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              閥門內漏的聲學在線檢測

              作者: 來源: 日期:2020/6/13 9:23:11 

                    大慶油田地面設施及設備的承壓閥門因磨損、腐蝕或其他原因已出現內漏。由于內漏很難發現,部分故障閥門沒有得到及時更換,影響了生產并存在安全隱患。因此,閥門在線檢測技術越來越受到人們的關注,目前的核心技術是利用聲發射技術在線檢測石油、石化、電廠等行業各種閥門的泄漏。

                

                    1聲發射檢漏的基本原理

                

                    (1)聲發射信號及其表征參數

                

                    任何金屬材料、構件在外力或內力作用下發生摩擦、裂紋或塑性變形時,以彈性波的形式釋放出應變能的現象,稱為聲發射。當聲發射波在有限介質中傳播時,遇到界面會發生折射和反射,并且在固體表面轉換為表面波以很高的速度沿表面傳播。這些來自聲發射源(即故障點)的聲發射波具有源的特征信息,利用這些信息可以反映出構件的故障與缺陷情況。表征聲發射信號的參數有聲發射率、幅度與幅度分布及能量。

                

                    (2)閥門發生內漏時聲發射信號的特點

                

                    當閥門的嚴密性較差時,總有少量流體經過閥門的縫隙噴射而出,產生高速射流,此高速流體對管壁產生沖擊而激發彈性波,即聲發射。它屬于連續型聲發射信號,類似于白噪聲,其頻率在30~50kHz。

                

                    閥門泄漏時產生的聲發射信號的特點:1泄漏所激發的聲發射波是連續型的;2泄漏產生的聲發射信號比較強,且其幅度大小與泄漏速率成正比,與信號的均方根值成正比。

                

                    根據泄漏所產生的聲發射信號的特點,表征參數采用聲發射率和能量,它能獲得更豐富的聲發射信號數據,為故障識別提供更充分的依據。

                

                    2超聲波檢測儀的現場應用

                

                    (1)檢測儀簡介

                

                    當泄漏產生的聲發射波傳到傳感器時,由傳感器將聲發射波轉換為電壓信號沿導線傳輸到檢測儀,前置放大器的作用是放大傳感器送來的信號,濾波器的作用是提高信噪比,門檻電路的作用是剔除背景噪聲。微處理器對信號進行計算、分析、判斷,當閥門無泄漏時,顯示屏的讀數為0;若有泄漏,則顯示值隨泄漏程度而變化,泄漏越大,數值也越大。泄漏產生的聲發射信號中的音頻成分經過處理后送到耳機,耳機用于收聽泄漏時的聲音。當閥門泄漏時,由耳機可以聽到聲強不同的聲音,根據聽到的聲音強弱也可以判斷泄漏的程度。

                

                    (2)閥門嚴密性檢驗

                

                    用超聲波檢測儀檢測閥門高壓系統時,通常采用比較讀數來確定是否泄漏:第一步,接觸上游側,降低靈敏度,把其他聲音降至最??;第二步,接觸閥座及下游側;第三步,比較聲音的差異,如果閥門泄漏,閥座或下游側的聲振強度等于或大于上游側的聲音強度。

                

                    在檢測低噪聲系統時,接觸閥門下游,采用選頻方式至能清楚聽到液流聲,根據讀數大小判斷是否泄漏及泄漏狀況。

                

                    采用四點比較法檢測下游干擾時,這些干擾有時很大,可以傳播到需要檢測的區域,導致閥門泄漏的錯誤指示。四點法包括:選擇上游的兩個等距離點A點和B點,再選擇下游的兩個等距離點C點和D點。將A點和B點的信號強度與C點和D點的信號強度進行比較,如果C點高于A點和B點,說明閥門存在泄漏;如果D點高于C點,說明聲音是從下游的其他點傳來的。

                

                    當氣體、液體在管路中泄漏時,由于摩擦而產生超聲波。SONAPHONEE可以接收到超聲波信號,并將超聲波信號轉換成電信號顯示在顯示屏上。同時又將聲發射信號處理為可聽到的聲音傳送到耳麥,并且可以通過紅外線界面傳送到PC機上。

                

                    3結語

                

                    (1)應用聲發射技術對閥門(如摻水閥、氣閥組旁通閥)進行嚴密性檢測,可保證安全生產和能耗控制的準確性。

                

                    (2)對老區改造中更換的閥門進行檢測,可為立項決策提供依據,并降低了改造費用。

                

                    (3)超聲波檢測技術可以實現閥門在線檢測,操作簡單,動態快速,數據直觀。目前該檢測設備只能定性確定閥門內是否存在泄漏。


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