氨制冷压力管道全面检验方法

氨制冷压力管道全面检验方法

发表时间：2017-11-10T15:33:41.790Z 来源：《防护工程》2017年第13期作者：顾建华

[导读] 文章针对天然气处理中氨系统制冷工艺现状与其不停机检验方式进行分析，进而提出了一些参考性的建议。

江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院江苏南通 226500

摘要：现代人们在进行天然气处理的时候引入了氨系统制冷工艺，且在投入运行一段时间以后，也取得了不俗的成绩，文章针对天然气处理中氨系统制冷工艺现状与其不停机检验方式进行分析，进而提出了一些参考性的建议。

关键词:氨制冷管道;不停机;检验技术

氨是易燃、易爆、有毒、易腐蚀、易挥发物质。如果制冷过程氨发生泄漏或爆炸，往往并发火灾、二次爆炸与中毒等灾难性事故，造成严重环境污染，给社会经济、人民生命财产带来巨大损失和危害。因此，氨制冷管道、容器必须具备耐高低压、耐高低温、抗燃爆、抗腐蚀等特性。氨制冷技术所需的压力管道、压力容器均为我国强制性监察的特种承压设备。

1.不停机检测技术。

严格按照氨制冷压力管道工艺要求装配能保证安装质量的控制，是系统安全、稳定运行的前提保障。然而，氨制冷系统使用过程中受各种因素影响，其安全性、稳定性可能降低，存在安全隐患。因此，氨制冷系统特别是压力管道需要相关特种设备检测部门及厂家定期进行检测，评估系统安全性。

特种设备检验机构开展氨制冷装置及压力管道定期检验工作存在:氨制冷装置停机接受检验的难度较大，相应检验工作难以有效实施。由于氨制冷压力管道长周期连续运行，而一般全面检验方法需整套系统停机、清空介质等，检测周期长，经济损失大;一般检测方法不停机进行检测，管道结霜及氨也对射线的吸收、散射作用，导致检测结果不准确。氨制冷压力管道不停机全面检验方法是综合利用红外成像技术和X射线数字成像技术，可检测焊缝、咬边错边、管道剩余厚度。

1.1红外成像技术

红外线是自然界普遍存在的一种电磁波辐射，绝对零度以上的任何物体都会向外辐射红外线，物体辐射红外线的频率与其温度成一定关系。红外成像技术就是利用这一原理实现对物体的成像检测。其具体实现方法是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量分布图形，该图形反映在红外探测器光敏元件上，从而获得红外热像图，该热像图与物体表面热分布场相对应。

1.2 X射线数字成像技术

目前，X射线数字成像技术广泛应用于各种行业的成像检测。图一是X射线数字成像技术原理图。

X 射线机发射出的X 射线穿过被检测工件焊缝后被图像增强器接收，图像增强器通过光电转换器件将不可见的X射线图像转换为可视图像；此时，可视图像是模拟量信息，不能被计算机识别，需将模拟量图像转换为数字量图像，再输入图像处理计算机进行处理，以提高图像灵敏度、清晰度。处理后的图像显示在显示器屏幕上，该图像可提供检测工件焊缝缺陷性质、大小、位置等信息，观察检测结果并结合辅助评定计算机，可按照有关标准评定缺陷等级。检测结果可储存在计算机硬盘及其它存储设备上。借助辅助评定计算机及其程序对检测结果进行辅助评定，大大提高检测速度及准确率，使X 射线测技术更智能化、自动化。X 射线数字成像技术具有检测效率高、曝光时间短、灵敏度高、智能化程度高等特点。

液氨制冷压力管道直径大多在150 mm 以下，X射线可穿透带保冷层及液氨的管道，故可采用X 射线数字成像技术在线检测氨制冷压力管道焊接接头，抽查测定带保冷层及液氨的管道剩余厚度，不停机检测焊接接头咬边、错边。X 射线数字成像技术应用于氨制冷压力管道焊缝检测，无须拆除管道防护层，在不停机条件下进行准确检测。

2.氨制冷压力管道的结构和技术性能

2.1氨制冷压力管道的结构特征

用干冷冻食品的氨制冷压力管道一般由一4`C氨制冷系统、-35`C氨制冷系统、-45`C氨制冷系统构成。这些系统又分别由贮氨器、紧急泄氨器、螺杆压缩机组、集油器、贮氨器等多种设备组成。在这些设备的应用中，氨制冷压力管道承担着各种压力、温度以及负荷的变化。根据有关标准分析，氨制冷压力管道由安全管道、热氨管道、吸气管道、液体管道、油管道等组成。

2.2氨制冷压力管道介质特性

氨制冷压力管道中的氨是现阶段各种管道中应用最多的一种中压和中温制冷剂，其凝固温度一般在-77.7摄氏度，蒸发温度在33.3摄氏度，常温下冷凝压力一般为1.1-1.3MPa。同时，氨具有很强的毒性和可燃性。氨制冷压力管道的技术性能体现在以下几方面:第一，设计的压力值要为2.0MPa;第二，最高工作压力要为1.85M P a;第三，工作温度要为50摄氏度;第四，工业管道是GC2级。

3.检测过程中的三大注意事项

通过大量的实践表明，在不停机状态下全面检验氨制冷压力管道应当注意以下三大方面：

（1）选取检测参数。试验之后我们发现，水相对于碳钢的衰减系数比大概是9:1的比率，当管内充水的过程中需要增加曝光时间或者增加射线源的管电压来获得需要的检测图像。

液氨的分子量和衰减系数都与水十分接近，因此我们可以把用水的相关参数运用在实际检测中去。一般而言，要想在对内部充满液体介质的管道实施检测过程中有效提高像质指数，最好的办法就是增大检测时的焦距、采用更小焦点的X射线源、提高管电压等方法来解决;

（2）数字式探测器进行降噪。如果是使用数字式探测器采集图像，我们大部分时候都会选择便携式脉冲源和连续源之中的一种。值得注意的是，当使用的射线源规格不一致时，射线源的能量场分布也是有很大区别的，这样一来很容易造成DR数字探测器各像素阵元的感光程度(对能量场内X光子)也会存在不同程度的差异，反映到数字射线图像上之后往往会导致检测图像噪声比过去增大，而且有的时候还会出现灰度不同等现象。由此可见，要就特定的射线源进行探测器降噪工作也同样应当引起我们的足够重视才行。事实证明，通过降噪可以将各像素阵元对射线源能量场内X光光子的感光度根据实际需要调整到非常甚至是一致的水平，从而在一定程度上降低探测器噪声，并且有效提高成像质量。

（3）选取滤波板。一般来说，使用连续式射线源检测DR时，由于射线源发出的射线能量并非十分的均匀，很多时候会产生数量很大的软射线，然而这些软射线会很大程度地影响到DR检测结果，所以在检测中需要使用适合的滤波板来过滤射线源中发出的软射线，从而保证检测质量达到要求。最好是选择钢板或铜板作为DR检测的滤波板最为适宜（不过也得根据实际情况而定）。

结语.：综上所述，随着科技的快速发展，我国近些年来加大了对于不停机状态下的氨制冷压力管道的全面检验力度，发现最好的方式就是采用红外热成像和X射线数字成像技术，如果能够将二者实现有机结合是切实可行的。其中红外热成像技术可检测管道腐蚀剩余厚度，而X射线数字成像技术可检测氨制冷压力管道焊接咬边、接头、错边与管道剩余厚度，为设备的正常运转做好充足的准备。参考文献：

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