氨制冷系統(tǒng)實施“壓力管道”中一些問題的探討

冷庫建設(shè)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，各種規(guī)范制度建立健全，對其安全性要求越來越嚴(yán)格。一九九六年四

月、勞動部頒發(fā)了《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》的通知，二000年國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和建設(shè)部有

發(fā)布了“工業(yè)全屬管道設(shè)計規(guī)范”（GB50316-2000）,二00一年頒發(fā)的GB50072-2001《冷庫設(shè)計規(guī)范》中

對制冷系統(tǒng)中使用管子作為強(qiáng)制性條文規(guī)定：“制冷系統(tǒng)的管子應(yīng)采用無縫鋼管、其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)

準(zhǔn)《流體輸送用無縫鋼管》GB8163的要求，應(yīng)根據(jù)管內(nèi)的最低工作溫度選用鋼號；管道的設(shè)計壓力應(yīng)采用

2.5Mpa（表壓）”。二00二年十二月二十六日上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局在報刊上告示了壓力管道設(shè)計、安

裝單位資質(zhì)，使冷庫的設(shè)計和建設(shè)納入了“壓力管道”管理范圍，現(xiàn)就二年來在氨制冷系統(tǒng)設(shè)計和施工方面

的實施談些想法。由于制冷劑氨（NH3）為二級毒性的商品，當(dāng)在蒸汽中容量達(dá)0.5-0.6%，就要使人致死，同時氨蒸汽在空氣中含量達(dá)15.5-27%，遇明火就要爆炸。因此用于冷庫中高、低壓貯液桶、中冷器、油分離器等均屬壓力容器，各單位在購置這些容器時都能認(rèn)真選擇生產(chǎn)廠，撿查合格證，使用中進(jìn)行檢測，這在行業(yè)中已習(xí)以為常。勞動部頒發(fā)了《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》的通知，對在生產(chǎn)、生活中輸送可能引起燃爆或中毒的危險性較大的管道稱為壓力管道，為特種設(shè)備，將壓力管道的管理納入了法制管理階段。根據(jù)氨的毒性、及在冷庫中工作壓力，屬工業(yè)管道GC2級中“輸送GB50160《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》及GBJ16《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃?xì)怏w或甲類可燃液體介質(zhì)、且設(shè)計壓力P<4.0Mpa的管道”。即設(shè)計和施工的單位必須取得GC2級的資格證書，才能從事氨為制冷劑冷庫的設(shè)計和施工。并不是找個技術(shù)人員業(yè)余設(shè)計一下就可解決的。1冷庫制冷管道以氨為制冷劑的冷庫管道己定為GC2級的工業(yè)管道，固此冷庫中氨的管道設(shè)計必須遵守GB50316-2000"工

業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范”中的條文。和以往氨制冷系統(tǒng)設(shè)計比較、應(yīng)特別注意主要以下幾方面。1.1制冷管道材質(zhì)的選擇制冷管道材質(zhì)的選擇與制冷劑的溫度有關(guān)，以往在冷庫中均用GB/T8163的10#或20#碳鋼，執(zhí)行了《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》后，根據(jù)氨制冷劑的工作溫度對照規(guī)范提供的金屬管道“使用溫度下限”來選擇管道的材質(zhì)。目前是：-19至150°C選用20#碳素?zé)o縫鋼管；-29至150選用10#碳素?zé)o縫鋼管（牌號GB/T8163）；-40至150C選用16Mn無縫鋼管（牌號GB/T8163）；-50至150C選用09MnD（無牌號）低合金無縫鋼管或者選用0Cr18Ni9（牌號GB4237）高合金（不銹鋼材質(zhì)的）無縫鋼管。因此冷庫設(shè)計規(guī)范中強(qiáng)制性條文中規(guī)定“制冷系統(tǒng)的管子應(yīng)采用牌號為GB/T8163無縫鋼管”，不能滿足冷庫建設(shè)的需要。1.2監(jiān)察規(guī)定根據(jù)“監(jiān)察規(guī)定”在管道中所有彎頭、三通、變徑均采用鍛造件及軋制無縫管件，其材質(zhì)選擇也應(yīng)根據(jù)使用

時制冷劑溫度來確定，過去在冷庫中使用鴨咀彎、褲檔彎等人工特制管件不再使用。1.3管道表在設(shè)計中壇加了管道表等內(nèi)容，它要對每一段制冷管道進(jìn)行編號，匯總成表，在表中應(yīng)表明設(shè)計條件、試驗條件、管道等級、隔熱數(shù)據(jù)、施工等級、壓力管道類別等。并繪制管段表，管段平面、透視圖，在這些文件中對管子、彎頭、三通、大小頭、管帽、儀表管嘴、法蘭、螺栓/螺母、閥門、過濾器等均一一表明。在化工系統(tǒng)中，管道表是由從事工業(yè)管道專門技術(shù)人負(fù)責(zé)制定的。而在冷庫設(shè)計中也要有制冷工藝設(shè)計者來完成，增加工作量是非在大的。1.4管道機(jī)械強(qiáng)度和剛度在設(shè)計中還應(yīng)對管道機(jī)械強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計算，還應(yīng)對管道支架類型進(jìn)行選擇，這些在化工系統(tǒng)中應(yīng)有管

道機(jī)械工程師來計算，目前通過采用計算機(jī)軟件計算或請專業(yè)單位來完成。1.5管道的焊縫探傷在設(shè)計中還應(yīng)明確表明對管道應(yīng)進(jìn)行焊縫探傷的要求，溫度高于-29°C、焊縫探傷不得少于5%,但為了保

準(zhǔn)施工質(zhì)量，一般在設(shè)計說明中要求不低于10-20%，高于GB50235-97《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)

范》的規(guī)定。對于溫度低于-29C的管道，均應(yīng)100%射線照相檢驗，其質(zhì)量不得低于II級。2壓力管道”的施工冷庫氨制冷系統(tǒng)的管道作為特種設(shè)備“壓力管道”來施工，由于《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》剛實施不

久，困難還是比較多的，尤其是在溫度低于-40C系統(tǒng)中。2.1業(yè)主的職責(zé)首先是業(yè)主不理解該規(guī)定，尤其是執(zhí)行了該監(jiān)察規(guī)定后使冷庫建設(shè)的投資壇加，因為目前市場上，16Mn

無縫鋼管價格約是20#碳素?zé)o縫鋼管的1.17倍，而高合金的無縫鋼管是20#無縫鋼管的5倍，16Mn和高

合金的無縫鋼管的管件無現(xiàn)售的成品，需施工單位采購后送到加工廠定做。加工周期要一個月左右，因此

有些業(yè)主往往不報監(jiān)，找支施工隊安裝了事，既可不安低溫要求選擇無縫鋼管材質(zhì)、又可不拍片和支付監(jiān)

察費用。但對今后的使用留下了隱患，好似有只定時炸彈隨時可能爆炸。2.2《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》附錄A表中對不同材質(zhì)、牌號管道都標(biāo)有使用溫度下限，但《化工管道設(shè)計規(guī)

范》（HGJ8-87）中對低溫用鋼鋼管最低試驗溫度要求比上述規(guī)范要求低，比如10號鋼，當(dāng)壁厚三8mm時，

最低溫度為-40C,20號鋼壁厚＜14mm時，最低溫度為-30C。這個標(biāo)準(zhǔn)對制冷設(shè)備生產(chǎn)廠設(shè)計人員特別熟

悉，因此在市場投標(biāo)中對選用鋼管材質(zhì)有些混亂，業(yè)主也弄不清楚。2.3凍結(jié)裝置冷庫氨制冷系統(tǒng)在凍結(jié)裝置中，一般氨蒸發(fā)溫度在-45以上。只有在貯藏金掄魚等海鮮品冷庫蒸發(fā)溫度在-70C。從工業(yè)金屬管道設(shè)計角度講，-45C應(yīng)選用09MnD低合金無縫鋼管或0Crl8Ni9高合金無縫鋼管。凍結(jié)間根據(jù)蒸發(fā)器大小，管徑有七、八種，但09MnD或0Crl8Ni9無縫鋼管市場上無貨供應(yīng)。冷庫氨制冷系統(tǒng)施工周期一般三-四個月，如果想辦法到鋼廠去訂貨、取到管子后再去加工管件，那年那月才能實施？在施工中曾碰到一工程，凍結(jié)間溫度為-35C，氨蒸發(fā)溫度為-43C，買不到設(shè)計規(guī)定鋼材，只能將庫溫、蒸發(fā)溫度均提高5C，采用16Mn為材質(zhì)鋼材。以后在使用中又如何？不得而知。也許你要問，凍結(jié)裝置本身是如何解決管材的？凍結(jié)裝置不屬壓力容器、特種設(shè)備，它采用管材一般是10或20號鋼。但凍結(jié)裝置中采用-40C以下蒸發(fā)溫度是普遍的情況，大量出現(xiàn)，希望有關(guān)部門能重視，組織力量妥善解。《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》復(fù)蓋面是比較廣的，冷庫氨制冷系統(tǒng)的管道涉及范圍僅占其中一小部分，而冷

庫在食品加工企業(yè)、流通領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用，過去一貫是按《冷庫設(shè)計規(guī)范》來作為氨制冷系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)

目前執(zhí)行