论述小型制冷设备的检验

论述小型制冷设备的检验

郑国根

广东星星制冷设备有限公司 广东佛山 528133

摘要：随着生活水平的提高，商用冷柜已经成为人们的生活必备。人们对商用冷柜的分类越来越细，储存食物的要求越来越高，且温度精确的要求越来越高。面向超市、酒店等大型机构的冷藏冷冻设备除在体积和规模上比家用冰箱做的更大以外，其类型和结构也有较大区别，相对来说商用冷柜的种类更多。本文主要针对小型制冷设备使用的现状以及检验情况进行分析，并对此给出了合理的建议。

关键词：小型；制冷设备；检验

1.小型制冷设备系统概述

氨是一种天然制冷剂，在制冷技术发展中发挥着巨大的作用，因为氨的制取比较容易，而且价格低廉，具有非常好的热力学性能，很早就作为制冷剂使用。氨是一种自然工质，消耗臭氧潜能值为零，全球变暖潜能值也接近于零，而且相比其他自然工质具有非常好的热物性，所以在很多冷库中都得到了应用。使用氨制冷剂具有较高的密度，但是汽化潜比较高；由于氨的临界温度比较高，因此氨制冷剂可以在冷库等制冷系统中使用；系统运转时，氨制冷剂的声速较高，气体的内部阻力比较小，不容易出现冰堵，适合在小型制冷系统中使用。

小型氨制冷装置是冷库的主要制冷设备，其中贮氨器的容积在5立方米以内，制冷容器的总容积一般不大于10立方米，装置中包括冷凝器、液氨分离器、中间冷却器、油分离器、集油器、低温循环筒等等。小型氨制冷设备的危害远低于大型氨制冷设备，所以小型氨制冷装置可以在不停机的情况下检验。

2.小型制冷设备检验流程检验内容

2.1检验前的准备工作

使用单位和相关辅助单位应做好停机后的各项安全检查及符合性条件确认工作。其中针对不停机检验的小型制冷压力容器还应提供上个周期氨液充装时间与充装记录，并提供氨液成分检测记录告或进行现场环境氨浓度检测，确保现场环境氨浓度不得超过国家相应标准允许值（20mg/m3）。

2.2检验项目和方法

小型制冷机组压力容器定期检验原则上应按TSG21—2016规程中的要求执行。但鉴于该设备具有特殊性，可以在系统不停机的情况下进行检查。检验项目包括系统资料审查、设备宏观检验、介质成分检查、主要受压部件壁厚测量、高压侧压力容器外表面无损检测。必要时，可增加声发射试验、埋藏缺陷检测、材料分析、强度校核、压力试验等检验项目。

2.3宏观检验

宏观检验主要采用目视检查方法（必要时可采用相应辅助设备）检验压力容器设备本体结构、外形几何尺寸、设备表面状态情况，确保焊缝外观质量、隔热层、保冷层完好。

2.3.1外观检验

压力管道、压力容器受到腐蚀作用后，表面会产生明显的缺陷，能够直接通过肉眼识别，比如可以通过外观检验确定腐蚀凹坑深度、轴向长度、咬边情况等内容，着重观察焊缝位置，避免在焊缝位置出现腐蚀泄漏情况。管道的阀门、法兰也是管道系统性能的关键，很多管道的阀门和法兰经过长期使用之后可能会受到严重腐蚀，会产生比较严重的泄漏情况，对系统的性能和安全性会造成不良影响。

2.3.2管道壁厚测定

测量管道壁厚可以确定管道的安全风险，确定管道的性能。对压力管道中的弯头和三通等管件进行壁厚测定，确定管道的厚度，可以分析管道是否存在安全风险。如果发现某处管道壁厚明显减薄，证明该位置受到了比较严重的腐蚀。需要进一步观察制冷系统运行过程中的工况，分析是否存在使用错误或者安装问题，分析管道受到腐蚀的原因。

2.4材料及周期

主要受压元件材质不明的，应按照TSG21—2016规程要求进行分析。对于低压侧压力容器，未能查明材质的，也可以参照Q235A进行强度校核。安全状况等级为1，2，3级的，检验结论为符合要求，可以继续使用，一般每3年进行1次定期检验；安全状况等级为4，5级的，检验周期应按TSG21—2016规程要求执行。

3.无损检测

小型制冷装置中高压部分压力容器主要包括冷凝器、贮氨器、氨油分离器、集油器等，对该部分的压力容器应当进行外表面无损检测抽查，对应力集中部位、变形部位、有怀疑的焊接接头、补焊区、工卡具焊迹、电弧损伤处和易产生裂纹部位应当重点检测。

小型制冷装置中低压部分压力容器主要包括中间冷却器、氨液分离器、低压循环贮液桶及低压排液桶等，该部分压力容器有以下情况之一的，应当进行声发射检测或者外表面无损检测抽查：（1）高压侧压力容器；（2）使用达到设计使用年限（未规定设计使用年限，但使用超过20a的视为达到设计使用年限）的低压侧压力容器；（3）氨液成分分析不符合NB/T47012—2010标准要求的压力容器。

有以下情况之一的，应当采用超声检测方法进行埋藏缺陷检测，必要时进行开罐检测：（1）检验时发现存在表面缺陷的压力容器，认为需要进行焊缝埋藏缺陷检测的；（2）系统内高压侧设备中的液氨成分未分析或者分析结果不符合NB/T47012—2010标准要求的；（3）按照《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》，需要对声发射源进行复验的；（4）使用过程中补焊过的部位。

4.影响商用冷柜能效的一些问题

首先冷柜间室温度应满足相关性能标准的要求，不仅要满足设计环境条件下的要求，也要满足能效试验环境条件下的要求。温度达不到性能标准中相应温度等级的要求，不能进行能效等级的评定。目前我国冷柜存在的主要问题有：（1）蒸发温度过低，制冷系统COP低；（2）柜内温度分布过大，只能降低能效等级；（3）柜内个别温度点不达标，不能入围；（4）直接电能消耗大，如照明灯，防凝露加热。（5）风幕组织不好，不利于柜内温度的均匀。冷柜风幕速度过小或过大，均会影响柜内温度。（6）夜帘配置不合理，缝隙过大，会导致柜内温度个别点，在拉上夜帘后，温度持续上升，且涨幅较大，严重影响柜内温度的达标情况。（7）控温点位置配置不合理。有某些中温柜，拉上夜帘后，影响了风速组织，导致某些温度点过低，冻结。故应合理调配出风口，选取合适的控温点位置。（8）灯光和防凝露发热原件位置的影响。日光灯的两端会影响柜内的试验温度，还会导致耗电量增加，极大的影响冷柜能耗，故应采用LED灯，并进行合理布局照明。防凝露发热元件也会导致柜内温度能耗过大，故应采用自动控制，或采取回气加热方式，合理解决冷柜凝露问题。（9）冷柜蒸发器配置不合理。蒸发面积过小，导致柜内温差较大；结霜严重，除霜时间过长，导致柜内温度上升过快，从而影响柜内温度。应利用专业软件，合理的模拟陈列柜内的气体流场、温度场等进行模拟，通过分析模拟结果可以对蒸发器结构和蒸发器位置等进行合理设计，采用节能元器件，使柜内温度场分布均匀、蒸发器结霜均衡、制冷运行时间较长、融霜时间短、融霜次数少。

5.检验策略

为了保证检验质量和设备的安全运行，在定期检验中，应该针对一些常见损伤模式，采取有针对性的检验方法，更加全面细致的对设备进行检测，以确保检验质量和设备安全。比如重点检查保温层破损位置是否出现腐蚀情况，低压侧剩余壁厚的测定，埋藏缺陷检测等等，都应该使用抽样检查的方式，尤其要重点检查风险大、作业负荷大的管道。

常用的检测方法有目视检测，保温层损坏部位测厚检测，接管角焊缝部位表面无损检测，易积液积水的位置宏观检查等，必要时应加强重点部位的测厚检测。环境开裂主要发生在换热器的铜锌合金管束或者氨制冷装置中储氨器等设备。其针对性检验策略包括加强对换热管束的检测，储氨设备外壁的超声检测和内壁的磁粉检测，连接管道的焊缝表面检测。机械振动与机械疲劳的检验策略主要为定期检查管道支架和各类支吊架，查找设备振动、管道振动的部位，连接管道的焊缝表面检测。

参考文献：

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