引言:阀门泄漏始终是困扰企业的难题,如果阀门泄漏长期得不到妥善处置,就会造成诸如火灾,爆炸等严重的问题,对人员的生命安全与企业的经济都会造成严重损害,所以通过提升阀门的检测技术以实现对装置的长期稳定使用变得尤为重要。
1.常见的阀门泄漏检测技术
1.1加压检漏法
加压检漏法是当前各地对阀门泄漏进行检测时采用的主要方法,这项方法的原理在于向阀门内部充入具备一定压力的气体,通过仪器进行对这些气体的监测,依据这些气体泄漏的位置以及泄漏的速度就可以判断阀门内部是否存在泄漏以及泄漏的位置与泄漏严重程度,从而实现对阀门泄漏的检测。在实际的检测工作中,通常会使用气泡法,这种方法相较于其他方式较为简单,可以测出非常微小的泄漏,但缺点也较为明显,气泡法对工作人员的专业资质要求较高,由于气泡法检测阀门是否存在泄漏是有固定的时间段的,所以这要求工作人员在单位时间对气泡完成检测,如果出现少数等情况都会导致检测结果存在误差。另外,气泡法还需要拆卸阀门,这对于阀门的使用寿命非常不利,还会因检测导致停工。
1.2真空检测法
真空检测法是近些年新兴的检测方式,这种检测方法与加压检测法的检测方式正好相反,其原理在于将需要检测的阀门内部抽到真空,然后通过在阀门外部放入气体并通过仪器进行检测,如果阀门存在泄漏的情况,外部气体就会进入阀门内部,因此检测人员可以通过对气体的追踪分析掌握阀门泄漏的位置以及泄漏程度。真空检测法的好处在于对一些非常细微的泄漏也能够实现检测,在实际工作中,真空检测法的具体方式也有很多,例如氦质谱吸枪法、压降法、卤素检漏仪内探头法等方法,但由于真空检测法检测效率相对较低且设备昂贵,小型企业很少使用这种检测方式。
2.阀门泄漏检测技术应用要点
随着时代的不断发展,阀门泄漏的检测技术也在不断更新迭代,声发射技术就是阀门泄漏检测技术的一项新兴技术,这项技术近些年在管道、工业密封、航空航天密封等领域得到广泛应用。
2.1声发射的信号产生与分类
声发射阀门泄漏检测技术的原理并不复杂,研究发现在阀门泄漏的时候会产生一种特殊的声发射信号,这种发射信号与刀具磨损的信号表现较为相似,其本质是材料局部能量快速释放产生的弹性波,在早期声发射技术被广泛应用于断裂试验、疲劳试验等方面的试验上,但在实践过程中,很多材料发生泄漏或是结构损伤同样会释放声发射信号,所以声发射信号应用于阀门泄漏的探测就变为可能。在实际应用中,声发射波的信号会根据不同情况有着不同的频率范围,这个范围大多可以从几赫兹到几兆赫兹,通过仪器捕捉声发射信号再对其频率范围进行分析,就能够判断物体的具体情况,从而达到检测阀门泄漏的效果。
当前应用声发射信号进行阀门泄漏检测的技术,能够做到对正在运行的阀门进行现场检测,无须像其他检测技术一样停工后才能检测,声发射信号技术在检测时可以不影响企业的生产。此外声发射信号技术应用成本低,无须昂贵的专项设备,其操作难度也不高,对检测人员的专业水平要求较低,非常适合规模较小的企业应用,另外,声发射信号技术对环境的适应能力强,有些恶劣环境中,工作人员无须进入环境就可以开展利用声发射信号进行阀门泄漏的检测工作[1]。
需要注意的是,除开上述优点外,声发射信号对阀门泄漏进行检测这项技术还是存在一定的缺陷的,由于声发射信号的频率范围非常广,这就对传感器的要求较高,但当前比较主流的传感器很难接收到非常微弱的声发射信号,这就会导致有些情况下声发射信号的检测结果不准确。此外,外界噪声的干扰也会对声发射信号的检测造成一定的干扰,这就会导致在对阀门泄漏进行检测时,需要加强对噪声干扰的排除,才能确保检测结果的准确。
2.2声发射信号特点
在不同领域应用声发射信号技术时,由于不同材料会产生不同的声发射信号,所以通过仪器对声发射信号进行分析,即可有效对物体进行检测,想通过声发射信号技术对阀门泄漏进行检测,需要对阀门泄漏的声发射信号存在较为深入了解。
存在泄漏的阀门由于内外部存在压差,这就会导致在泄漏地点会因为内外部压力差导致存在一定速度的射流,在射流与泄漏处的阀门壁的相互作用下就会产生一股弹性波,这个弹性波由于是一种机械波,会产生一种特有频率的声发射信号,另外,由于泄漏处存在内外压力差,压力差也会因气体的作用形成声发射信号,将这二者的声发射信号相互结合,就能够得到可以检测阀门是否泄漏的声发射信号。
需要注意的是,单纯依照声发射信号进行对阀门的泄漏检测只能检测出阀门是否存在泄漏,并不能实现对阀门泄漏程度的检测,所以在探明阀门出现泄漏后,还应当采用其他方式与声发射信号特征分析相互结合的方式,对泄漏量进行检测,才能得出最为准确的结果。
2.3信号所含噪声的分析与处理
前文提到,现场环境的噪声会对声发射信号造成一定程度的干扰,所以检测单位应当加强对信号中所含噪声的分析与处理,将环境噪声对声发射信号的干扰降至最低,以此来确保对阀门泄漏检测的准确。在实际工作中,对声发射信号造成干扰的常见噪声来源于两方面,一方面是工作环境的噪声干扰,而另一方面则是电气噪声干扰。工作环境噪声干扰主要来源于检测环境中存在的各种声波,除开人耳能够听到的声波外,超出人听觉感知范围的次声波与超声波同样会对声发射信号造成干扰。而电气噪声主要来源于电路中产生的噪声信号,在电气设备中电路接地回路、开关处以及电路板都是产生电气噪声的主要根源。
所以检测方需要借助仪器来对阀门泄漏产生的声发射信号进行辨别,通常情况下阀门泄漏产生的声发射信号的频率多为超声波频率。所以在进行检测时可以先对噪声进行采集,并对噪声的频率进行分析,在对阀门检测时可以按照噪声的频率对噪声进行消除,以此来过滤掉噪声信号只保留声发射信号。通过这样的方式能够在很大程度上减少噪声对声发射信号的干扰。另外,除开软件上的调整,还可以对设备进行硬件上的调整以减轻噪声对信号的干扰,例如在设备中安装滤波器等硬件来实现对噪声信号的过滤,通过这样的方式来实现对声发射信号处理的准确性,以此来确保阀门泄漏检测结果的准确性[2]。
但需要注意的是,虽然能够通过软硬件方面采取的措施在一定程度上减轻噪声对声发射信号的干扰,但噪声信号干扰问题并不能从根本上解决,所以在实际检测工作中,还需要注重对噪声信号的区分,才能实现对阀门泄漏检测准确性的保障。
结论:综上所述,阀门泄漏将会为企业带来较为严重的安全隐患,所以企业应当注重对阀门泄漏的检测工作,企业需要对阀门检测技术具备足够了解,依据实际情况采用科学的检测方式,从而实现对阀门泄漏的良好检测。
参考文献:
[1]吴猛猛,董秀臣,赵德耀. 基于声发射的管路阀门内漏检测技术研究综述[J]. 山东科技大学学报(自然科学版),2019,38(06):105-113.
[2]韩明. 基于声发射技术的阀门泄漏检测实验研究和数据分析[D].合肥工业大学,2017.