戚怀松(江苏省特种设备安全监督检验研究院宿迁分院 宿迁 223800）

氨制冷压力容器相关法规标准关于氨液成分要求的探讨

戚怀松
(江苏省特种设备安全监督检验研究院宿迁分院 宿迁 223800）

本文从小型氨制冷压力容器投用3年后的首次检验以及以后的定期检验对液氨成分的法规的强制要求给检验机构及使用单位带来的困惑入手，发现压力容器、压力管道两种特种设备对液氨成分的要求是相互矛盾的，作者从应力腐蚀的三要素入手分析液氨成分进行规定的合理性、可行性，提出两个解决办法，一是对液氨成分检验单位进行许可，解决检验报告的有效性问题；二是对材料进行限制，从而达到确保氨制冷压力容器的低应力腐蚀敏感性。

制冷 液氨 成分 检验 压力容器 应力腐蚀

小型氨制冷压力容器投用3年后的首次检验以及以后的定期检验，按照TSG R7001—2013《压力容器定期检验规则》中附表C《小型制冷装置中压力容器定期检验专项要求》C3．3液氨成分检验的要求，压力容器检验人员应审查使用单位的氨液成分检查记录是否符合NB/T 47012《制冷装置用压力容器》的要求，成分不符合要求的，应该按照其C3．5．2、C3．5．3进行检测，即增加表面无损检测的检查数量[1]。压力容器检验人员就应该按照上述规定要求使用单位提供氨液成分分析报告，那么存在这样两个问题：一是检验机构和使用单位一般都没有相关检测设备，社会上也很少有单位愿意做这样的检测，没有氨液成分分析检测报告；二是有氨液成分分析检测报告，但是未经资质许可的单位检测出具的有氨液成分分析检测报告的结论可靠性值得怀疑。

1　法规标准相关要求的适宜性分析

液氨成分的要求是否合理？氨制冷系统包括压力容器、非承压容器和管道，非承压容器如冷凝器不在监察范围。对于制冷装置中的压力容器设计图纸上一般设计依据的标准有JB 4750—2003《制冷装置用压力容器》或NB/T 47012《制冷装置用压力容器》，它们对液氨的要求同为：“C．2．1 本附录所要求的液体氨除应符合GB 536的规定外，还应满足下列要求之一：a)含氨量应大于99．995%；b)含氨量应不小于99．6%，且其中含水量应大于0．2%。”[2]，可知氨制冷压力容器的液氨含水量应当大于0．2%。质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见（质检特函【2013】61号），其中（二）-1-(1)条：涉氨压力管道的设计文件的内容应符合《压力管道安全技术监察规程——工业管道》（TSG D0001—2009）的规定。根据质检特函【2013】61号文，压力管道的设计应按GB 50072—2010《冷库设计规范》执行，而验收则按SBJ 12—2009《氨制冷系统安装工程施工及验收规范》执行[3]。SBJ 12—2009[4]中8．0．2制冷系统用的液氨（钢瓶装或槽车装）质量应符合现行国家标准GB 536《液体无水氨》的一等品指标的规定，GB 536的一等品指标见表1[5]，可知对水分不检测，但要求氨含量≥99．8%，即水分必须≤0．2%，再刨除残留物的含量，即不足0．2%，理论上最多是允许0．2%。氨制冷系统管道在安装时要求含水量≤0．2%。

表1　GB 536《液体无水氨》一等品指标

对照GB 536的一等品指标和NB/T 47012—2013中附录C的要求，要同时满足两者的要求，则必须要求氨液的化学成分符合以下两种情况之一：一是氨含量≥99．995%，这个按照GB 536即使优等品也不符合要求，市场上很难买到；二是既要氨含量≥99．8%但又要求水分＞0．2%，不同的法规标准相互矛盾，没有操作性可言。而根据GB/T 30579—2014《承压设备损伤模式识别》在液氨中的压力容器应力腐蚀同时具备以下条件的典型环境：1）介质为液态氨，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(N2也是必要的)；2）介质温度高于-5℃[6]。压力容器的定期检验对液氨化学成分的要求是从液氨的应力腐蚀机理去考虑的，笔者认为从液氨的应力腐蚀机理的三要素去对设备工作环境进行要求从理论上讲是可以的，对碳钢和低合金钢而言，液氨中加入0．2%的水可以起到缓蚀的作用，从而基本上可以避免断裂的发生。但是从实际情况看对于液氨生产单位加了水就不符合产品标准，使用单位加又无法操作（无法使水均匀分布），所以相关法规对氨液成分进行要求在实践中难以操作。

2　结论

应力腐蚀的三要素是敏感材料、介质和应力三者同时具备。现有的法规可以从介质角度对液氨成分检验单位进行资质许可，由经过许可的单位出具液氨成分检验报告，这样可以解决液氨成分检验报告有效性的问题；如果从材料角度我国可以参考芬兰检测技术中心的TTK-P2-93指令，即推荐盛放液氨的压力容器用钢屈服强度最大值为350MPa，屈服强度超过450MPa的钢不适用于制造盛放液氨的压力容器[7]。经研究液氨压力容器材料的抗拉强度越高，应力腐蚀敏感性就越高。防止液氨介质的压力容器应力腐蚀的措施之一是对压力容器的制造材料加以限制，我国相关法规的制定单位可以委托科研院所，对不同材料在不同的屈服强度下对液氨的应力腐蚀敏感性进行基础研究，得出可靠的技术数据，作为法规对材料屈服强度要求的数据支撑，实现对液氨压力容器的材料屈服强度进行限制从而达到降低液氨应力腐蚀敏感性的目的。

[1] TSG R7001—2013 压力容器定期检验规则[S].

[2] NB/T 47012—2013 制冷装置用压力容器[S].

[3] 质检总局特种设备局关于氨制冷装置特种设备专项治理工作的指导意见（质检特函【2013】61号）[Z].

[4] SBJ 12—2009 氨制冷系统安装工程施工及验收规范[S].

[5] GB 536 液体无水氨[S].

[6] GB/T 30579—2014 承压设备损伤模式识别[S].

[7] 卢志明，高增梁. 16MnR钢在液氨环境中的应力腐蚀开裂试验研究[A]. 2004年全国化工、石化装备国产化暨设备管理技术交流会会议论文集[C]. 2004,146-149.

Discussion on the Requirements of the Relevant Regulations of the Ammonia Refrigeration Pressure Vessel on Ingredients in Liquid Ammonia

Qi Huaisong
(Jiangsu Special Equipment Safety Supervision and Inspection Institute Suqian Branch Suqian 223800)

In the initial examination and regular inspection of small ammonia refrigerating pressure vessel inused for three years, this paper discussed the confusion on the requirement of the composition of the liquid ammonia to inspection agencies and the use of units according to the regulations. It is found that the requirement of the composition of the liquid ammonia in pressure vessels and pressure pipes is contradictory. From three elements of the stress corrosion, liquid ammonia composition is analyzed to carry out the provisions of the rationality and feasibility of the proposed two solutions, one is for ammonia component inspection unit license, solve the effectiveness of the inspection report; second, restrictions on the material, so as to ensure the ammonia refrigerating pressure vessel of low stress corrosion sensitivity.

Refrigeration Liquid ammonia Component Test Pressure vessel Stress corrosion

X924．2

B

1673-257X(2016)01-0017-02

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．003

戚怀松（1978～)，男，本科，副部长，工程师，从事承压类特种设备检验工作。

（2015-04-16）