摘要:文中剖析了氨制冷立式冷凝器外壳腐蚀的发作原因,并提出了改善主张;
关键词:氨制冷;立式冷凝器;腐蚀;
【分类号】TQ021
1导言
2013年11月4日,国家质检总局特种设备局发布了《关于氨制冷装置特种设备专项办理作业的指导定见》(质检特函[2013]61号),定见中对涉氨特种设备的规划、制造、安装、运用、定时查验等过程均做出具体规定。一起对无技能材料的涉氨压力容器和压力管道的处理做出了明确要求。依据定见要求,宁德市先后屡次对小型冷冻厂涉氨特种设备打开专项办理作业。运用单位对此均非常重视,积极开展自查、自纠作业,在查验单位的技能支持下,发现并处理了多项安全隐患,为企业的出产安全提供了确保。
2014年6月,查验人员在对某冷冻厂氨制冷压力容器进行定时查验时发现,其中一台立式冷凝器顶部外壳腐蚀严峻,且在腐蚀部位邻近可闻到冲鼻的气味,初步判定为漏氨。通过交流,运用单位当即停止运用该设备并帮忙查验人员进一步对其做具体剖析。
2问题描述
2.1设备参数
该设备为国内正规有资质的厂家规划并制造,相关材料齐全。经查阅运用登记证、质量证明书、每次查验报告等材料,搜集设备参数见表1
2.2现场情况
该冷凝器为立式,管壳式,其顶部为水箱,冷却水从水箱流入,经由换热管流至下方储水池,再经抽水泵将水抽至顶部水箱,如此循环。壳程内介质为氨,水在循环过程中将氨的热量带走。示意图见图1。
在水箱邻近,筒体外表大部分被厚厚一层铁锈覆盖,兴起的多个铁锈包出现溃疡状散布。将表层的铁锈铲除后可见筒体外表存在多个腐蚀坑。安全阀、压力表均在校验有用期内,压力表压力显现正常,因此可排除筒体腐蚀坑走漏的可能性,见图2。
现场可闻到冲鼻的氨气气味,经仔细观察,腐蚀区域接近冷凝器的安全阀、压力表接口,用PH试纸测试发现,安全阀及压力表的接口处均会使试纸变色,其余当地则无变色反应。因此可推断氨气是从安全阀及压力表的接口处走漏出来的,见图3。
顶部水箱盖板已破损,仅剩不到一半残余,水箱中的水不断溅起至腐蚀区域处,筒体外壁防腐层破损严峻,水顺着筒壁一直流至筒体下方。
3原因剖析
3.1筒体生锈原因剖析
冷凝器顶部水箱挡板破损,水长时间喷溅至上筒体外外表,且该区域防腐层大部分掉落,运用单位保养认识薄弱,没有及时修补防腐层,使母材直接暴露在湿润的环境下。在湿润的空气中,钢铁外表吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的H+和OH-,还溶解了氧气,结果在钢铁外表构成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳刚好构成很多细小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极,铁失去电子而被氧化,终究构成氧化铁,即铁锈:
一块铁彻底生锈后,体积可胀大8倍。如果铁锈不除去,这海绵状的铁锈特别简单吸收水分,铁也就烂得更快了。
3.2安全附件接口密封面走漏
从图3中可看出,该安全阀明显通过暴力拆开,管口接管已变形,拆装后密封面无法彻底密封,使氨走漏到空气中,而吸附在筒体外外表的水吸收空气中的氨气成份后,水溶液变成氨水溶液,具有必定的腐蚀性,加重了腐蚀程度。
氨水能腐蚀金属有三个原因:一是金属与金属离子存在双电平衡;二是氨分子能够与许多金属离子构成稳定的配离子;三是大气中含有大量的氧分子。
具体地说,是因为氨能够与许多金属离子构成比较稳定的配离子,所以会使金属离子与金属单质之间的标准电极电势降低,从而使金属更简单被氧化而发作腐蚀现象。氨水对金属的的腐蚀效果中,氨分子本身没有发作氧化还原反应,真正腐蚀金属的是大气中的氧分子,NH3只是介质,其效果是使得腐蚀更简单进行。这与液氨对金属的腐蚀有着实质的区别。
4问题处理
4.1强度校核
将铁锈铲除后,对壁厚减薄部位进行超声波测厚,测得最薄处厚度为6.1mm。依据《TSGR7001-2013压力容器定时查验规则》规定,腐蚀深度超过腐蚀裕量、应当进行强度校核,经查阅材料得到校核所需的参数,见表2
查阅前次全面查验报告可知,前次实测筒体最小壁厚为7.8mm,3年实际减薄量为1.7mm,剩下壁厚按照实测最小值减去至下次查验日期的腐蚀量,作为强度校核的壁厚。因此腐蚀裕量取1.7mm。
由此可见,剩下壁厚小于壁厚答应最小值,该容器壁厚不符合安全运用要求。
4.2改造修理方案剖析
该容器腐蚀减薄区域所剩下壁厚已无法满足安全运用要求,主张运用单位将该区域筒体切开去除后再回补。这种修理方案成本低,时间短,冷库安装可是切开时易损伤到内部换热管,且因为换热管的存在,焊接后无法进行射线检测。
考虑到该容器已投用8年多,部件老化较为严峻,换热效果降低明显。即使修理成功,持续运用仍存在安全隐患。运用单位从安全、经济的视点考虑,终究决定将该容器撤除,更换为蒸发式冷凝器。
5结论
为进步冷凝器运用寿命,确保企业出产安全,通过对该容器腐蚀走漏的问题剖析,我们能够得出以下几点结论:
1)运用单位应加强运用办理,树立办理准则,由持证人员担任定时对冷凝器进行检查,有遇到防腐层破损、掉落现象的,应及时修补防腐层,及时消除锈蚀可能。
2)树立安全操作规程,在拆装安全附件时,不宜暴力拆开,以免损伤到密封面。
3)树立巡查准则,关于有漏氨现象的,应高度重视,剖析问题,查找原因,及时处理。不该置之脑后,使小问题严峻化。
参考文献
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