淺析氮制冷壓力容器相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于氮液成分要求
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作者：張毅
1法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求的適宜性分析
液氨成分的要求是否合理？氨制冷系統(tǒng)包括壓力容器、非承壓容器和管道，非承壓容器如冷凝器不在監(jiān)察范圍。對(duì)于制冷裝置中的壓力容器設(shè)計(jì)圖紙上一般設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有JB 4750-2003《制冷裝置用壓力容器》或NB/T 47012《制冷裝置用壓力容器）），它們對(duì)液氨的要求同為： “C.2.1本附錄所要求的液體氨除應(yīng)符合GB 536的規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列要求之一：a）含氨量應(yīng)大于99.995%;b）含氨量應(yīng)不小于99.6%，且其中含水量應(yīng)大于0.2%。”，可知氨制冷壓力容器的液氨含水量應(yīng)當(dāng)大于0.2%。質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于氨制冷裝置特種設(shè)備專項(xiàng)治理工作的指導(dǎo)意見（質(zhì)檢特函[2013] 61號(hào)），其中（二）一1一(1)條：涉氨壓力管道的設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容應(yīng)符合《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道》 (TSG DOO01-2009)的規(guī)定。根據(jù)質(zhì)檢特函I20131 61號(hào)文，壓力管道的設(shè)計(jì)應(yīng)按GB 50072-2010《冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行，而驗(yàn)收則按SBJ 12-2009《氨制冷系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》執(zhí)行。SBJ l2_2009中8.0.2制冷系統(tǒng)用的液氨（鋼瓶裝或槽車裝）質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 536《液體無水氨》的一等品指標(biāo)的規(guī)定，GB 536的一等品指標(biāo)見表1，可知對(duì)水分不檢測，但要求氨含量≥99.8%，即水分必須≤0.2%，再刨除殘留物的含量，即不足0.2%，理論上最多是允許0.2%。氨制冷系統(tǒng)管道在安裝時(shí)要求含水量≤0.2%。
對(duì)照GB 536的一等品指標(biāo)和NB/T 47012-2013中附錄C的要求，要同時(shí)滿足兩者的要求，則必須要求氨液的化學(xué)成分符合以下兩種情況之一：一是氨含量≥99.995%，這個(gè)按照GB 536即使優(yōu)等品也不符合要求，市場上很難買到；二是既要氨含量≥99.8%但又要求水分>0.2%，不同的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相互矛盾，沒有操作性可言。而根據(jù)GB/T 30579-2014《承壓設(shè)備損傷模式識(shí)別》在液氨中的壓力容器應(yīng)力腐蝕同時(shí)具備以下條件的典型環(huán)境：1）介質(zhì)為液態(tài)氨，其中的含水量高于0.005%且低于0.2%并有可能受到O2或CO2的污染(N，也是必要的)；2）介質(zhì)溫度高于-5℃。壓力容器的定期檢驗(yàn)對(duì)液氨化學(xué)成分的要求是從液氨的應(yīng)力腐蝕機(jī)理去考慮的，筆者認(rèn)為從液氨的應(yīng)力腐蝕機(jī)理的三要素去對(duì)設(shè)備工作環(huán)境進(jìn)行要求從理論上講是可以的，對(duì)碳鋼和低合金鋼而言，液氨中加入0.2%的水可以起到緩蝕的作用，從而基本上可以避免斷裂的發(fā)生。但是從實(shí)際情況看對(duì)于液氨生產(chǎn)單位加了水就不符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使用單位加又無法操作（無法使水均勻分布），所以相關(guān)法規(guī)對(duì)氨液成分進(jìn)行要求在實(shí)踐中難以操作。
2結(jié)論
應(yīng)力腐蝕的三要素是敏感材料、介質(zhì)和應(yīng)力三者同時(shí)具備。現(xiàn)有的法規(guī)可以從介質(zhì)角度對(duì)液氨成分檢驗(yàn)單位進(jìn)行資質(zhì)許可，由經(jīng)過許可的單位出具液氨成分檢驗(yàn)報(bào)告，這樣可以解決液氨成分檢驗(yàn)報(bào)告有效性的問題；如果從材料角度我國可以參考芬蘭檢測技術(shù)中心的TTK-P2-93指令，即推薦盛放液氨的壓力容器用鋼屈服強(qiáng)度最大值為350MPa，屈服強(qiáng)度超過450MPa的鋼不適用于制造盛放液氨的壓力容器。經(jīng)研究液氨壓力容器材料的抗拉強(qiáng)度越高，應(yīng)力腐蝕敏感性就越高。防止液氨介質(zhì)的壓力容器應(yīng)力腐蝕的措施之一是對(duì)壓力容器的制造材料加以限制，我國相關(guān)法規(guī)的制定單位可以委托科研院所，對(duì)不同材料在不同的屈服強(qiáng)度下對(duì)液氨的應(yīng)力腐蝕敏感性進(jìn)行基礎(chǔ)研究，得出可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，作為法規(guī)對(duì)材料屈服強(qiáng)度要求的數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)液氨壓力容器的材料屈服強(qiáng)度進(jìn)行限制從而達(dá)到降低液氨應(yīng)力腐蝕敏感性的目的。
3摘要：本文從小型氨制冷壓力容器投用3年后的首次檢驗(yàn)以及以后的定期檢驗(yàn)對(duì)液氨成分的法規(guī)的強(qiáng)制要求給檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)及使用單位帶來的困惑入手，發(fā)現(xiàn)壓力容器、壓力管道兩種特種設(shè)備對(duì)液氨成分的要求是相互矛盾的，作者從應(yīng)力腐蝕的三要素人手分析液氨成分進(jìn)行規(guī)定的合理性、可行性，提出兩個(gè)解決辦法，一是對(duì)液氨成分檢驗(yàn)單位進(jìn)行許可，解決檢驗(yàn)報(bào)告的有效性問題；二是對(duì)材料進(jìn)行限制，從而達(dá)到確保氨制冷壓力容器的低應(yīng)力腐蝕敏感性。
