閥門內(nèi)漏的聲學(xué)在線檢測
大慶油田地面設(shè)施及設(shè)備的承壓閥門因磨損,、腐蝕或其他原因已出現(xiàn)內(nèi)漏,。由于內(nèi)漏很難發(fā)現(xiàn),，部分故障閥門沒有得到及時更換,，影響了生產(chǎn)并存在安全隱患,。因此,，閥門在線檢測技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注,，目前的核心技術(shù)是利用聲發(fā)射技術(shù)在線檢測石油,、石化、電廠等行業(yè)各種閥門的泄漏,。

1聲發(fā)射檢漏的基本原理

（1）聲發(fā)射信號及其表征參數(shù)

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

（2）閥門發(fā)生內(nèi)漏時聲發(fā)射信號的特點(diǎn)

當(dāng)閥門的嚴(yán)密性較差時,，總有少量流體經(jīng)過閥門的縫隙噴射而出，產(chǎn)生高速射流,，此高速流體對管壁產(chǎn)生沖擊而激發(fā)彈性波,，即聲發(fā)射。它屬于連續(xù)型聲發(fā)射信號，類似于白噪聲,，其頻率在30～50kHz,。

閥門泄漏時產(chǎn)生的聲發(fā)射信號的特點(diǎn)：1泄漏所激發(fā)的聲發(fā)射波是連續(xù)型的；2泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射信號比較強(qiáng),，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(jù)泄漏所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號的特點(diǎn),，表征參數(shù)采用聲發(fā)射率和能量，它能獲得更豐富的聲發(fā)射信號數(shù)據(jù),，為故障識別提供更充分的依據(jù),。

2超聲波檢測儀的現(xiàn)場應(yīng)用

（1）檢測儀簡介

當(dāng)泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射波傳到傳感器時，由傳感器將聲發(fā)射波轉(zhuǎn)換為電壓信號沿導(dǎo)線傳輸?shù)綑z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(jìn)行計算,、分析、判斷,，當(dāng)閥門無泄漏時,，顯示屏的讀數(shù)為0；若有泄漏,，則顯示值隨泄漏程度而變化,，泄漏越大，數(shù)值也越大,。泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射信號中的音頻成分經(jīng)過處理后送到耳機(jī),，耳機(jī)用于收聽泄漏時的聲音。當(dāng)閥門泄漏時,，由耳機(jī)可以聽到聲強(qiáng)不同的聲音,，根據(jù)聽到的聲音強(qiáng)弱也可以判斷泄漏的程度。

（2）閥門嚴(yán)密性檢驗

用超聲波檢測儀檢測閥門高壓系統(tǒng)時,，通常采用比較讀數(shù)來確定是否泄漏：*步,，接觸上游側(cè)，降低靈敏度,，把其他聲音降至zui?。坏诙?，接觸閥座及下游側(cè),；第三步，比較聲音的差異，如果閥門泄漏,，閥座或下游側(cè)的聲振強(qiáng)度等于或大于上游側(cè)的聲音強(qiáng)度,。

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

采用四點(diǎn)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(qū)域，導(dǎo)致閥門泄漏的錯誤指示,。四點(diǎn)法包括：選擇上游的兩個等距離點(diǎn)A點(diǎn)和B點(diǎn),，再選擇下游的兩個等距離點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)。將A點(diǎn)和B點(diǎn)的信號強(qiáng)度與C點(diǎn)和D點(diǎn)的信號強(qiáng)度進(jìn)行比較,，如果C點(diǎn)高于A點(diǎn)和B點(diǎn),，說明閥門存在泄漏；如果D點(diǎn)高于C點(diǎn),，說明聲音是從下游的其他點(diǎn)傳來的,。

當(dāng)氣體、液體在管路中泄漏時,，由于摩擦而產(chǎn)生超聲波,。SONAPHONEE可以接收到超聲波信號，并將超聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號顯示在顯示屏上,。同時又將聲發(fā)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?zhèn)魉偷絇C機(jī)上。

3結(jié)語

（1）應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)對閥門（如摻水閥,、氣閥組旁通閥）進(jìn)行嚴(yán)密性檢測,，可保證安全生產(chǎn)和能耗控制的準(zhǔn)確性。

（2）對老區(qū)改造中更換的閥門進(jìn)行檢測,，可為立項決策提供依據(jù),，并降低了改造費(fèi)用。

（3）超聲波檢測技術(shù)可以實現(xiàn)閥門在線檢測,，操作簡單,，動態(tài)快速，數(shù)據(jù)直觀,。目前該檢測設(shè)備只能定性確定閥門內(nèi)是否存在泄漏,。