石油化工裝置閥門在線檢測(cè)技術(shù)探析

肖蕊

摘要：近年來(lái)，我國(guó)的石油化工行業(yè)有了很大進(jìn)展，在石油化工行業(yè)中，閥門裝置的應(yīng)用十分廣泛。但在實(shí)際的煉油生產(chǎn)過程中，由于受到特殊石油化工物質(zhì)的腐蝕，導(dǎo)致閥門極易產(chǎn)生泄漏問題，并且包括易燃易爆及有毒性的介質(zhì)。并且，由于閥門泄漏程度的不同，往往難以在檢查中被察覺而貽誤了最佳時(shí)機(jī)，不僅使大量的化工介質(zhì)被浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)境、人員安全造成傷害。因此，必須要提升檢測(cè)與排查能力，確保盡早發(fā)現(xiàn)泄漏源，以確保石油化工生產(chǎn)安全。本文首先分析了檢測(cè)技術(shù)，其次探討了石油化工裝置閥門泄露的原因，最后就石油化工裝置閥門泄露的檢測(cè)方法和技術(shù)進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：石油化工;裝置閥門;在線檢測(cè)技術(shù)

引言

一般來(lái)說(shuō)，石油化工項(xiàng)目大多都會(huì)采用EPC總承包模式，也就是說(shuō)，要讓項(xiàng)目的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、采購(gòu)環(huán)節(jié)以及后續(xù)的建設(shè)環(huán)節(jié)都要做到深度交叉，共同協(xié)作，保證工程質(zhì)量的同時(shí)，也能縮短整個(gè)建設(shè)工期。對(duì)于閥門來(lái)說(shuō)，其涉及的材質(zhì)、類型以及規(guī)格都有所不同，不僅結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，且涉及的數(shù)量龐大。因此有關(guān)人員一定要強(qiáng)化閥門的設(shè)計(jì)、選型、采購(gòu)管理以及具體施工過程當(dāng)中的質(zhì)量控制工作。

1檢測(cè)技術(shù)

閥門故障檢測(cè)技術(shù)是利用傳感器對(duì)閥門的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并獲取閥門的工作信號(hào)。通過對(duì)比歷史狀態(tài)信息，預(yù)測(cè)并反饋閥門的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)異常信號(hào)進(jìn)行提取和處理，分析閥門故障的原因機(jī)理，確定閥門故障的類型和級(jí)別，決定是否進(jìn)行必要的停車和維修處理。及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取閥門的異常信號(hào)是閥門故障檢測(cè)的先決條件，將信號(hào)的采集和傳感分為針對(duì)閥門滲漏的檢測(cè)方法和針對(duì)閥門卡滯、破裂等失效形式的檢測(cè)方法。

2石油化工裝置閥門泄露的原因

在石油化工裝置中閥門的泄漏主要發(fā)生在閥桿、閥體、填料函的連接位置。在石油化工裝置中引起閥門外漏，主要存在以下幾點(diǎn)因素：第一，閥門本體的質(zhì)量問題造成的泄漏。這主要是由于閥門本體鑄造缺陷所引起的，在閥門的本體鑄造過程中不可避免的存在質(zhì)量缺陷，追本溯源，這主要是閥門本體應(yīng)力集中，或是承壓能力較為薄弱所引起的介質(zhì)泄漏，為解決這種泄漏問題，使用人員在正確使用前需進(jìn)行殼體靜水壓密封試驗(yàn)，通過試驗(yàn)排除有質(zhì)量問題的閥門;第二，石油裝置閥門的閥桿由于出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)或是無(wú)法關(guān)閉，從而出現(xiàn)裝置介質(zhì)泄漏，不僅會(huì)造成周圍環(huán)境污染，還會(huì)影響整個(gè)裝置的使用;第三，填充介質(zhì)在密封填料處的泄漏，追本溯源，出現(xiàn)這種泄漏的原因有以下幾點(diǎn)，其一，石油化工裝置填料的壓蓋松動(dòng);其二，由于沒有做好填料處理工作而出現(xiàn)介質(zhì)泄漏;其三，填料質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，亦或是因?yàn)樘盍媳婚y桿磨損、使用時(shí)間過長(zhǎng)等出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象，這種滲漏流量特征小，裝置中的介質(zhì)會(huì)沿著閥桿從管道泄漏。

3石油化工裝置閥門泄露的檢測(cè)方法和技術(shù)

3.1振動(dòng)法

振動(dòng)法采用傳感器捕獲閥門管道振動(dòng)信號(hào)，通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)的處理，分析其時(shí)間、頻率、加速度等特性，得到模態(tài)參數(shù)，再與正常模態(tài)值對(duì)比判斷閥門是否發(fā)生泄漏。Thompson等人利用振動(dòng)法對(duì)氣體閥門進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明該方法操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)靈敏度高。振動(dòng)法在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，可以檢測(cè)出較低壓差和微小泄漏率的閥門內(nèi)漏，其檢測(cè)結(jié)果不受閥門種類、管道材質(zhì)和厚度的影響，僅與管道直徑有關(guān)。但是其缺點(diǎn)是對(duì)工業(yè)噪聲敏感，有學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)法能有效捕捉0～20kHz之間的噪聲，這將給閥門的泄漏檢測(cè)帶來(lái)誤差和不確定性。

3.2分布式光纖電纜檢測(cè)法

這種技術(shù)主要就是將光纖緊貼水下管道鋼管管壁敷設(shè)，依托光時(shí)域或頻域原理實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化的檢測(cè)管道，我們根據(jù)光纖傳感技術(shù)不同的測(cè)量原理，可以將其分成以下幾種類型：散射光纖測(cè)漏傳感技術(shù)、Sagnac纖干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù)、光纖布拉格光柵傳感技術(shù)。

3.3閥門卡滯、破裂等故障的檢測(cè)方法

（1）安裝定位器，該定位器主要針對(duì)調(diào)節(jié)閥，通過檢測(cè)閥桿位移、輸入信號(hào)、不平衡力大小、摩擦力等參數(shù)，同時(shí)通過減小副回路的等效時(shí)間來(lái)監(jiān)控閥門的動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)參數(shù)的變化情況判斷閥門的狀態(tài)。（2）利用應(yīng)變片測(cè)量被測(cè)部位的應(yīng)力、扭矩等信息。對(duì)閥門殼體應(yīng)力進(jìn)行了數(shù)值模擬和應(yīng)變測(cè)試，殼體表面并非單向應(yīng)力，應(yīng)選用應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果吻合良好。鉗形推力傳感器可以用于測(cè)量閥桿推力，還有安裝在閥門末端的加速度傳感器、動(dòng)態(tài)應(yīng)變計(jì)和壓力傳感器等可實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)測(cè)量。（3）將紅外技術(shù)與超聲技術(shù)結(jié)合，可以對(duì)閥體等重要部位的裂紋進(jìn)行檢測(cè)。除上述常用的檢測(cè)方法外，還有水檢法、鹵素法、氦質(zhì)譜法等，但因存在誤差、易造成污染等原因，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

3.4提升管道生產(chǎn)的質(zhì)量控制

在購(gòu)入管道材料時(shí)，工作人員一定要嚴(yán)格把控對(duì)應(yīng)的材料質(zhì)量，在實(shí)際安裝時(shí)也要結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料進(jìn)行調(diào)試以及試用。當(dāng)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)完成以后，有關(guān)人員也要嚴(yán)格做好后續(xù)的檢查工作，只有當(dāng)檢驗(yàn)合格以后，才能開展后續(xù)工作，并且更加牢固地對(duì)管道的各項(xiàng)連接部位進(jìn)行焊接處理。上述步驟完成以后，工作人員也要及時(shí)檢驗(yàn)，使連接部位的安全性以及密封性能夠得到最大保障。

4應(yīng)用前景

閥門看似石油化工生產(chǎn)中的微小單元，但其作用的發(fā)揮卻影響著企業(yè)生產(chǎn)安全及經(jīng)濟(jì)效益，一旦出現(xiàn)閥門泄漏問題，勢(shì)必會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的后果，對(duì)于企業(yè)而言往往是難以估量和承受的，更不利于企業(yè)今后的持續(xù)發(fā)展。并且，如果僅僅依賴于傳統(tǒng)的人工力量實(shí)施閥門檢測(cè)，不僅檢測(cè)的效率低、成本高、質(zhì)量差，無(wú)法真正排除生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的安全隱患。據(jù)此，在實(shí)際的管理與操作中，應(yīng)當(dāng)注重檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)化和升級(jí)，提升閥門泄漏檢測(cè)的科學(xué)性、融合性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門泄漏隱患或問題，并在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)透明化管理的目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，閥門故障檢測(cè)技術(shù)的研究與發(fā)展對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)尤為重要，通過對(duì)不同檢測(cè)方法進(jìn)行論述，總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)，為試驗(yàn)研究提供了便利條件，為閥門的可靠性和工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供必要的技術(shù)支持。由于受使用條件和檢測(cè)環(huán)境的影響，應(yīng)考慮多種方法輔助進(jìn)行，以提高檢測(cè)精度。對(duì)于噪聲等干擾信號(hào)，應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施，防止對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生不利影響。應(yīng)繼續(xù)深入研究閥門檢測(cè)方法，擴(kuò)大其使用范圍，提高檢測(cè)效率，降低成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘明浩.閥門在線檢測(cè)技術(shù)在石油化工裝置中的應(yīng)用前景[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下旬刊），2014，33（2）：32-33.