门和零部件密封性试验，以减少泄漏情况的发生，有利于维持容器内部真空度的相对稳定性，避免介质频繁汽化带来的损耗。

3 红外热成像的辅助检验

真空绝热压力容器结构和失效的模式与其他容器不一样，常规定期检验项目很难发现设备安全隐患。随着科学技术的快速发展，红外热成像作为一种的新型技术检验技术，它因自身的特点以及优势在压力容器检验中得到了广泛的应用。红外热成像是通过非接触探测红外热量，能够将探测到的能量精确量化，对发热的故障区域进行准确识别和严格分析，弥补了人类肉眼的不足，在压力容器内部腐蚀和壁厚减薄等缺陷的在线检测方面具有很大潜力。我国与国外在检验标准的制定方面还有一定差距，目前，只有基础标准GB/T 12604.9—2008《无损检测 术语 红外检测》和应用标准GB/T8174—2008《设备及管道绝热效果的测试与评价》，在压力容器的检测方面还是空白。但实际检验过程能够直观帮助检验人员了解容器各个部位的温度分布情况，同时，迅速找出泄漏的部位和程度，提高了压力容器检验的效率以及准确度，既可以直接诊断压力容器运行的状态，也可以给出停产后压力容器的重点检修部位。

4 结语

真空绝热压力容器作为一种夹套式容器，为了提高保温绝热效果，设计制造时一般未设置人孔等检查孔。在定期检验过程中，只能通过外部检验来进行判断，对于内筒的检验没有直接有效的方法，因此，很有必要通过真空度测量和红外热成像来衡量内部结构的完好性。检验时，严格执行真空绝热压力容器定期检验工艺要求，结合实际情况，对检验项目和运行情况加以分析和研究，建立建全检验技术方案，增加无损检验新技术和严格落实气密性检验工作。使用单位应按法规要求配备专业人员管理，定期开展安全培训和业务能力指导工作，加强日常巡检力度，及时消除设备安全隐患。有能力的单位，可以采用先进的实时监控与报警系统，确保真空绝热压力容器的安全运行。