摘要 ：当今，随着我国国民生活水平的不断提高，冷链食品加工、储存及运输行业快速发展，对于制冷及储冷的需求也快速提高 ；在制冷技术中，由于氨作为冷媒的制冷装置，制冷效率高，运行成本低，制冷技术有近百年历史，工艺成熟，相较于氟利昂制冷装置，对大气层无损害，更为环保。虽然现如今有R507 和 R404A 等更为环保的制冷剂，但是氨作为制冷剂在制冷行业中仍有较大基数。由于氨具有可燃性，易爆且有毒，冷库专业技术人员稀缺，操作人员职业素质普遍不高，安全培训工作仍待提高。氨制冷系统压力容器及压力管道大部分属于特种设备，有较高的操作和检查要求。基于此，加强制冷操作人员的操作水平、检验巡查水平以及事故发生应急处置水平就变得极为重要。

1、氨制冷系统压力容器的化学腐蚀

按照目前市场及工业生产中使用或涉及到的制冷系统运行现状来看，时下大部分氨制冷系统都是以氨作为制冷剂且以水作为吸收剂的。一般来说，这样的制冷系统钢材不易受腐蚀影响，即使有，影响也很小，所以接触制冷剂一侧的容器及管壁表面也不容易受到腐蚀。假如在使用时间较长的情况下，主容器外部的金属材料很容易出现电化学反应问题，如此便会引起腐蚀问题的出现。对于氨制冷系统而言，其压力容器在相对湿度低于 70% 大气条件下时，比较容易引发化学腐蚀问题。常态大气条件环境下，在金属氧化热力学原理的基础上，会氧化氨制冷系统压力容器使用的金属材料，但此类氧化对压力容器腐蚀问题影响不会很大，其主要影响因素还是周围环境。氨制冷系统压力容器之所以会在大气条件下产生电化腐蚀问题，究其原因在于，设备表面比较容易生成水膜，继而生成腐蚀电磁场，而在相对湿度接近 100% 时，便会出现露水或者雨水天气，受到天气因素影响，不管是露水或是雨水只要滴落至金属表面均会形成水膜，但如果在相对湿度低于 100% 时，根本达不到结露或结雨的条件，则在发生化学凝聚或毛细凝聚时就会形成水膜 [1]。

潮湿的环境或水也是导致氨制冷系统压力容器出现电化学腐蚀问题的一大原因，鉴于受到设备各个部位温度及其金属材料中化学成分差异影响的缘故，在制作压力容器时往往会很容易导致一定的各部位应力不均的问题出现，另外又因为一定程度上破坏了设备表层的保护膜的缘故，这样就很容易使设备自身形成一个腐蚀电磁场。假如在氨制冷系统压力容器和压力管道表面出现了水膜，则一般会溶解掉定量的 CO2、SO2，继而生成电解质溶液，且此时也会因为液膜表面积比较大而在达到溶解条件要求的情况下，使氧始终处于饱和状态，在这种条件下就会与金属表面相互作用，与此同时，由于金属表面电化学处于不均状态，容易生成各种腐蚀电磁场，最后造成电化学腐蚀。

2 、氨对钢制压力容器的应力腐蚀

日常人们呼吸的空气当中富含 O2、CO2、N2，而此一系列因素容易加速罐壁被液氨腐蚀的速度。假如在气相或者液相中，由 O2、N2、氨以及低合金钢、碳钢共同建构形成了一个应力腐蚀环境，会导致出现应力腐蚀现象，具体其腐蚀原理过程可以概括为 ：液氨当中富含 O2，而钢表面会将这些氧气所吸附，从而生成氧化膜。介时材料会因受到拉力作用影响而发生应变，继而破坏氧化膜，紧接着暴露出来的具备氧化膜的金属表面或新表面便会生成一个微电磁场，以使加速溶解，介于无其他介质条件参与的情况下，O2 会附着在裸露的金属表面，并且同时生成氧化膜，这样就对应力腐蚀作用起到了一定的约束和限制作用。然而假如 N2 始终都存在于液体氨中，此时 N2 与 O2 都会相继出现表面竞争的问题，此在某种程度上提高了钢的应力腐蚀断裂敏感性。在应力腐蚀条件作用下，前述所有条件均属必备条件，CO2 会使加速反应，并且严重腐蚀碳钢，最终导致压力容器腐蚀裂纹现象出现。

3、氨液成分研究

通常来说，无水液氨不会对钢产生太大的腐蚀，但液氨在通过压缩机压缩冷凝以后会生成一些冷冻油，这些冷冻油会附着于容器及管道内壁，此会对储存液氨的容器造成一定程度的破坏。在充装排料或检验时，容器及管路很容易被空气所污染，而在液氨当中则会提升碳钢以及低合金钢的应力腐蚀敏感性。

影响抗应力腐蚀性能的因素可分为很多种，如温度、力学性能、液氨纯度、钢的化学成分等。对于钢制压力容器来说，它的工作温度和它所对应的应力腐蚀存在极为密切的关系，同时钢含碳量及强硬度均和它的破裂敏感性之间存在一种正相关关系。所以必须要合理控制氨液中的水分、油和氧的含量，这样更有助于降低应力腐蚀问题发生的几率。

4、氨制冷压力容器及压力管道的检查重点及措施

压力容器及压力管道作为氨在制冷系统中的主要输送及储存载体，直接与操作人员接触，且有较高的运行压力，应制定科学详细的检查计划，明确检查措施，重点应采取以下检查措施 ：

4.1 检查制冷压缩机、泵的进、出口部位

压缩机是制冷系统内的主要压力来源。目前制冷系统内采用的压缩机主要有活塞式和螺杆式两种制冷压缩机型式。两种型式压缩机在运行时都存在转速高、震动大的特点，如安装设计不合理会导致密封不严，从而导致氨泄漏的危险。在压缩机进、出口位置一般通过法兰连接或焊接方式与管道相连。在压力及温度高的运行环境下，随着振动，一般会产生管道焊接位置泄漏和法兰连接间隙泄漏两种方式。

管道焊接位置产生的泄漏的主要原因为制冷压缩机与管道系统的施工多为现场作业，焊接施工时，人员、天气等不可控因素较多，现场管理不善，焊缝内可能会产生气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等焊接缺陷，如果缺陷未能及时发现并消除，运行时则会导致力的集中，引起焊缝开裂，导致氨泄漏。法兰连接间隙泄漏的原因主要有 ：

（1）螺栓安装施工时紧固力不统一，螺栓未完全安装 ；长时间运行后，密封垫片老化松动，法兰出现腐蚀变形 ；

（2）设计安装不合理导致力的传输不均匀，震动过大，未设计减震措施，致使螺栓松动 ；

（3）压缩机进气口和排气口在运行时会伴随较大的温差变化和压力变化，螺栓长时间承受疲劳载荷，会造成螺栓体积变化导致严密性降低 ；

（4）由于氨对铜、锌都具有腐蚀性，如果法兰或密封垫片设计安装时，材质选择不当会造成腐蚀异常，导致泄漏。为消除事故隐患，及时发现泄漏位置，操作人员在日常检查时，要对连接部位进行目视检查，查看是否存在腐蚀异常 ；可以在压缩口进、出口连接位置用漏氨测试试纸检查是否有氨泄漏 ；由于氨易挥发，可通过氨泄漏检测仪测定空气中氨浓度，检查氨是否泄漏；用放大镜对焊接位置进行宏观检查，观察是否有裂纹产生，也可以采用渗透检测或磁粉检测等无损检测方式对焊缝进行检测。

4.2 阀门及阀门连接位置

阀门是控制制冷剂流速、流量及制冷设备是否运行的关键装置，在氨制冷系统中起关键作用 ；阀门出现泄漏主要有阀门内漏和阀门外漏两种形式。阀门的内漏指的是阀门紧闭不严，阀门关闭后仍有部分氨气或者氨液通过阀门在制冷系统中流动 ；阀门的外漏指的是氨气或者氨液泄漏到阀门外部环境中。前者对制冷装置运行有很大伤害，影响制冷效率，产生事故隐患 ；后者则直接影响操作环境和操作人员的安全。

阀门的泄漏主要有以下原因 ：

（1）阀门制造存在原始缺陷，在阀门生产铸造过程中阀门成型后存在沙眼、疏松等缺陷引起的；

（2）阀门的选型错误，阀门分为截止阀、调节阀、分配阀、止回阀等多种阀门型式，在安装时应严格按照设计要求选择阀门类型，严禁选择含铜、锌材料阀门，应选择氨制冷

专用阀门 ；

（3）阀门前端和后端往往存在较大压力差和温度差，阀门阀体长时间运行会出现轴心松动，导致气密性下降，从而引发泄漏 ；

（4）管道系统中的油污容易腐蚀法兰间的橡胶垫圈，造成垫圈老化而导致氨气泄漏。

为防止事故发生，施工单位应在阀门安装前应严格按照施工规范对阀门进行强度试验和气密性试验，排除存在缺陷的阀门 ；法兰安装时应选择金属垫片，避免橡胶垫圈老化造成泄漏 ；操作人员在日常检查时，可通过对阀体表面及连接位置进行宏观检测及氨泄漏试纸检测或氨气检测仪表检测，检查阀门是否存在外漏 ；可通过监控制冷系统的压力、液位、温度等数据的变化，来判断阀门是否存在内漏，操作人员应及时记录运行数据，出现数据异常及时上报管理人员。

4.3 支吊架易损部位及附近的管道组成件和焊接接头

管道支吊架的主要作用是支承管道及附属管件，并承载管道运行时所承受的应力，保持管道稳定，增加管道支承强度，减缓介质冲击、压缩机振动引起的管道振动，控制系统热氨溶霜和高温高压氨气运转导致的管道热位移的大小和方向，维持管道和连接装置的安全运行。

支吊架失效会导致支撑部位承受额外附加应力，在应力集中部位出现断裂等损伤。支吊架失效主要有以下原因 ：

（1）设计计算考虑不足，支吊架位置及数量设计不当，造成局部应力集中 ；

（2）安装时材质选择不当，支吊架强度不够，在极端情况下造成支吊架断裂 ；

（3）未经安装调试，应力没有得到释放，管道运行后支吊架缺少维护与检查，长时间运行后造成支吊架损坏。操作人员在日常检查时，应对管道系统支吊架进行结构检查，若发现存在失效的支吊架应及时更换修复或调整，支吊架防腐层破损后应及时修复，并对附近的管道组成件连接位置和焊接接头位置进行氨泄漏试纸检测或氨气检测仪表检测，检查是否有氨泄漏。

5、氨制冷压力容器及压力管道的氨泄漏应急处理措施

氨系统本身较为复杂，管道与管道之间，管道与设备之间连接部位多，运行压力大，多泄漏点的特点，容器和管道也多露天放置，易受外力损伤，氨泄漏事故时有发生 ；氨制冷企业应建立健全氨泄漏事故应急预案，定期进行事故处置演练 ；同时对氨制冷系统操作人员及安全管理人员提出更高要求，对氨泄漏造成的人员中毒，泄漏处置等措施都应熟悉掌握，定期进行人员培训。

5.1 人员中毒处置

氨接触人体主要通过呼吸吸入和皮肤接触两种途径。氨本身具有刺激性，但现场人员长时间接触后，会降低对氨的敏感度，对少量的氨泄漏无法察觉。轻度吸入会造成接触者咽炎、气管炎等呼吸疾病，急性吸入会对接触者呼吸道造成灼伤，严重吸入会造成接触者窒息。当皮肤接触时，会造成接触者疼痛感，接触部位受到腐蚀，对皮肤深层组织造成破坏。当人体接触氨时，应将接触者移除氨泄漏区域，清除接触的衣物，对接触的皮肤用清水进行冲洗 ；对呼吸吸入患者应供给新鲜湿化空气或者氧气，对窒息人员进行心肺复苏，尽快送医。

5.2 泄漏处置

当发生少量氨泄漏时，应将可能会接触到的人员进行撤离，划定隔离区域，应急处置人员应佩戴呼吸器，在确定安全的前提下对泄漏部位进行封堵，加强通风，防止氨气聚集。当发生大量泄漏时，要立即向企业安全管理人员和企业主要负责人报告，疏散区域内人员，立即向辖区内应急管理部门报告，拨打火警电话。消除附近火源，用雾化水抑制氨气泄漏，应急处置人员穿戴全身防护服及呼吸设备，在确定安全的前提下对泄漏位置进行封堵。同时应检查下水道等可能引起氨聚集的空间，对污染物进行隔离稀释，防止发生二次伤害。

6 结语

综上所述，氨制冷系统压力容器及压力管道检查及事故发生应急处置对冷库安全运行有着至关重要的作用，涉及到人民群众的生命安全以及财产安全。因此要以科学、严谨的措施开展氨制冷系统压力容器及压力管道检查工作，消除事故隐患 ；建立健全安全应急预案，定期进行安全事故处置演练，在事故发生时，减少不必要的损失。