基于在线检验的氨制冷管道风险分析

尹义杰

（济南市特种设备检验研究院，山东 济南 250000）

很多企业都会采用氨制冷技术以实现产品的保管、保藏，而随着氨制冷技术的应用，氨制冷管道风险发生率日渐增加，重大事故的发生并不少见，所造成的危害极为严重。也正是因为氨制冷管道风险的存在，各级政府部门加强了氨制冷管道的使用管理、检验和监察。为了更好地实现氨制冷管道风险的规避，做好在线检测，并就氨制冷管道使用中的风险予以跟进研究，才能更好地实现氨制冷管道风险的防控，真正提升氨制冷管道使用的优化。也正因此，从在线检测视角就氨制冷管道检测中存在的问题进行分析，并探索更好的问题解决策略也就显得极为重要。

1 氨制冷管道工艺分析

结合图1可以看出，氨制冷管道的工艺流程图，其中各个部位的名称为：（1）一级排气管；（2）二级吸气管；（3）二级排气管；（4）上气管；（5）落液管；（6）高压供液管；（7）补液管；（8）放液管；（9）低压供液管；（10）低压回气管；（11）一级吸气管；（12）放油管；（13）除霜管。

图1 氨制冷系统的工艺流程图

结合图1可以看出，氨制冷管道二级压缩机一级出口将氨气送至中冷，再将中冷的低温氨气抽回送至压缩机，氨气从压缩机二级出口输送经油分送至冷凝器，氨气则冷凝成为液态，之后再送至贮氨器，贮氨器经过高压调节站并将氨气分别送到中冷和循环桶，经过中冷后多余的氨气则送到循环桶，氨泵则将循环桶中的液体氨气送至库房、单冻机等制冷设施。液态氨气经过循环后则产生氨气，并经过回气站送至循环桶。循环桶中的氨气经过压缩机回收抽回，这样便形成三个回路。

2 氨制冷管道事故危害

氨制冷管道在很多行业中均有所使用，并能够实现很好的使用效果。但是，需要高度重视的是，氨制冷管道一旦发生泄漏或者爆裂所造成的事故后果极为严重，其事故危害主要包括以下几种类型：

2.1 易燃烧爆炸

氨本身为有毒气体，并具有极强的可燃性，氨气自燃点为651℃，高燃烧热值为17250kJ/m3，临界温度为132.5℃，临界压力为11.4MPa，氨在空气中的含量为11%～14%时，一旦遇到明火便会直接燃烧，油类的存在则让氨气的燃烧风险更大。氨气在空气中的含量达到15%～28%，遇到货源则会发生爆炸，引燃浓度则为17%，而在封闭情况下，氨气管道则会受热发生膨胀，管道则会发生爆炸。

2.2 易中毒伤亡

氨气本身具有刺激性气味，有臭气并有毒，氨气一旦泄漏则会造成大面积挥发，扩散到一定范围后则会造成急性中毒，引发人体灼伤。最高允许浓度为30mg/m3，当空气中氨的含量达到0.5%，人员可在5～10分钟内中毒死亡；氨气可以通过人体皮肤、呼吸道、消化道等进入体内导致人体死亡。

2.3 易气化扩散

氨的分子量为17.03，气态比重为0.59，液态比重为0.82，常温情况下以气态形式呈现，在气压达到1.544MPa或冷却到-33.33℃时就可变成液态，液态氨气可以变成液态形式，液态形式的氨气在高压或低温状态下存储。液态氨一旦发生泄漏则会由液体变为气体，并迅速扩散，导致大面积染毒区形成，燃烧爆炸区也因此扩大。

3 基于在线检验的安全性分析

3.1 资料风险规避

对氨制冷管道进行在线检测首先便需要就其资料进行审查，齐全的资料能够为管道的在线检测提供依据，能够更好地实现在线检测效果。但是，就当前的氨制冷管道的在线检测情况来看，资料审查中往往存在安装资料缺失、缺少改造修理资料、无使用管理资料、管理人员、操作人员无证上岗、缺少应急预案等问题。解决此类问题则需要在管道安装、使用前便做好资料的收集和准备，诸如管理人员明细、安装零配件、资料明细、改造修理资料等，都需要做到齐备。

3.2 管子、管件风险规避

氨属于中度危害强渗透性介质，这都容易导致氨制冷管道的阀门、垫片、法兰、端部密封等多处易发生泄漏，在线检测过程中需要对这些管道部位予以高度重视，尤其很多管道所使用的材料为PL法兰，该法兰无论从密封性上来说，还是从材料刚度来看，都不如WN和SO法兰更具高质量，需要在选材上予以更新，此种法兰材料使用时候则不得使用有毒有害和易燃易爆介质，避免发生管道爆裂。管道垫片也需要进行定期更换，尽量避免使用商品级六角头螺栓，依照国家标准和质检总局要求进行材料选用尤为重要。此外，很多管道端部也需要进行检测，依照国家标准要求采用封头或法兰盲板。

3.3 其他问题分析

氨制冷管道在线检测中采用酚酞试纸对法兰、阀门等接口就漏点进行检查，发现很多长时间使用的管道都存在不同程度的泄露，这都极容易导致管道爆裂、爆炸等事故的发生。这就需要在进行在线检测过程中对泄漏点予以准确记录，并就管道损坏情况予以记录，比如，管道存在静电接地损坏、安全附件超期未检验、法兰跨接损坏等进行分门别类的损坏情况划分，结合不同的损害情况进行检测报备，便于有针对性地进行管道维护修理。

3.4 安全性检测

依照当前所使用的在线检测系统来看，其检测结果主要分为符合要求、不符合要求和基本符合要求三个类别，这虽然能够就检测予以一定结果显示，但是，因为结果类别较为简单，无法更好更近观察管道检测结果。依照GB/T 26610可知，特定事件的风险的发生与该事件的失效概率具有关系，并与失效产生的后果关系密切，因此管道风险可以进行公式转换：

管道的风险=概率×后果

再依照氨制冷管道在不同行业的使用情况进行化工厂、冷冻厂和食品加工厂三类使用安全度的划分。化工厂区因为人员较为稀少，氨制冷管道发生泄漏所造成的人员伤亡性程度相对较低，冷冻站人员聚集较为频繁，一旦发生氨制冷管道泄漏则容易造成大量人员伤亡，食品加工厂人员众多，氨制冷管道泄漏所造成的危害同样较大。结合此种类别来进行失效结果等级划分，则可以划分为1～3级，数值越高则发生风险的可能性越大，管道风险也就越高。

通过管道的安全性情况进行不同类别的划分，则能够更好实现氨制冷管道的使用效果。比如，食品行业发生失效概率为0.1，所造成的后果等级为3，则管道风险值为0.3；冷冻行业发生失效概率为0.1，所造成的后果等级为2，管道风险值则为0.2；化工行业发生失效概率为0.1，所造成的后果等级为1，管道风险值为0.1。这样不同的行业则可以结合相应的管道风险值以及发生后果等级程度进行安全性评定，所进行的管道在线检测也更为准确。

4 结语

依照当前的氨制冷压力管道检验现状来看，文件资料、管子、管件、安全附件、静电接地及法兰跨接等依然是在线检测的重点，需要予以高度重视，其中存在的问题及容易导致氨制冷压力管道风险发生，也容易致使氨制冷压力管道爆裂等问题产生。依照在线检测所发现的问题所造成的失效概率以及行业发生失效所产生的后果，需要就管道风险计算公式予以计算，并做好管道的风险评定，随时随刻就管道安全予以监管，并依照不同的级别进行管道监管层级划分，保证氨制冷管道风险的更好规避。此外，通过多行业的氨制冷管道风险评估来看，食品行业使用液氨管道的风险更大，冷冻行业使用氨制冷管道的风险次之，化工行业氨制冷管道使用的风险最小，这也让氨制冷管道风险等级划分更具意义，并结合不同的行业需要进行级别选择，能够更有效地实现氨制冷管道的风险防范。