CN102928181B - 一种用于烃类阀门内泄漏检测的模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟阀门发生内泄漏的检测系统及其方法，通过控制阀门的不同开度来模拟阀门发生内泄漏的状态，通过差压变送器、流量传感器以及声发射探头传输信号，由后端的数据采集软件采集相对应的各组数据。并且在大量数据的基础上形成了一套判别软件在现场离线检测时可以通过调用数据库里的对应信息来判断阀门是否发生内泄漏，以及泄漏量的大小。本发明所述的模拟系统包括依次连接的介质储罐1及其自带的二级减压阀2，截止阀3，过滤器6，第二阀门9，待测阀门8，第三阀门10，可视窗13，流量计组14和收集罐17。

Description

一种用于烃类阀门内泄漏检测的模拟系统

技术领域

本发明涉及阀门泄漏的检测领域。

背景技术

通过专利检索发现上海工业自动化仪表研究院的“一种用于气体阀门泄漏的检测系统”与本装置的一些检测手段类似。这个发明主要是在其通过在气体阀门前后管道安装压力变送器、温度变送器以及声发射探头来远程在线判断阀门泄漏情况的一套系统。

该发明存在以下缺点：声发射作为检测阀门泄漏的方法是可行的，但是，声发射很容易受到周围噪声的干扰而无法获取准确的泄漏信号，这种企业现场安装的方法容易被周围噪声干扰；此检测系统介质单一；没有泄漏量的判断。

发明内容

本发明是一套模拟阀门发生内泄漏的检测系统及其方法，通过控制阀门的不同开度来模拟阀门发生内泄漏的状态，通过差压变送器、流量传感器以及声发射探头传输信号，由后端的数据采集软件采集相对应的各组数据。并且在大量数据的基础上形成了一套判别软件在现场离线检测时可以通过调用数据库里的对应信息来判断阀门是否发生内泄漏，以及泄漏量的大小。本发明可以测试介质为气态的烃类也可以测试液态烃类。同时还可以测试液态烃通过阀门后迅速汽化的情况。

本发明一种通过液态烃检测阀门内泄漏的模拟系统，包括依次连接的介质储罐1及其自带的二级减压阀2，截止阀3，过滤器6，第二阀门9，待测阀门8，第三阀门10，可视窗13，流量计组14和收集罐17。

所述截止阀3与过滤器6之间的主管路连接由氮气钢瓶组4和第一阀门5组成的氮气出扫旁路。所述过滤器6与第二阀门9之间的主管路上安装第一压力表7，所述第三阀门10与可视窗13之间的主管路上安装第二压力表11，所述第一压力表7与第二压力表11之间安装有差压变送器12。所述流量计组14为并联了若干不同量程不同精度流量计的流量计组合。所述流量计组14与收集罐17之间的主管路分别连接有排空阀16和在线氧气监测仪15。声发射检测探头组18在需要时分别耦合安装在待测阀门8的阀体和阀前、阀后各个位置。所述差压变送器12采集到的压力信号，流量计组14的流量大小信号，在线氧气监测仪15采集到的氧气含量信号和声发射检测探头组18采集到的声发射信号均传输给在线监测计算机的数据采集软件。

所述在线监测计算机采用一判别软件，所述判别软件根据大量实验获得的阀门泄漏量，压力信号，流量大小信号，氧气含量信号，声发射信号及其对应关系通过建模方式进行编写，现场检测时，数据采集软件将采集到的各种信号传送给判别软件就可获取阀门内泄漏量的情况。

采用模拟系统检测阀门内泄漏的方法，其步骤为：

(1)关闭介质储罐1和二级减压阀2，开启第一阀门5，待测阀门8，第二，第三阀门9，10以及排空阀16。；

(2)打开氮气钢瓶组4，吹扫模拟系统内的杂质，同时使模拟系统处于无氧状态，观察在线氧气监测仪15的含量显示，当含量显示接近0后关闭氮气钢瓶组4，第一阀门5和排空阀16，吹扫结束；

(3)给模拟系统供电，通过数据采集软件检查第一，第二压力表7，11，差压变送器12，流量计组14，在线氧气监测仪15以及声发射检测探头组18是否工作正常；

(4)工作正常后，关闭待测阀门8，打开流量计组14中量程最大的流量计，开启收集罐17；

(5)轻轻开启待测阀门8，观察量程最大的流量计，根据流量计上的显示选用不超量程且精度最高的流量计；

(6)流量计稳定后，将声发射检测探头组18分别耦合良好的安装在待测阀门8的阀体、阀后、阀前的相应位置；

(7)待数据采集软件的相关物理量稳定后开启记录存储功能，慢慢开启待测阀门8，观察流量计的变化，当流量快要超过流量计量程时，关闭待测阀门8，更换下一级别量程的流量计，且重新开启待测阀门8继续试验，直到声发射信号采集不到为止；

(8)关闭介质储罐1，截止阀3，待测阀门8，第二，第三阀门9，10以及收集罐17；

(9)数据采集软件已将采集到的压力信号，流量大小信号，氧气含量信号以及声发射信号传送给判别软件，判断待测阀门是否泄漏并计算泄漏量的大小。

选用有一定压力的收集罐17，给待测阀门8的后端施加一定的备压，可以防止液态介质通过待测阀门8时被气化，过滤器6和可视窗13可用于观察待测阀门8前后的介质状态。

根据文献检索和市场调查的情况，国内尚未有相关的机构设计研发过相类似测试装置，也没有与本发明类似的相关产品。

通过本发明的试验工作形成的数据库和判别软件，到企业现场进行检测，可以定性的判别阀门是否发生内漏，既可以解决生产单位的安全隐患，降低生产单位因为需要检测阀门是否内漏而停产所带来的经济损失。同时，可以阻止把一些由阀门密封不严介质互相干扰而引起的安全事故的发生。

附图说明

图1：本发明所述系统的设计图，其中，

1、介质储罐；2、二级减压阀，3、截止阀；4、氮气钢瓶组；5、第一阀门；6、过滤器；7、第一压力表；8、待测阀门；9、第二阀门；10、第三阀门；11、第二压力表；12、差压变送器；13、可视窗；14、流量计组；15、在线氧气监测仪；16、排空阀；17、收集罐；18、声发射检测探头组。

具体实施方式

本装置的主要原理是：通过控制待测阀门的开度来模拟工况下阀门发生内泄漏的情况。记录和存储待测阀门两端的压差和声发射信号的大小以及后端流量计的实数，完成一套数据库和一个判别软件，这套软件和数据库可以用作今后在现场检测时的判别依据。

装置结构为：依次连接的介质储罐1及其自带的二级减压阀2，截止阀3，过滤器6，第二阀门9，待测阀门8，第三阀门10，可视窗13，流量计组14和收集罐17。

所述截止阀3用来控制整个系统的开通或关闭。

所述截止阀3与过滤器6之间的主管路连接一氮气出扫旁路，主要由一个氮气钢瓶组4和第一阀门5组成。

所述过滤器6与第二阀门9之间的主管路上安装第一压力表7，所述第三阀门10与可视窗13之间的主管路上安装第二压力表11，同时第一压力表7与第二压力表11之间安装有差压变送器12，用来远传输压差到在线监测计算机的数据采集软件。

可视窗13用来观察介质的状态。

由于本系统模拟的是阀门内漏的状态，所以阀门的泄漏量基本都是微量，所以要选择不同量程的流量计来测量。流量计组14并联了不同量程不同精度的流量计若干。

流量计组14与收集罐17之间的主管路分别连接一排空阀16和一在线氧气监测仪15。

声发射检测探头组18在需要时再分别安装在待测阀门8的阀体和阀前、阀后各个位置，采集的声发射信号传输到数据采集软件。

整个系统的供电系统和数据采集、输出均在防暴接线盒内，数据采集软件分别采集记录压力、压差、流量、声发射信号的大小、氧含量等信息。

本系统可以模拟介质为气态、液态的介质发生阀门内漏的状态。通过声发射检测探头检测声发射信号、流量、压差等数据的采集，定性的判断阀门的内漏与声发射信号、流量、压差的对应关系。同时采集、记录这些相关物理量的信息，每一套物理量是一个点，通过压力、流量计算出泄漏量。经过大量的试验记录大量的数据后，通过建模的方式计算出相应的补偿系数，完成一个内漏泄漏量的判别软件。用于现场检测，此判别软件把企业现场相应的状态物理量输入后，和现场检测的声发射信号组合后就可以获取相应的内漏状态的泄漏量。

模拟试验的过程为：关闭介质储罐1和二级减压阀2，开启阀门5、8、9、10、16。然后打开氮气钢瓶组4，吹扫系统内的杂质同时使系统处于无氧状态。观察在线氧气监测仪15的含量显示，当含量显示接近0后关闭氮气钢瓶组4，第一阀门5和排空阀16。吹扫结束后，给系统供电，看看数据采集软件中的第一，第二压力表7，11，差压变送器12，流量计组14，在线氧气监测仪15以及声发射检测探头组18是否工作正常。工作正常后，关闭待测阀门8、打开流量计组14中量程最大的流量计，开启收集罐17。轻轻开启待测阀门8，观察量程最大的流量计的度数，根据流量计上的显示选用合适量程的流量计。流量计选择的条件是不超量程而又精度最高的那个。此时已经模拟了一个阀门发生内漏的状态。稳定后将声发射检测探头组18分别耦合良好的安装在系统的待测阀门8的阀体、阀后、阀前的响应位置。带数据采集软件的相关物理量稳定后开机记录存储功能。然后慢慢开启待测阀门8，在开启的过程中一定要慢，然后观察流量计的变化，当流量快要超过流量计量程时，关闭待测阀门8，更换下一级别量程的流量计，然后重新开启待测阀门8继续试验。直到声发射信号采集不到为止。关闭介质储罐1，关闭阀门3、8、9、10，关闭收集罐17。

阀门9，10安装在待测阀门8两端，主要的作用是方便更换待测阀门，在更换完待测阀门8时，检查更换过后待测阀门更换位置的气密性。检查方法就是：用氮气充入系统，关闭阀门3，5，10，16和待测阀门8，做保压试验如果系统掉压，说明待测阀门8前端的连接处密封不严。同理，关闭阀门3，5，9，16和待测阀门8，如果掉压说明待测阀门后端的连接处密封不严。

如果是液态介质或者是液态介质通过待测阀门8后会迅速气化，我们要控制介质的状态时，我们可以先关闭待测阀门8，更换有一定压力的收集罐17，开启收集罐17，让收集罐先给待测阀门的后端一定的备压。这样就可以防止某些介质通过阀门后由于没有背压而迅速气化。我们可以通过过滤器6和可视窗13来观察待测阀门8前后介质的状态。以便我们很好的控制介质来满足试验需求。

Claims (3)

1.一种通过烃类检测阀门内泄漏的模拟系统，其特征在于，所述模拟系统包括依次连接的介质储罐(1)及其自带的二级减压阀(2)，截止阀(3)，过滤器(6)，第二阀门(9)，待测阀门(8)，第三阀门(10)，可视窗(13)，流量计组(14)和收集罐(17)，

所述截止阀(3)与过滤器(6)之间的主管路连接由氮气钢瓶组(4)和第一阀门(5)组成的氮气出扫旁路；

所述过滤器(6)与第二阀门(9)之间的主管路上安装第一压力表(7)，所述第三阀门(10)与可视窗(13)之间的主管路上安装第二压力表(11)，所述第一压力表(7)与第二压力表(11)之间安装有差压变送器(12)；

所述流量计组(14)为并联了若干不同量程不同精度流量计的流量计组合；

所述流量计组(14)与收集罐(17)之间的主管路分别连接有排空阀(16)和在线氧气监测仪(15)；

声发射检测探头组(18)在需要时分别耦合安装在待测阀门(8)的阀体和阀前、阀后各个位置；

所述差压变送器(12)采集到的压力信号，流量计组(14)采集到的流量大小信号，在线氧气监测仪(15)采集到的氧气含量信号和声发射检测探头组(18)采集到的声发射信号均传输给在线监测计算机的数据采集软件；

所述在线监测计算机采用一判别软件，所述判别软件根据大量实验获得的阀门泄漏量，压力信号，流量大小信号，氧气含量信号，声发射信号及其对应关系通过建模方式进行编写，现场检测时，数据采集软件将采集到的各种信号传送给判别软件就可获取阀门内泄漏量的情况。

2.采用如权利要求1所述的模拟系统检测阀门内泄漏的方法，其步骤为：

(1)关闭介质储罐(1)和二级减压阀(2)，开启第一阀门(5)，待测阀门(8)，第二，第三阀门(9，10)以及排空阀(16)；

(2)打开氮气钢瓶组(4)，吹扫模拟系统内的杂质，同时使模拟系统处于无氧状态，观察在线氧气监测仪(15)的含量显示，当含量显示接近0后关闭氮气钢瓶组(4)，第一阀门(5)和排空阀(16)，吹扫结束；

(3)给模拟系统供电，通过数据采集软件检查第一，第二压力表(7，11)，差压变送器(12)，流量计组(14)，在线氧气监测仪(15)以及声发射检测探头组(18)是否工作正常；

(4)工作正常后，关闭待测阀门(8)，打开流量计组(14)中量程最大的流量计，开启收集罐(17)；

(5)轻轻开启待测阀门(8)，观察量程最大的流量计，根据流量计上的显示选用不超量程且精度最高的流量计；

(6)流量计稳定后，将声发射检测探头组(18)分别耦合良好的安装在待测阀门(8)的阀体、阀后、阀前的相应位置；

(7)待数据采集软件的相关物理量稳定后开启记录存储功能，慢慢开启待测阀门(8)，观察流量计的变化，当流量快要超过流量计量程时，关闭待测阀门(8)，更换下一级别量程的流量计，且重新开启待测阀门(8)继续试验，直到声发射信号采集不到为止；

(8)关闭介质储罐(1)，截止阀(3)，待测阀门(8)，第二，第三阀门(9，10)以及收集罐(17)；

(9)数据采集软件已将采集到的压力信号，流量大小信号，氧气含量信号以及声发射信号传送给判别软件，判断待测阀门是否泄漏并计算泄漏量的大小。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，选用有一定压力的收集罐(17)，给待测阀门(8)的后端施加一定的备压，可以防止液态介质通过待测阀门(8)时被气化，过滤器(6)和可视窗(13)可用于观察待测阀门(8)前后的介质状态。