几种不同阀门泄漏检测方法
2019-9-5 11:06:30 点击：
本文介绍了几种不同阀门泄漏检测方法的基本原理，并简单介绍了中文专利中对应的几种不同阀门泄漏检测方法。
关键词：阀门；密封；泄漏；检测
一、引言
阀门是流体输送系统中重要的控制部件，其普遍应用于石化、火电、核电等行业，准确检测阀门的泄漏情况对工业生产有着至关重要的作用[1]。国内外专利文献中阀门的压力检漏方法主要有：气泡法、皂泡法、特殊示踪物质法、水压法、超声波法[2]、压降法、阀门内漏温度法[3]。
二、几种不同阀门检漏方法
2.1气泡法
利用气泡法进行阀门检漏时，在阀门内充入一定压力的示漏气体后将阀门放入液体中，气体通过漏孔进入周围的液体形成气泡，气泡形成的地方就是漏孔存在的位置。通常人工近距离观察是否产生气泡。
专利CN205785696中，在水槽1内设置摄像头，来实现远程观测水槽1内阀门是否有气泡。专利CN106052969A中，在水槽液体27中产生气泡25时，空气探测器20将输出有气泡产生的信号，实现了气泡产生的自动检测。
2.2皂泡法
利用皂泡法进行阀门检漏时，在阀门内充入一定压力的示漏气体后在怀疑有漏孔的地方涂抹肥皂液，形成肥皂泡的部位就是漏孔存在的部位。通常人工观察是否鼓泡以及判断鼓泡的大小。
专利CN105954015A中，采用摄像头拍摄阀门100密封处肥皂水状态，控制系统7将接收的密封处肥皂水状态图像与其内存贮的合格肥皂水状态图像进行对比，来实现阀门是否发生泄漏及阀门泄漏程度的自动判断。
2.3特殊示踪物质法
利用特殊示踪物质法进行阀门检漏时，在阀门中充入一定压力的包含了特殊示踪物质的示漏流体，特殊示踪物质从漏孔逸出时，利用特殊示踪物质的检测装置找出漏孔的位置。最常见的特殊示踪物质是氦气，配合氦质谱检漏仪进行检漏。
对常规用途的阀门进行检漏时，在其控制的流体中混入特殊的示踪物质进行检漏。专利CN104977139A中，换流阀内冷水回路中注入同位素示踪材料（如碳十四、氚）与冷水液体均匀混合，通过核探测计数器来探测换流阀周围空气中的示踪材料。专利CN107655636A中，阀壳体中注入有颜色的液体，再将密封的阀门壳体下降到水箱的水面以下，观察水箱中水颜色变化，利用颜色对比识别泄漏点。专利CN108279096A中，阀体31的上腔内注入碘液，若阀门30的密封性有缺陷，则碘液将下漏至下腔内的糯米纸17上而令糯米纸17显现蓝色，通过观察糯米纸17的颜色变化来判定阀门30的密封性。专利CN202720099A中，阀门中充入氢气和氮气的混合气体，当阀门泄漏时，气敏传感器检测到氢气后产生电信号输出并上传到PLC，PLC将测量所得泄漏量数值与标准数值作对比。
对于一些特殊用途的阀门进行检漏时，可以直接使用其控制的流体作为示踪物质，如专利CN104913886A中，氟利昂阀门采用氟利昂配合卤素检测仪进行检漏，专利CN107727324中，天然气阀门采用天然气配合天然气的检测传感器进行检漏，专利CN204666317A中，燃气阀门采用燃气中的甲烷和一氧化碳配合甲烷检查探头和一氧化碳检测探头进行检漏，专利CN205138736A中，酸碱阀采用酸解液配合PH显示装置进行检漏。
2.4水压法
利用水压法进行阀门检漏时，先将阀门内部装满水，再用水泵向内注水，观察阀门周围有无水漏出。通常人工直接观察是否有水漏出。
专利CN205580687A中，在SVC阀组底部一侧设置集水槽4，在集水槽4上嵌设吸水海绵5，在吸水海绵5上设置有水溶性荧光黄粉末，当漏水进入集水槽4时，吸水海绵5吸入漏水，漏水与水溶性荧光黄粉末相接触，通过紫外线照射即可看到明显的黄绿色荧光，使得工作人员在远方和黑暗的环境下通过肉眼都能明显观测到漏水情况。专利CN107702866A中，由两个金属导片H201、H202和灵敏度调节电阻组成了一个漏水检测模块（短路检测）单元，当两个金属导片在没有检测到漏水状态时断路，当漏水情况发生时两个导片短路相连，对应的单片机I/O从高电平变成低电平，这个下降沿会触发单片机发出报警信号，警示阀门发生泄漏。
2.5超声波法
利用超声波法进行阀门检漏时，将泄漏声音中可听频率部分截掉，仅仅使超声波部分放大，以检测出泄漏。通常工作人员直接使用超声波检测器，根据检测仪表指针是否摆动，确定有无泄漏，也可以使用变频技术把超声信号转换为人耳能听到的信号。
专利CN106033021A中，通过频谱/幅值显示分析软件显示超声波探头所处环境中各个频率的声波信号的幅值谱图，通过观察或监测图中固定頻率的超声波信号是否明显增强，或者，通过判断固定频率超声波信号的幅值是否超过预设定值，即可安全、远程、实时在线地判断所述的蒸汽安全阀是否发生了蒸汽泄漏。
2.6压降法
利用压降法进行阀门检漏时，将压缩机与阀门相连接，然后打压，压力升至某一值时，停止加压，同时关闭阀门，放置一段时间，如果压力急剧下降，可判断泄漏率很大，如果压力没有太大变化，就可认为泄漏率很小，或没有泄漏。通常工作人员直接利用压力表，根据压力表指针读数变化的大小，来确定有无泄漏。
专利CN108332958 A中，高压气瓶5、第二压力表6、第二截止阀7、第一压力传感器12、试验工位20、第二压力传感器13、第五截止阀14利用管路依次连接，通过第一压力传感器12和第二压力传感器13之间的压力差来判断试验工位20上的电磁气动截止阀的气密性好坏。
2.7阀门内漏温度法
当阀门有工质泄漏时，特别是高温阀门或低温阀门，工质散发的热量或吸收的热量将导致管壁温度升高或降低，若阀门泄漏量维持不变，一段时间后传热过程趋于稳定，散发热量或吸收热量与管壁温度维持为一定值。利用阀门内漏温度法进行阀门检漏时，在阀门上、下游安装温度传感器测量阀门周围环境温度，用来作为检测阀门是否内漏的特征参数，经仪器数据分析后判断阀门内漏情况。
专利CN102478445A中，通过检测阀门前管道外壁面温度、阀门后管道外壁面温度、周围环境温度，计算得到管道的散热热量Q，从而计算出管道内流体的流动速度与流量，得到阀门的工质泄漏流量。专利CN102323013A中，在阀门上设置温度传感器，通过将温度传感器测得的信息与事先保存的未泄漏时温度传感器测得的温度信息进行比较，来判断阀门是否发生泄漏。
三、结尾
每种阀门检漏方法都具有不同的优缺点，在针对某种具体用途的阀门进行检漏时，需要根据实际具备的检漏条件以及需要达到的检漏要求，如时间长短、成本高低、操作方法难易、是否确定泄漏点、是否确定泄漏率、是否污染环境等，来选择合适的检漏方法。
参考文献：
[1]吕首楠.探讨阀门泄漏检测方法[J].广东化工，2011，38（6）：210.
[2]代利军，聂轲.化工高压阀门壳体超声波检测的波形分析[J]. 无损探伤，2003，27（5）：44-45.
[3]黄章俊，李录平，等.电厂蒸汽疏水阀门内漏量化检测与诊断[J]. 汽轮机技术，2016，58（2）：149-152.
关键词：阀门；密封；泄漏；检测
一、引言
阀门是流体输送系统中重要的控制部件，其普遍应用于石化、火电、核电等行业，准确检测阀门的泄漏情况对工业生产有着至关重要的作用[1]。国内外专利文献中阀门的压力检漏方法主要有：气泡法、皂泡法、特殊示踪物质法、水压法、超声波法[2]、压降法、阀门内漏温度法[3]。
二、几种不同阀门检漏方法
2.1气泡法
利用气泡法进行阀门检漏时，在阀门内充入一定压力的示漏气体后将阀门放入液体中，气体通过漏孔进入周围的液体形成气泡，气泡形成的地方就是漏孔存在的位置。通常人工近距离观察是否产生气泡。
专利CN205785696中，在水槽1内设置摄像头，来实现远程观测水槽1内阀门是否有气泡。专利CN106052969A中，在水槽液体27中产生气泡25时，空气探测器20将输出有气泡产生的信号，实现了气泡产生的自动检测。
2.2皂泡法
利用皂泡法进行阀门检漏时，在阀门内充入一定压力的示漏气体后在怀疑有漏孔的地方涂抹肥皂液，形成肥皂泡的部位就是漏孔存在的部位。通常人工观察是否鼓泡以及判断鼓泡的大小。
专利CN105954015A中，采用摄像头拍摄阀门100密封处肥皂水状态，控制系统7将接收的密封处肥皂水状态图像与其内存贮的合格肥皂水状态图像进行对比，来实现阀门是否发生泄漏及阀门泄漏程度的自动判断。
2.3特殊示踪物质法
利用特殊示踪物质法进行阀门检漏时，在阀门中充入一定压力的包含了特殊示踪物质的示漏流体，特殊示踪物质从漏孔逸出时，利用特殊示踪物质的检测装置找出漏孔的位置。最常见的特殊示踪物质是氦气，配合氦质谱检漏仪进行检漏。
对常规用途的阀门进行检漏时，在其控制的流体中混入特殊的示踪物质进行检漏。专利CN104977139A中，换流阀内冷水回路中注入同位素示踪材料（如碳十四、氚）与冷水液体均匀混合，通过核探测计数器来探测换流阀周围空气中的示踪材料。专利CN107655636A中，阀壳体中注入有颜色的液体，再将密封的阀门壳体下降到水箱的水面以下，观察水箱中水颜色变化，利用颜色对比识别泄漏点。专利CN108279096A中，阀体31的上腔内注入碘液，若阀门30的密封性有缺陷，则碘液将下漏至下腔内的糯米纸17上而令糯米纸17显现蓝色，通过观察糯米纸17的颜色变化来判定阀门30的密封性。专利CN202720099A中，阀门中充入氢气和氮气的混合气体，当阀门泄漏时，气敏传感器检测到氢气后产生电信号输出并上传到PLC，PLC将测量所得泄漏量数值与标准数值作对比。
对于一些特殊用途的阀门进行检漏时，可以直接使用其控制的流体作为示踪物质，如专利CN104913886A中，氟利昂阀门采用氟利昂配合卤素检测仪进行检漏，专利CN107727324中，天然气阀门采用天然气配合天然气的检测传感器进行检漏，专利CN204666317A中，燃气阀门采用燃气中的甲烷和一氧化碳配合甲烷检查探头和一氧化碳检测探头进行检漏，专利CN205138736A中，酸碱阀采用酸解液配合PH显示装置进行检漏。
2.4水压法
利用水压法进行阀门检漏时，先将阀门内部装满水，再用水泵向内注水，观察阀门周围有无水漏出。通常人工直接观察是否有水漏出。
专利CN205580687A中，在SVC阀组底部一侧设置集水槽4，在集水槽4上嵌设吸水海绵5，在吸水海绵5上设置有水溶性荧光黄粉末，当漏水进入集水槽4时，吸水海绵5吸入漏水，漏水与水溶性荧光黄粉末相接触，通过紫外线照射即可看到明显的黄绿色荧光，使得工作人员在远方和黑暗的环境下通过肉眼都能明显观测到漏水情况。专利CN107702866A中，由两个金属导片H201、H202和灵敏度调节电阻组成了一个漏水检测模块（短路检测）单元，当两个金属导片在没有检测到漏水状态时断路，当漏水情况发生时两个导片短路相连，对应的单片机I/O从高电平变成低电平，这个下降沿会触发单片机发出报警信号，警示阀门发生泄漏。
2.5超声波法
利用超声波法进行阀门检漏时，将泄漏声音中可听频率部分截掉，仅仅使超声波部分放大，以检测出泄漏。通常工作人员直接使用超声波检测器，根据检测仪表指针是否摆动，确定有无泄漏，也可以使用变频技术把超声信号转换为人耳能听到的信号。
专利CN106033021A中，通过频谱/幅值显示分析软件显示超声波探头所处环境中各个频率的声波信号的幅值谱图，通过观察或监测图中固定頻率的超声波信号是否明显增强，或者，通过判断固定频率超声波信号的幅值是否超过预设定值，即可安全、远程、实时在线地判断所述的蒸汽安全阀是否发生了蒸汽泄漏。
2.6压降法
利用压降法进行阀门检漏时，将压缩机与阀门相连接，然后打压，压力升至某一值时，停止加压，同时关闭阀门，放置一段时间，如果压力急剧下降，可判断泄漏率很大，如果压力没有太大变化，就可认为泄漏率很小，或没有泄漏。通常工作人员直接利用压力表，根据压力表指针读数变化的大小，来确定有无泄漏。
专利CN108332958 A中，高压气瓶5、第二压力表6、第二截止阀7、第一压力传感器12、试验工位20、第二压力传感器13、第五截止阀14利用管路依次连接，通过第一压力传感器12和第二压力传感器13之间的压力差来判断试验工位20上的电磁气动截止阀的气密性好坏。
2.7阀门内漏温度法
当阀门有工质泄漏时，特别是高温阀门或低温阀门，工质散发的热量或吸收的热量将导致管壁温度升高或降低，若阀门泄漏量维持不变，一段时间后传热过程趋于稳定，散发热量或吸收热量与管壁温度维持为一定值。利用阀门内漏温度法进行阀门检漏时，在阀门上、下游安装温度传感器测量阀门周围环境温度，用来作为检测阀门是否内漏的特征参数，经仪器数据分析后判断阀门内漏情况。
专利CN102478445A中，通过检测阀门前管道外壁面温度、阀门后管道外壁面温度、周围环境温度，计算得到管道的散热热量Q，从而计算出管道内流体的流动速度与流量，得到阀门的工质泄漏流量。专利CN102323013A中，在阀门上设置温度传感器，通过将温度传感器测得的信息与事先保存的未泄漏时温度传感器测得的温度信息进行比较，来判断阀门是否发生泄漏。
三、结尾
每种阀门检漏方法都具有不同的优缺点，在针对某种具体用途的阀门进行检漏时，需要根据实际具备的检漏条件以及需要达到的检漏要求，如时间长短、成本高低、操作方法难易、是否确定泄漏点、是否确定泄漏率、是否污染环境等，来选择合适的检漏方法。
参考文献：
[1]吕首楠.探讨阀门泄漏检测方法[J].广东化工，2011，38（6）：210.
[2]代利军，聂轲.化工高压阀门壳体超声波检测的波形分析[J]. 无损探伤，2003，27（5）：44-45.
[3]黄章俊，李录平，等.电厂蒸汽疏水阀门内漏量化检测与诊断[J]. 汽轮机技术，2016，58（2）：149-152.
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