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氨制冷系统中压力管道的安全评价分析

文档作者：曾文锋文档来源：广东省特种设备检测研究院惠州检测院		点击数：	更新时间： 2025年03月16日
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Chenmical Intermediate
14 当代化工研究 综述与专论 2016·12
氨制冷系统中压力管道的安全评价分析
＊曾文锋
（广东省特种设备检测研究院惠州检测院 广东 516001）
摘要：从当前来看，无论是食品必威体育官方网站
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，氨制冷系统都在广泛地进行应用，主要是在生产过程中，应该在冷藏制冷和制冷中进
行。在设定好的工作参数及环境下，运行氨制冷系统的压力管道，压力管道的安装和设计与使用以及试验检验与安全性都有很大的关系。
因此，对于氨制冷系统的压力管道在运行中，经常出现的一些问题一定要重视起来，从而使氨制冷系统压力管道的安全性得到有力的提升。
关键词：氨制冷系统；压力管道；安全评价
中图分类号：T 文献标识码：A
Safety Evaluation and Analysis of Pressure Pipeline in Ammonia Refrigeration System
Zeng Wenfeng
(Huizhou Detection Institute, Guangdong Special Equipment Detection Research Institute, Guangdong, 516001)
Abstract：Currently, no matter for the food industry or the beer industry, ammonia refrigeration system has got an intensive application,
which is mainly applied in the cold storage refrigeration and refrigeration of the production process. Under the predetermined working parameter and
environment, the pressure pipeline installation, design, usage, testing, inspection and the pressure pipeline itself of the running ammonia refrigeration
system all have a great relation with the safety. Therefore, for the problems, which often appear in the running process of ammonia refrigeration
system’s pressure pipeline, we must pay great attention, so that to promote the safety of ammonia refrigeration system’s pressure pipeline greatly.
Key words：ammonia refrigeration system；pressure pipeline；safety evaluation
市内某冷冻厂氨制冷压力管道总长度为2857米，主要
工作介质为液氨和氨气，属于GC2级管道。其中最早是1996
年开始投用的，之前未经过安装监督检验和定期检验，管理
人员更迭，平时维护保养未落实到位。针对该情况，对该厂
氨管道进行了一次全面检验。
1.检验项目和主要内容如下
(1)审查技术资料
对该冷冻厂的氨制冷系统压力管道的设计、安装、检
测等相关资料，以及使用过程中的运行、检查维护维修记录
等进行审查，发现该厂氨制冷系统的压力管道管理混乱，各
技术资料记录不齐全或缺失。为了能够更好地管理，方便检
验，根据实际工艺流程，梳理管线并完善编号。
(2)外观检验
氨制冷系统中压力管道的外观检验主要包括：管道是否
有变形、挠曲和碰管现象出现；检查外部保冷层是否破损；
检查管道外表面是否存在腐蚀；检查焊接接头是否有裂纹、
错边、咬边等缺陷；检查管道阀门和法兰以及接头和焊缝
等是否有泄漏的现象出现，以及管道支吊架是否有损坏的情
况等。通过检验发现，不但法兰及阀门存在锈蚀及泄漏的现
象，管道的外表面腐蚀情况也很严重，还有部分管道焊缝布
置不合理。个别阀门因为选型错误，未采用氨专用的阀门，
所以导致泄漏的现象发生。
(3)绘制空视图
在原始的氨制冷系统压力管道的档案当中，没有空视
图，为了满足压力管道安全评价及检验的需求，利用计算机
绘制空视图，以及对压力管道的每一条管线现场进行现场测绘
管线。在三维的坐标上，绘制氨制冷系统中压力管道的管线空
视图，在管道的空视图中，对于压力管道的各段的走向有坐
标，以及压力管道的附件及起止的设备号等，必须要标明。
将压力管道的基础数据提供给管道的评估安全及强度校核。
(4)壁厚测定
对管子和管件进行壁厚测定，其中直径Φ25～Φ32不
锈钢管线，管壁的厚度大多都是2.2~2.5毫米；管线只有一
条两个测点厚度的相对比效小，其中，厚度最小的为1.7毫
米，与其它同一直径不锈钢管道的壁厚2.2~2.5毫米进行比
较，相对较小；在进行检测时，如果检测出壁厚相对较小的
状况，是否是因为刚开始安装时，采用的是壁厚比较小的
管道，还不能完全地进行确定。所以，今后在使用的过程
中，检测必须要加强。碳钢管线受腐蚀相对比较严重，一条
管线的壁厚只有2.2毫米，与同一个管道的其它的部位进行
比较，其它部位基本上是壁厚3.8~3.9毫米，相比之下，减
薄十分严重。另外一条管线的两个测点厚度也只有2.1~2.3
毫米，与同一个管道的其它部位进行比较，其它部位基本上
是壁厚2.8~3.0毫米，相比之下，减薄也非常严重。其它的
管线减薄情况不太明显。因为积水对管道的冲淋和雨水的淋
湿，不能尽快使管道干燥，从而造成管线局部的腐蚀。这是
造成管道减薄的主要原因。再有一个原因，就是此管道的附
近区域内，有蒸汽管道疏水器将蒸汽不停地进行排放，将碳
钢管道腐蚀减薄引发，再加上管道平时的保养和维护也欠
缺，造成管道腐蚀越来越严重，从而使壁厚减薄引发。
针对于该次检验的结果，减薄趋势管道发现后，应该
跟踪监测管道和弯头，在下一次的检验周期以前，测厚检查
应该每一年或者半年安排一次检查，对于在刚开始安装时，
是否是由于不同规格材料的错用而引起的进行确定，如果减
薄是由于其它的原因引起的，不但要进一步地对管道进行监
测，还应该采取有效的措施。
(5)无损检测
对管道焊缝进行无损检测抽查，主要采取射线检测和超
声检测，通过检测发现多数焊缝内部存在超标缺陷，主要缺
陷有气孔、未焊透、未熔合、夹渣等类型。
万方数据
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2.安全评价
(1)评价腐蚀凹坑的安全
为了确保氨制冷系统压力管道能够安全的使用，对超
过管道壁厚腐蚀裕量的凹坑，要严格按照《在用工业管道定
期检验规程（试用）》进行安全地评价。根据检验结果，对
腐蚀严重的五处凹坑进行了安全评价，其中接近临界值的有
二处，一处腐蚀坑为不合格。所以，为了保证压力管道的安
全，需要尽快对三处腐蚀凹坑所在管段进行更换。
(2)强度校核
针对氨制冷系统中压力管道而言，分析管道的有限元应
力，是强度校核及评价安全所需。压力管道的附件以内压力
自重引起的集中力，是计算管道有限元应力的主要条件。首
先要考虑温度对操作所造成的影响，因为操作需要在常温下
进行。考虑到氨制冷中压力管道的薄膜及弯曲应力，所有进
行检验的管线，都应该认真分析和计算管道的有限元应力。
主要对管道的弯曲应力和薄膜应力进行考虑，对于分析有限
应力，主要根据实限测管线最小的壁厚，利用CAESARII软
件中的对工业管道比较适用的ASMEB31.3的规范进行应力
的分析校核。氨制冷中压力管道的管线，分析校核管道的有
限元应力全部通过以后，计算的结果显示，所有压力管线的
规范压力相对较低，管线也比较富足。在进行计算的同时，
将氨系统的管线应力的计算强度校核结果给出来了，此外，
分析相应的超标缺陷处计算结果的提取也给出了。
(3)缺陷评价
对于氨制冷系统中压力管道进行检验，发现没有超出标
准规定的缺陷，在进行安全保证的情况下，利用合乎使用原
则对缺陷进行评价。对于安全评价不合格的缺陷，必须返修
进行处理。本次评价了10个最严重的缺陷，根据评价缺陷
的最终结果，其中3个缺陷需要返修处理。通常是依据检验
结果，进行返修或者判废，但是，本次采用合乎使用的原则
对缺陷进行评价，既减少了返修工作量，又能够达到经济而
安全的使用效果。
该次检验对于根据质量控制的标准判断为超出标准，并
且缺陷比较严重的，对于24个进行了评定缺陷检验，根据
评定缺陷的最终的结果，焊口评定没有达到标准、不合格的
情况没发现。常规的方法是，根据检验结果判废进行返修，
利用合乎使用原则的检验与常规的检验进行比较，无论是焊
接及切割返修的工作量，还是焊接及切割返修以后的工作
量，都在很大程度减少了，从而使经济使用和安全保证的根
本目的得到了有效地实现。
(4)综合评价
①氨制冷系统的压力管道中，法兰和阀门的腐蚀及泄
漏现象都很严重，管道的腐蚀坑也存在。此外，通过对氨制
冷系统中压力管道进行检查，还发现有些压力管道的支架
没有达到规定的标准，应该进行修复处理；压力管道中的一
些阀门选型错误，应该换氨专用的管道阀门；部分管道结
构不合理应该进行改造。②对压力管道中检验发现的五处
腐蚀凹坑，进行安全评定，有一处没有达到安全评定的要
求，还有二处与临界值比较接近，这两处作为不合格进行处
理。所以，为了安全，应该尽快更换凹坑安全评定不合格的
管段。③对于管线的巡回检查需要加强，压力管道在日常的
维护上，必须要加强，为了使由于管道的腐蚀等一系统因素
而导致压力管道的泄漏事故出现，必须要对压力管道进行定
期防腐蚀措施，从而使系统安全生产的运行得到有效地保
证。④对氨制冷系统中压力管道最小的壁厚进行检测，对于
腐蚀比较严重的局部管段，必须要进行更换处理。其余管段
经强度校核及分析管道有限元应力分析计算后，强度校核和
应力分析都满足要求。⑤对于较小壁厚情况的检测，在进行
使用的过程中，应该跟踪加强进行检测，对于刚开始安装时
所采用的管道壁厚就比较小进行准确的确定。该次检测的结
果，对于局部的管段腐蚀非常严重的一部分管段，应该进行
更换。⑥按照合乎使用的原则，在安全条件得以保证
的前提下，采用相关的方法，对于经过24个质量控制
的标准，判断为超出标准，并且对于比较严重缺陷，
进行缺陷的评定，评定焊口都能够达到标准，没有不
合格的现象。⑦对于压力管道的检验，针对有限无应力，
应该按照最小的壁厚进行强度的校核和分析，利用国际上公
认的软件包CAESAII（4.40版）进行计算，计算结果显示，计
算所有压力管道的强度校核都合格，并且，将超标缺陷处的应
力分析计算的结果进行提供，将计算的数据提供给超标缺陷
的评定。
3.讨论及建议
(1)应按要求建立健全氨制冷系统中压力管道的档案，
最好能够实行计算机的管理模式。(2)对于氨制冷系统中压
力管道，必须要定期进行检验和维护，建立巡回进行检查的
相关制度，根据压力管道特点，提前制定管道的维护及检验
计划。(3)为预防制冷系统中压力管道的泄漏，致使人身和
财产得到有效地保证，应建立预防及救援安全措施。(4)对
于定期的维修和检验都是非常有必要实施的，应该结合管道
特点，根据压力容器的维修及检验，将压力管道的维修及检
验计划制定出来。(5)对管道结构不合理的部分进行改造。
对于氨制冷系统压力管道的技术资料一定要健全，并且，对
于管道必须要按照要求进行有效地改造，将相关的安全措施
必须要制定，该氨制冷系统的压力管道经改造以后，至今为
止，已经运行了两年，运行的状况比较好，没有泄漏等相关
事故发生。
4.总结
氨制冷系统中压力管道经过全面检验，对缺陷进行处
理，对不合理结构进行改造措施已经两年了，使用效果比较
好，没有发生过压力管道的泄漏事故。综上所述，针对氨制
冷系统中压力管道而言，如果想要达到使用上的安全，需要
健全并落实管道安全管理各项制度，完善管道的技术档案，
最好能够实施计算机的管理模式。同时，对于压力管道应该
定期进行检验及维护，建立预防及应急救援的安全措施，从
而使管道安全得到有效的保障。
【参考文献】
[1]程龙.氨制冷系统安全分析及其工程应用研究[D].哈尔滨商
业大学,2015.
[2]在用工业管道定期检验规程（试行）[S].国家质检.
【作者简介】
曾文锋（1984~），男，广东省特种设备检测研究院惠州检测
院，研究方向：机械化工。
((责任编:李田田)

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