氨制冷系统实施“压力管道”中一些问题的探讨

冷库建设随着科学技术的发展进步，各种规范制度建立健全，对其安全性要求越来越严格。一九九六年四

月、劳动部颁发了《压力管道安全管理与监察规定》的通知，二000年国家质量技术监督局和建设部有

发布了“工业全属管道设计规范”（GB50316-2000）,二00一年颁发的GB50072-2001《冷库设计规范》中

对制冷系统中使用管子作为强制性条文规定：“制冷系统的管子应采用无缝钢管、其质量应符合现行国家标

准《流体输送用无缝钢管》GB8163的要求，应根据管内的最低工作温度选用钢号；管道的设计压力应采用

2.5Mpa（表压）”。二00二年十二月二十六日上海市质量技术监督局在报刊上告示了压力管道设计、安

装单位资质，使冷库的设计和建设纳入了“压力管道”管理范围，现就二年来在氨制冷系统设计和施工方面

的实施谈些想法。由于制冷剂氨（NH3）为二级毒性的商品，当在蒸汽中容量达0.5-0.6%，就要使人致死，同时氨蒸汽在空气中含量达15.5-27%，遇明火就要爆炸。因此用于冷库中高、低压贮液桶、中冷器、油分离器等均属压力容器，各单位在购置这些容器时都能认真选择生产厂，捡查合格证，使用中进行检测，这在行业中已习以为常。劳动部颁发了《压力管道安全管理与监察规定》的通知，对在生产、生活中输送可能引起燃爆或中毒的危险性较大的管道称为压力管道，为特种设备，将压力管道的管理纳入了法制管理阶段。根据氨的毒性、及在冷库中工作压力，属工业管道GC2级中“输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质、且设计压力P<4.0Mpa的管道”。即设计和施工的单位必须取得GC2级的资格证书，才能从事氨为制冷剂冷库的设计和施工。并不是找个技术人员业余设计一下就可解决的。1冷库制冷管道以氨为制冷剂的冷库管道己定为GC2级的工业管道，固此冷库中氨的管道设计必须遵守GB50316-2000"工

业金属管道设计规范”中的条文。和以往氨制冷系统设计比较、应特别注意主要以下几方面。1.1制冷管道材质的选择制冷管道材质的选择与制冷剂的温度有关，以往在冷库中均用GB/T8163的10#或20#碳钢，执行了《工业金属管道设计规范》后，根据氨制冷剂的工作温度对照规范提供的金属管道“使用温度下限”来选择管道的材质。目前是：-19至150°C选用20#碳素无缝钢管；-29至150选用10#碳素无缝钢管（牌号GB/T8163）；-40至150C选用16Mn无缝钢管（牌号GB/T8163）；-50至150C选用09MnD（无牌号）低合金无缝钢管或者选用0Cr18Ni9（牌号GB4237）高合金（不锈钢材质的）无缝钢管。因此冷库设计规范中强制性条文中规定“制冷系统的管子应采用牌号为GB/T8163无缝钢管”，不能满足冷库建设的需要。1.2监察规定根据“监察规定”在管道中所有弯头、三通、变径均采用锻造件及轧制无缝管件，其材质选择也应根据使用

时制冷剂温度来确定，过去在冷库中使用鸭咀弯、裤档弯等人工特制管件不再使用。1.3管道表在设计中坛加了管道表等内容，它要对每一段制冷管道进行编号，汇总成表，在表中应表明设计条件、试验条件、管道等级、隔热数据、施工等级、压力管道类别等。并绘制管段表，管段平面、透视图，在这些文件中对管子、弯头、三通、大小头、管帽、仪表管嘴、法兰、螺栓/螺母、阀门、过滤器等均一一表明。在化工系统中，管道表是由从事工业管道专门技术人负责制定的。而在冷库设计中也要有制冷工艺设计者来完成，增加工作量是非在大的。1.4管道机械强度和刚度在设计中还应对管道机械强度和刚度进行计算，还应对管道支架类型进行选择，这些在化工系统中应有管

道机械工程师来计算，目前通过采用计算机软件计算或请专业单位来完成。1.5管道的焊缝探伤在设计中还应明确表明对管道应进行焊缝探伤的要求，温度高于-29°C、焊缝探伤不得少于5%,但为了保

准施工质量，一般在设计说明中要求不低于10-20%，高于GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规

范》的规定。对于温度低于-29C的管道，均应100%射线照相检验，其质量不得低于II级。2压力管道”的施工冷库氨制冷系统的管道作为特种设备“压力管道”来施工，由于《压力管道安全管理与监察规定》刚实施不

久，困难还是比较多的，尤其是在温度低于-40C系统中。2.1业主的职责首先是业主不理解该规定，尤其是执行了该监察规定后使冷库建设的投资坛加，因为目前市场上，16Mn

无缝钢管价格约是20#碳素无缝钢管的1.17倍，而高合金的无缝钢管是20#无缝钢管的5倍，16Mn和高

合金的无缝钢管的管件无现售的成品，需施工单位采购后送到加工厂定做。加工周期要一个月左右，因此

有些业主往往不报监，找支施工队安装了事，既可不安低温要求选择无缝钢管材质、又可不拍片和支付监

察费用。但对今后的使用留下了隐患，好似有只定时炸弹随时可能爆炸。2.2《工业金属管道设计规范》《工业金属管道设计规范》附录A表中对不同材质、牌号管道都标有使用温度下限，但《化工管道设计规

范》（HGJ8-87）中对低温用钢钢管最低试验温度要求比上述规范要求低，比如10号钢，当壁厚三8mm时，

最低温度为-40C,20号钢壁厚＜14mm时，最低温度为-30C。这个标准对制冷设备生产厂设计人员特别熟

悉，因此在市场投标中对选用钢管材质有些混乱，业主也弄不清楚。2.3冻结装置冷库氨制冷系统在冻结装置中，一般氨蒸发温度在-45以上。只有在贮藏金抡鱼等海鲜品冷库蒸发温度在-70C。从工业金属管道设计角度讲，-45C应选用09MnD低合金无缝钢管或0Crl8Ni9高合金无缝钢管。冻结间根据蒸发器大小，管径有七、八种，但09MnD或0Crl8Ni9无缝钢管市场上无货供应。冷库氨制冷系统施工周期一般三-四个月，如果想办法到钢厂去订货、取到管子后再去加工管件，那年那月才能实施？在施工中曾碰到一工程，冻结间温度为-35C，氨蒸发温度为-43C，买不到设计规定钢材，只能将库温、蒸发温度均提高5C，采用16Mn为材质钢材。以后在使用中又如何？不得而知。也许你要问，冻结装置本身是如何解决管材的？冻结装置不属压力容器、特种设备，它采用管材一般是10或20号钢。但冻结装置中采用-40C以下蒸发温度是普遍的情况，大量出现，希望有关部门能重视，组织力量妥善解。《工业金属管道设计规范》复盖面是比较广的，冷库氨制冷系统的管道涉及范围仅占其中一小部分，而冷

库在食品加工企业、流通领域内广泛应用，过去一贯是按《冷库设计规范》来作为氨制冷系统设计的依据

目前执行