阿里玛斯·阿里木 陈思宇
新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆 830000
摘要:大容积储气瓶组(以下简称瓶组)是压缩天然气加气站内的高压储气设备,属于第三类高压容器。本文讨论了压缩天然站用储气瓶式容器组检验中的常见问题与处理方法。
关键词:储气瓶;瓶口内螺纹渗透检测;声发射噪声源分辨
引言
考虑到瓶组在CNG加气站应用的广泛性和其失效后果的严重性,本文通过以下几个对其定期检验中常见问题与处理的讨论,对以后瓶组更合理的实施定期检验具有指导意义。
1.瓶组检验所依据规范的选择
(1)根据市场监督管理总局办公厅文件市监特[2018]26号文件规定,按照气瓶设计制造的瓶组依据上述团体标准进行定期检验有了明确的法规依据,且该团体标准内规定瓶组定期检验分为进站检验与现场检验,瓶组一般固定安装与CNG加气站内,故现场检验更适合实际情况。现场检验项目有资料审查、瓶体检验(包括内外部宏观检查、壁厚测定、渗透检测、耐压试验、声发射检测、硬度检测)、附件检验、整体气密性试验。
(2)市监特[2018]26号文件并未提及按照固定式压力容器设计与制造的瓶组依据哪一规范进行定期检验,按固定是压力容器设计制造的瓶组属于第三类高压容器,其定期检验应依据《固定式压力容器安全技术监察规程》来确定检验项目,根据该规程,表面缺陷及埋藏缺陷的检测要求不适用于瓶组检测。
2.资料审查发现问题及处理
根据自己实际检验经验,资料审查常见有瓶组未办理特种设备使用登记证、未按规范标准的要求按时进行年度或月度检查、瓶组资料丢失等。还有一特殊案例,一使用单位自行从气瓶生产厂家购买了几只大容积无缝气瓶,未经有设计资质的单位设计、未经检验机构监督检验,私自将气瓶组装成了大容积瓶式容器组,属于严重的违法行为。上述一般问题如:未按规范要求按时进行年度或月度检查,瓶组资料丢失等属于使用单位管理缺陷,应督促其限期整改,并积极给使用单位宣传特种设备安全知识帮助其提升管理水平;上述严重问题如:未办理特种设备使用登记证、私自组装瓶组应责令使用单位立即停车整改并将问题以检验意见通知书的形式上报上级监察部门。
3.宏观检验中常遇到的问题及处理
(1)以本人实际检验为例,宏观检验发现问题较少,仅有局部轻微机械损伤,需要打磨圆滑过渡即可。
(2)实际检验中有个别端塞无法拆卸,无法严格按要求对瓶口内螺纹、端塞外螺纹是否存在裂纹、腐蚀、磨损及其他损伤进行检验,该类型问题需要严格执行检验检测方法偏移的批准程序。
(3)通过在实际检验中不断总结发现,瓶组内表面宏观检查时,检验人员在一侧用强光手电照明,在另一侧进行检查,检查效果比较理想,然而遇到端塞无法拆卸的情况时,在同一侧照明并观察效果不佳,需要附加内窥镜进行内表面宏观检查,正常瓶组长10米左右,现阶段内窥镜还未很好的实现定位及缺陷大小定量,检测时并不能实现内表面百分之百检测到,在实际应用中也是困难重重,应加强内窥镜实用性研究,增加卡爬行支架并能精确定位,对缺陷尺寸较准确测量。
4.表面检测发现问题及处理
(1)在声发射检测时,若发现需要复验的声发射定位源,表面缺陷一般使用磁粉检测,内部缺陷一般使用超声波检测。以本人检验经验来说,还未发现超标内部缺陷,多次检测发现表面裂纹,经打磨消除并复检合格。例如,对于瓶肩部位在磁粉检测中发现的裂纹,长度较长,约400,长,但通过后续制造厂家对缺陷的消除结果可知,裂纹深度较浅,打磨最深处约1mm。
(2)根据要求,现场检验时有两点困难,其一,实际检测中发现,瓶颈内表面根本检测不到,如果未检测到瓶颈内表面是否属于漏检,规范应根据实际情况及时进行修订;其二,瓶口内螺纹渗透检测时,清洗到什么程度不好掌握,清洗不彻底,显像后观察十分困难,红红一片难以分辨是否有缺陷,清洗过渡,缺陷也无法准确发现。对于无法实现检测的部位应该修订规范,做出相应删减;瓶口内螺纹渗透检测应加强检测人员经验积累,严格按规范标准操作程序进行检测。
5.瓶组声发射检测适宜性讨论、噪声源分辨及遇到的问题
5.1瓶组声发射检测适宜性讨论
声发射检测是通过采集、记录、显示并分析设备加载过程中信号,来判断设备是否存在活性缺陷(在加载条件下能够扩展的缺陷)的检测手段,从其检测原理可知,声发射检测是更为有效和更为科学的检测手段。然而,学习过声发射检测技术的人员都深知,声发射检测的最大难度在于如何将有用的声发射信号与噪声信号区分开来,瓶组由多只大容积无缝气瓶组合而成,结构相对简单,检测过程中由非缺陷引起的噪声信号较少,定位较准确,且瓶组使用环境噪声干扰较少,因此,声发射在瓶组的定期检验中得到了有效的应用于推广。
5.2瓶组声发射检测常见噪声源辨识
(1)电磁噪声有前置放大器噪声与地回路噪声,前置放大器噪声属于检测仪器自身噪声因素,可通过仪器调试时,通过与被检测瓶组接通与断开、以及更换前置放大器来识别和排除,若仪器性能确实调差,反复调试仍达不到检测要求,那么就需要升级仪器配置;地回路噪声可通过良好的接地措施加以排除,如仔细检查接地导线是否完好,并分别与仪器接地端口及瓶组接地扁铁可靠连接。
(2)瓶组声发射检测机械噪声,本人实际检测中遇到的机械噪声多为流体噪声,以下两种情况可引起流体噪声。其一,加载速度太快,瓶组容积较小,加载速度太快引起介质高速流动产生噪声信号,可通过调整加载速度进行识别,当降低加载速度后噪声信号会大幅度减少或消失,因此,瓶组声发射检测过程中应严格执行声发射检测标准的规定,即升压速度一般应不大于0.5MPa。其二,在加载过程中出现介质不连续泄漏,此时会产生大量声发射定位信号,应停止加载,在产生定位源周围仔细检查,发现有漏点后,泄压并进行加固后重新加载,噪声信号基本消失。
5.3瓶组声发射检测中经常会遇到的问题
声发射检测结果的判定,即声发射定位源是否需要用其他无损检测方法进行复验,需要分析其活性并计算其强度,通过活性与强度综合判断来决定。通过声发射检测标准得知,声发射定位源综合分级为III级、IU级的以及部分II级的需要用其他无损检测方法进行复验。
瓶组所用气瓶长度与半径之比较大,依据标准规定宜用线定位进行声发射检测,而线定位只能在轴向方向对所采集定位源给出确定位置,在周向无法实现定位,这要求用其他无损检测方法复验时,在确定的轴向定位范围内的全部周向区域都要进行复验。然而,在实际检测中,由于多只气瓶的安装位置已固定且存在相互遮挡部位、气瓶与安装支架环向遮挡区域等,并不能使需要复验的区域实现100%的复验,存在复验不到的部位,这使得检测结果存在安全安全隐患,也给检验人员执行检验标准带来困惑。
6.气密性试验压力的确定及允许工作压力
通过实际检验时询问使用单位得知,瓶组实际工作压力远不到其额定工作压力25MPa,如多各加气站瓶组工作压力限定在22MPa,压缩机出口压力设定为22MPa,定期检验时气密性试验压力只能做到22MPa,个人建议,应将此类瓶组允许工作压力按实际气密性试验压力来限定,若使用单位需要调高允许工作压力,应重新进行气密性试验,检查合格后按试验压力调整其允许工作压力。
结语
通过对瓶组定期检验中常见问题及处理的讨论、瓶组定期检验规范的适宜性讨论,给今后更好的完成瓶组定期检验积累了经验。
参考文献
[1]赵学宏,徐红.浅谈固定式压力容器改造中设备利旧的设计[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(13):27-28.