閥門在線檢測技術(shù)在石油化工裝置中的應(yīng)用前景

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國對油氣的需求也越來越大，然而石油作為一種不可再生能源，總有一天會用盡，因此通過檢測閥門以減少石油在裝置過程中的泄漏也是很有必要的。文章就閥門泄漏的原因及其種類展開分析，探討相關(guān)的閥門在線檢測技術(shù)并提出一些建議。

關(guān)鍵詞：閥門；在線檢測；泄漏；應(yīng)用前景

中圖分類號：TE65 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）6-0032-02

在機(jī)械產(chǎn)品中，閥門是比較通用的一種器件，其安全性更是受到社會各界長期的關(guān)注。閥門作為流體管道系統(tǒng)的一種控制元件，主要是用來將設(shè)備與管道系統(tǒng)進(jìn)行隔離，同時(shí)調(diào)節(jié)流量控制回流，并且對壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)與排泄。在石油化工煉油的裝置中，閥門是不容忽視的一部分，因?yàn)樗栝y門不僅種類多，而且數(shù)量也很大。然而在實(shí)際操作中，閥門經(jīng)常會出現(xiàn)泄漏，這主要是因?yàn)槭蜕a(chǎn)中都是具有較強(qiáng)腐蝕性、容易燃爆甚至含有毒性的介質(zhì)。在很多時(shí)候，閥門泄漏是不容易被人察覺的，得不到及時(shí)補(bǔ)救，往往會使大量石油遭到浪費(fèi)，污染了環(huán)境甚至對周圍相關(guān)人員帶來無法抹滅的危害。因此，當(dāng)務(wù)之急就是要能夠在最短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)閥門的泄漏故障。

1 閥門泄漏

1.1 閥門泄漏的種類

閥門泄漏主要有兩種類型，一種是外漏，另一種是內(nèi)漏。所謂外漏，就是介質(zhì)通過一些結(jié)合面時(shí)由內(nèi)向外泄露，比如法蘭、螺紋等等，或者介質(zhì)在閥桿至填料之間時(shí)向外的泄露；而內(nèi)漏主要是因?yàn)殚y瓣、閥芯等閥件在與閥座進(jìn)行密封時(shí)，由于封面關(guān)閉不夠嚴(yán)實(shí)，致使介質(zhì)依然在內(nèi)部流動(dòng)直至泄漏。

1.2 引起閥門泄漏的主要原因

1.2.1 閥門外漏

在閥體、閥桿、填料函以及閥體的連接部位，閥門經(jīng)常會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。因此，致使閥門外漏的因素主要集中在以下幾方面：

①閥體的質(zhì)量達(dá)不到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，閥體是通過鑄造而來的，而在鑄造過程中容易產(chǎn)生缺陷，比如砂眼等等。一旦閥體有砂眼形成，就會致使介質(zhì)透過砂眼滲漏而出，這種情況下的泄露不會有很大的流量，只要進(jìn)行水壓試驗(yàn)就可以發(fā)現(xiàn)這樣的問題。

②閥桿制作不合格。當(dāng)選取的材料或者設(shè)計(jì)有疏漏時(shí)，閥桿就容易在某一處被固定住不能動(dòng)，這就使得閥門沒有辦法關(guān)閉或者關(guān)不嚴(yán)實(shí)，隨之介質(zhì)就會泄露而出，這種情況下的泄露會有較大的流量，給周圍的環(huán)境帶來一定的危害。

③所選用的填料品種達(dá)不到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)、填料使用時(shí)間過長直至老化或被磨損、填料壓蓋有所松動(dòng)、填料在密封時(shí)不嚴(yán)密等等，這些都會導(dǎo)致介質(zhì)滲露而出，雖然這種情況下的泄露流量不大，但是因?yàn)樾孤兜耐緩教厥猓ㄑ刂y桿從管道流出），會直接給周圍的環(huán)境帶來污染。

④閥體連接部位的密封不夠嚴(yán)實(shí)。此處的密封就是閥蓋與閥體兩者之間的密封，通常情況下采用法蘭密封的方式進(jìn)行密封。因此，致使密封不到位的因素有很多，比如墊片制作不合格、密封面質(zhì)量差等，這些都會導(dǎo)致閥體連接部位有介質(zhì)泄露而出。

1.2.2 閥門內(nèi)漏

在隔斷介質(zhì)的過程中，經(jīng)常采用閥芯、閥座來進(jìn)行密封，密封一旦出現(xiàn)問題閥門就會出現(xiàn)介質(zhì)滲透出來。因此，致使閥門內(nèi)漏的因素主要集中在以下幾方面：

①密封面制作不合格。其表面粗糙度達(dá)不到應(yīng)有的值，或者所選取的兩密封面的材料無法匹配，致使抗磨損或擦傷的能力比較差。

②由于介質(zhì)是以非常之快的速度流動(dòng)，在荷載的作用下，堅(jiān)硬的粒子會產(chǎn)生沖蝕，同時(shí)液體會產(chǎn)生氣蝕，這些都會影響密封面的有效性，致使閥門泄漏。

③操作不正確。在關(guān)閉閥門時(shí)，力度過大或者速度過快，亦或是閥內(nèi)還沉積著固體雜質(zhì)，在這種情況下就會擦傷密封面，致使介質(zhì)泄漏，而在介質(zhì)高速流動(dòng)下又會給密封面造成更大的損壞。

④如果裝置中的液態(tài)介質(zhì)含有堅(jiān)硬粒子、析出結(jié)晶，或者在局部范圍內(nèi)出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，也可能一些溫度較高的閥門關(guān)閉之后溫度立刻變低，這些都會造成密封面的損壞，從而發(fā)生閥門泄漏現(xiàn)象。

⑤閥圈與閥座或者閥圈與閥瓣之間的結(jié)合不夠嚴(yán)實(shí)、閥桿變形等等也都會致使密封面無法貼合得緊密，造成閥門泄漏。

2 檢測閥門泄露的主要技術(shù)

2.1 閥門泄露中常采用的檢測方法

①依據(jù)在檢測分析中所采用的媒介，可以把檢測方法分為兩種，一種是直接檢測法，另一種是間接檢測法。在采用直接檢漏法進(jìn)行檢測時(shí)，檢測器是安裝在閥門的外面直接檢測閥門外是否有漏液，像氣體檢漏法、光纖檢漏法等等都屬于直接檢漏法；而在采用間接檢漏法時(shí)，是通過閥門的運(yùn)行參數(shù)來檢測是否有泄漏，當(dāng)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象時(shí)，流體壓力或者流量這些運(yùn)行參數(shù)就會發(fā)生改變，像運(yùn)行壓力法、實(shí)時(shí)模型法等等都屬于間接檢漏法。

②依據(jù)檢測分析中的方位角度，同樣可以把檢測方法分為兩種，一種是外部檢測法，另一種是內(nèi)部檢測法。

③依據(jù)檢測的手段，檢測方法分為基于硬件的檢測方法、基于軟件的檢測方法，像直接觀察法、光纖檢漏法等等就屬于基于硬件的檢測方法，而平衡法、聲發(fā)射法等等就屬于基于軟件的檢測方法。

2.2 石油化工裝置中常采用的閥門檢測技術(shù)

由于石油生產(chǎn)的特殊性，需要及時(shí)且準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)閥門的泄漏，從而避免因閥門泄漏造成資源浪費(fèi)、污染環(huán)境等等這些不利影響。因此，在石油化工裝置中所采用的閥門檢測技術(shù)就得具有準(zhǔn)確性、及時(shí)性，主要有以下幾個(gè)檢測方法。

2.2.1 質(zhì)量平衡法

檢測流入閥門介質(zhì)的質(zhì)量以及流出閥門介質(zhì)的質(zhì)量，并計(jì)算差值以此判斷有沒有發(fā)生泄漏。此種檢測方法在泄露流量不大時(shí)具有較高的可靠性，但是其不能夠及時(shí)檢測出泄漏現(xiàn)象，而且對于閥門內(nèi)漏現(xiàn)象無法檢測。

2.2.2 直接觀察法

所謂直接觀察法就是相關(guān)人員根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)通過目測、聽聞等方式判斷是否出現(xiàn)閥門泄漏現(xiàn)象。因?yàn)闄z測人員不可能一直處于檢測狀態(tài)，所以就很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門泄漏問題。

2.2.3 負(fù)壓波法

當(dāng)閥門出現(xiàn)泄漏時(shí)，介質(zhì)的壓力就會因局部液體的密度變小而在瞬間出現(xiàn)降低情況。而負(fù)壓波法就是利用這一點(diǎn)，通過傳感器檢測發(fā)生泄漏的位置，這種方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門泄漏問題且操作方便。負(fù)壓波法的原理也十分簡單，主要就是壓力變送器，當(dāng)壓力變送器的數(shù)量過少，就容易發(fā)生泄漏誤報(bào)；當(dāng)壓力變送器的數(shù)量過多，自然就有些一些變送器起不到作用，造成資源的浪費(fèi)，如圖1所示。

2.3 應(yīng)用前景

閥門泄漏必然會給石油企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)上的損失，不利于企業(yè)日后的發(fā)展，同時(shí)也不適應(yīng)國家的環(huán)保政策，如果只是靠人為地定期檢查閥門相關(guān)設(shè)備來防止石油的泄露，必然無法解決閥門泄漏的根本問題，因此需要在線檢測技術(shù)及時(shí)且準(zhǔn)確地判斷閥門泄漏的位置是很有必要的，即使是流量較小的泄露也可以在短時(shí)間內(nèi)就能補(bǔ)救，這樣就會避免流量更大的泄露問題，能有效控制能源的浪費(fèi)，對環(huán)境的污染也降到最低程度，保障了工作人員或者周圍居民的生命安全。

3 結(jié) 語

隨著可持續(xù)發(fā)展的理念日益深入人心，人們在生產(chǎn)生活中不僅關(guān)注資源的高效利用，更加注重環(huán)境的保護(hù)。閥門泄露不僅僅會造成資源能源的浪費(fèi)，還會危害環(huán)境，甚至危及周圍相關(guān)人員的生命安全，因此，注重閥門的檢測是當(dāng)下不可避免的任務(wù)。要想真正從根本上解決閥門泄露的問題，就要加強(qiáng)閥門設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時(shí)不斷改進(jìn)閥門檢測的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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