JP6502821B2 - Valve seat leak inspection apparatus and valve seat leak inspection method - Google Patents

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Description

本発明による実施形態は、弁シートリーク検査装置および弁シートリーク検査方法に関する。   Embodiments according to the present invention relate to a valve seat leak inspection apparatus and a valve seat leak inspection method.

原子力発電プラント、火力発電プラント、化学プラントおよび石油精製プラントなどの各種プラントにおいては、配管系や圧力容器などに弁シートが設置される。弁シートには、異物の混入やシート面の傷等による流体の漏れ（以下、弁シートリークともいう）が発生する虞がある。弁シートリークが発生することで、プラントの起動時に起動遅延が発生したり、プラントの運転時に計画外停止が発生したりする虞がある。特に、点検等によるプラントの停止からプラントを再起動させる場合、復水器や負圧反応塔本体で発生した弁のインリークすなわち吸引による漏れは、プラントの再起動に必要な系統の負圧を確保することに対して障害となる。このため、インリークが生じた場合、すみやかにインリークが発生した弁を特定してインリークを防止する作業を行うことを要する。   In various plants such as nuclear power plants, thermal power plants, chemical plants and oil refining plants, valve sheets are installed in piping systems and pressure vessels. In the valve seat, there is a possibility that fluid leakage (hereinafter, also referred to as valve seat leak) due to mixing of foreign matter or damage to the seat surface may occur. The occurrence of the valve seat leak may cause a start delay at the start of the plant or an unplanned stop at the operation of the plant. In particular, when restarting the plant after stopping the plant due to inspection etc., the in-leak of the valve generated in the condenser and the negative pressure reaction tower, that is, the leak due to suction secures the negative pressure of the system necessary for restarting the plant. Be an obstacle to For this reason, if an in-leak occurs, it is necessary to promptly identify the valve in which the in-leak has occurred to perform an operation to prevent the in-leak.

しかしながら、現状のリーク検査では、インリークが発生している電動弁および手動弁を線香の煙やガスの吸入によって検出しているため、インリークを簡便に検出することが困難であるといった問題がある。例えば、発電プラントの復水器の場合、復水器本体に繋がる中小口径管が数百個存在するが、これら多数の管に対応して設けられた多数の弁シートのインリークを検査するのに多数の人員を要していた。また、復水器は大型の構造物であるため、弁の設置位置が多岐にわたり、また、高所での検査も要することから、検査が一層困難であった。   However, in the current leak inspection, there is a problem that it is difficult to simply detect the in-leak because the motor-operated valve and the manual valve in which the in-leak occurs are detected by suction of smoke or gas of incense incense. For example, in the case of a condenser of a power plant, there are several hundreds of small and medium diameter pipes leading to the condenser body, but to check the in-leak of a large number of valve seats provided corresponding to these many pipes. It required a large number of personnel. In addition, since the condenser is a large-sized structure, the installation position of the valve is various and the inspection at a high place is required, which makes the inspection more difficult.

弁シートリークを検査する技術として、これまでにも、弁棒の位置、流体の圧力および弁箱の表面温度といった複数のパラメータを計測し、計測された各パラメータを総合的に分析することで弁シートリークを検出する技術が提案されている。しかしながら、この技術では、計測および分析すべきパラメータが多いため、弁シートリークを簡便に検査できないのが実情であった。   As a technique for inspecting a valve seat leak, the valve has been measured by measuring several parameters such as the position of the valve stem, the pressure of the fluid, and the surface temperature of the valve box, and comprehensively analyzing each measured parameter. A technique for detecting a seat leak has been proposed. However, with this technology, it is a fact that valve seat leak can not be inspected easily because there are many parameters to be measured and analyzed.

特開２０１４−１４６０８７号公報JP, 2014-146087, A

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、弁シートリークを簡便に検査できる弁シートリーク検査装置および弁シートリーク検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a valve seat leak inspection apparatus and a valve seat leak inspection method capable of simply inspecting a valve seat leak.

本実施形態による弁シートリーク検査装置は、
弁シートに対して流体の流動方向の下流側に位置する第１配管の振動を検出する第１音響センサと、
前記第１配管の振動から暗振動を差し引いた差分を検出する検出部と、
判定周波数に対応する前記差分の値に基づいて前記弁シートにおける前記流体の漏洩の有無を判定する判定部と、を備える。 The valve seat leak inspection apparatus according to the present embodiment is
A first acoustic sensor that detects a vibration of a first pipe located downstream of the valve seat in the fluid flow direction;
A detection unit that detects a difference obtained by subtracting dark vibration from vibration of the first pipe;
And a determination unit that determines the presence or absence of the fluid leakage in the valve seat based on the value of the difference corresponding to a determination frequency.

本実施形態による弁シートリーク検査方法は、
弁シートに対して流体の流動方向の下流側に位置する第１配管の振動を検出し、
前記第１配管の振動から暗振動を差し引いた差分を検出し、
判定周波数に対応する前記差分の値に基づいて前記弁シートにおける前記流体の漏洩の有無を判定する。 The valve seat leak inspection method according to the present embodiment is
The vibration of the first pipe located downstream of the fluid flow direction with respect to the valve seat is detected,
Detecting a difference obtained by subtracting the dark vibration from the vibration of the first pipe;
Based on the value of the difference corresponding to the determination frequency, the presence or absence of the fluid leakage in the valve seat is determined.

本発明によれば、弁シートリークを簡便に検査できる。   According to the present invention, valve seat leak can be inspected easily.

第１の実施形態を示す弁シートリーク検査装置の模式図である。It is a schematic diagram of the valve seat leak inspection apparatus which shows 1st Embodiment. 第１の実施形態の弁シートリーク検査装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the valve seat leak inspection apparatus of 1st Embodiment. 図３Ａは、第１の実施形態の弁シートリーク検査装置の動作例において、弁シートリークが発生していない場合の音響センサの出力特性を示す模式図であり、図３Ｂは、弁シートリークが発生している場合の音響センサの出力特性を示す模式図である。FIG. 3A is a schematic view showing an output characteristic of the acoustic sensor when no valve seat leak occurs in the operation example of the valve seat leak inspection device according to the first embodiment, and FIG. 3B is a valve seat leak It is a schematic diagram which shows the output characteristic of the acoustic sensor in the case of having generate | occur | produced. 第２の実施形態を示す弁シートリーク検査装置の模式図である。It is a schematic diagram of the valve seat leak inspection apparatus which shows 2nd Embodiment. 第３の実施形態を示す弁シートリーク検査装置の模式図である。It is a schematic diagram of the valve seat leak inspection apparatus which shows 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態として、弁シートの上流に位置する第２配管の振動を暗振動、すなわちバックグランドノイズとする弁シートリーク検査装置１について説明する。図１は、第１の実施形態を示す弁シートリーク検査装置１の模式図である。 First Embodiment
First, as a first embodiment, a valve seat leak inspection apparatus 1 will be described in which the vibration of the second pipe located upstream of the valve seat is dark vibration, that is, background noise. FIG. 1 is a schematic view of a valve seat leak inspection apparatus 1 according to a first embodiment.

第１の実施形態の弁シートリーク検査装置１は、原子力発電プラント、火力発電プラントまたは化学プラント等のプラントの配管系に設けられている。図１に示すように、弁シートリーク検査装置１は、第１音響センサの一例である下流側音響センサ１１と、第２音響センサの一例である上流側音響センサ１２と、下流側プリアンプ１３と、上流側プリアンプ１４とを備える。また、弁シートリーク検査装置１は、データ処理基板１５と、表示装置１６とを備える。データ処理基板１５は、下流側Ａ／Ｄ変換器１５１と、上流側Ａ／Ｄ変換器１５２と、バンドパスフィルタ１５３と、検出部および判定部としての演算部１５４と、表示処理部１５５とを備える。   The valve seat leak inspection apparatus 1 of the first embodiment is provided in a piping system of a nuclear power plant, a thermal power plant, or a plant such as a chemical plant. As shown in FIG. 1, the valve seat leak inspection apparatus 1 includes a downstream acoustic sensor 11 which is an example of a first acoustic sensor, an upstream acoustic sensor 12 which is an example of a second acoustic sensor, and a downstream preamplifier 13. , And an upstream preamplifier 14. Further, the valve seat leak inspection device 1 includes a data processing board 15 and a display device 16. The data processing substrate 15 includes a downstream A / D converter 151, an upstream A / D converter 152, a band pass filter 153, an operation unit 154 as a detection unit and a determination unit, and a display processing unit 155. Prepare.

（下流側音響センサ１１）
下流側音響センサ１１は、弁シート２１に対して流体の流動方向の下流側に位置する第１配管３１の外周面に接している。ここで、弁シート２１は、弁シート２１に対して流体の流動方向の上流側に位置する第２配管３２と第１配管３１との間に設けられた弁２の一部である。弁２は、中空の弁箱２２を有しており、弁箱２２は、不図示の弁座によって上流側と下流側の２つの部屋に区切られている。また、弁２は、弁箱２２の下流側の部屋に対して進退する弁棒２３を有しており、弁棒２３の先端には、不図示の弁体が設けられている。弁シート２１は、弁体と弁座との間に配置されており、弁体と弁座とを密着させることで、第２配管３２から第１配管３１に向かう流体を仕切る（遮断する）。弁２は、例えば、仕切弁、流量調整弁または玉型弁などであってもよい。 (Downstream acoustic sensor 11)
The downstream acoustic sensor 11 is in contact with the outer circumferential surface of the first pipe 31 located downstream of the valve sheet 21 in the fluid flow direction. Here, the valve seat 21 is a part of the valve 2 provided between the second pipe 32 and the first pipe 31 located upstream of the valve sheet 21 in the fluid flow direction. The valve 2 has a hollow valve box 22. The valve box 22 is divided into two upstream and downstream chambers by a valve seat (not shown). Further, the valve 2 has a valve rod 23 which advances and retracts to and from the chamber on the downstream side of the valve box 22. At the tip of the valve rod 23, a valve body (not shown) is provided. The valve seat 21 is disposed between the valve body and the valve seat, and separates (blocks) the fluid from the second pipe 32 toward the first pipe 31 by bringing the valve body and the valve seat into close contact. The valve 2 may be, for example, a gate valve, a flow control valve, or a ball valve.

下流側音響センサ１１は、第１配管３１の振動を検出し、検出された振動を示す振動データ（すなわち電気信号）を出力する。下流側音響センサ１１は、例えば、ＡＥ(Acoustic Emission)センサなどの圧電センサであってもよい。圧電センサとして、弁シート２１における流体の漏れ（以下、弁シートリークともいう）の有無の判定に用いる判定周波数に感度ピークを有する共振型の圧電センサを採用することで、弁シートリークの有無を高精度に判定できる。   The downstream acoustic sensor 11 detects the vibration of the first pipe 31 and outputs vibration data (that is, an electrical signal) indicating the detected vibration. The downstream acoustic sensor 11 may be, for example, a piezoelectric sensor such as an AE (Acoustic Emission) sensor. As a piezoelectric sensor, the presence or absence of a valve seat leak can be obtained by adopting a resonance type piezoelectric sensor having a sensitivity peak at a determination frequency used to determine the presence or absence of fluid leak in the valve seat 21 (hereinafter, also referred to as valve seat leak). It can be judged with high accuracy.

下流側音響センサ１１によれば、マイクロホンとは異なり、弁シートリークを反映した微弱な音響振動を高精度に検出できる。なお、弁シートリークおよびこれにともなう振動の詳細については、後述する弁シートリーク検査装置１の動作例に説明を譲る。   Unlike the microphone, the downstream acoustic sensor 11 can detect weak acoustic vibration reflecting the valve seat leak with high accuracy. The details of the valve seat leak and the vibration associated therewith will be described in the operation example of the valve seat leak inspection apparatus 1 described later.

（上流側音響センサ１２）
上流側音響センサ１２は、第２配管３２の外周面に接している。上流側音響センサ１２は、第２配管３２の振動を検出し、検出された振動を示す振動データを出力する。下流音響センサ１１と同様に、上流側音響センサ１２も、ＡＥセンサなどの圧電センサであってもよい。 (Upstream acoustic sensor 12)
The upstream acoustic sensor 12 is in contact with the outer peripheral surface of the second pipe 32. The upstream acoustic sensor 12 detects the vibration of the second pipe 32 and outputs vibration data indicating the detected vibration. Similar to the downstream acoustic sensor 11, the upstream acoustic sensor 12 may also be a piezoelectric sensor such as an AE sensor.

上流側音響センサによれば、暗振動すなわちバックグランドノイズを高精度に検出できる。   According to the upstream acoustic sensor, dark vibration, that is, background noise can be detected with high accuracy.

（プリアンプ１３、１４）
下流側プリアンプ１３は、第１配管３１の振動データの出力側において下流側音響センサ１１に接続されている。下流側プリアンプ１３は、下流側音響センサ１１から出力された第１配管３１の振動データを増幅させ、増幅された振動データを出力する。 (Pamps 13 and 14)
The downstream preamplifier 13 is connected to the downstream acoustic sensor 11 on the output side of the vibration data of the first pipe 31. The downstream preamplifier 13 amplifies the vibration data of the first pipe 31 output from the downstream acoustic sensor 11 and outputs the amplified vibration data.

上流側プリアンプ１４は、第２配管３２の振動データの出力側において上流側音響センサ１２に接続されている。上流側プリアンプ１４は、上流側音響センサ１２から出力された第２配管３２の振動データを増幅させ、増幅された振動データを出力する。   The upstream preamplifier 14 is connected to the upstream acoustic sensor 12 at the output side of the vibration data of the second pipe 32. The upstream preamplifier 14 amplifies the vibration data of the second pipe 32 output from the upstream acoustic sensor 12 and outputs the amplified vibration data.

プリアンプ１３、１４によれば、音響センサ１１、１２で検出された微弱な振動を、弁シートリークの有無の判定に用いることができる十分な強度まで増幅させることができる。   According to the preamplifiers 13 and 14, the weak vibration detected by the acoustic sensors 11 and 12 can be amplified to a sufficient strength that can be used to determine the presence or absence of valve seat leak.

（データ処理基板１５）
下流側Ａ／Ｄ変換器１５１は、第１配管３１の振動データの出力側において下流側プリアンプ１３に接続されている。下流Ａ／Ｄ変換器１５１は、下流側プリアンプ１３から出力された増幅後の第１配管３１の振動データをＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された振動データを出力する。上流側Ａ／Ｄ変換器１５２は、第２配管３２の振動データの出力側において上流側プリアンプ１４に接続されている。上流側Ａ／Ｄ変換器１５２は、上流側プリアンプ１４から出力された増幅後の第２配管３２の振動データをＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された振動データを出力する。 (Data processing board 15)
The downstream A / D converter 151 is connected to the downstream preamplifier 13 on the output side of the vibration data of the first pipe 31. The downstream A / D converter 151 A / D converts the vibration data of the amplified first pipe 31 output from the downstream preamplifier 13 and outputs the A / D converted vibration data. The upstream A / D converter 152 is connected to the upstream preamplifier 14 on the output side of the vibration data of the second pipe 32. The upstream A / D converter 152 A / D converts the vibration data of the amplified second pipe 32 output from the upstream preamplifier 14 and outputs the A / D converted vibration data.

バンドパスフィルタ１５３は、判定周波数を通過帯域としたデジタルフィルタである。判定周波数は、例えば、４０ｋＨｚを中心とした所定範囲の周波数である。バンドパスフィルタ１５３は、下流側Ａ／Ｄ変換器１５１から出力されたＡ／Ｄ変換後の第１配管３１の振動データのうち、判定周波数を有する振動データを通過させる。また、バンドパスフィルタ１５３は、上流側Ａ／Ｄ変換器１５２から出力されたＡ／Ｄ変換後の第２配管３２の振動データのうち、判定周波数を有する振動データを通過させる。一方、バンドパスフィルタ１５３は、判定周波数以外の周波数を有する振動データを遮断する。   The band pass filter 153 is a digital filter that uses the determination frequency as a pass band. The determination frequency is, for example, a frequency within a predetermined range centered on 40 kHz. Among the vibration data of the first pipe 31 after A / D conversion output from the downstream A / D converter 151, the band pass filter 153 passes vibration data having a determination frequency. Further, among the vibration data of the second pipe 32 after A / D conversion output from the upstream A / D converter 152, the band pass filter 153 passes vibration data having a determination frequency. On the other hand, the band pass filter 153 cuts off vibration data having frequencies other than the determination frequency.

バンドパスフィルタ１５３によれば、弁シートリークの有無の判定に必要なデータのみを取り出すことができるので、判定を効率的に行うことができる。   According to the band pass filter 153, only the data necessary for determining the presence or absence of the valve seat leak can be extracted, so that the determination can be performed efficiently.

演算部１５４は、バンドパスフィルタ１５３を通過した第１配管３１の振動データから暗振動としてバンドパスフィルタ１５３を通過した第２配管３２の振動データを差し引いた差分データを検出する。暗振動が差し引かれていることで、差分データは、弁シートリークを正確に反映している。弁シートリークを正確に反映した差分データに基づくことで、弁シートリークの有無を高精度に判定できる。   The calculation unit 154 detects difference data obtained by subtracting the vibration data of the second pipe 32 passing through the band pass filter 153 as dark vibration from the vibration data of the first pipe 31 passing through the band pass filter 153. By subtracting the dark vibration, the difference data accurately reflects the valve seat leak. The presence or absence of the valve seat leak can be determined with high accuracy by using the difference data that accurately reflects the valve seat leak.

演算部１５４は、判定周波数に対応する差分データの値に基づいて弁シートリークの有無を判定する。演算部１５４は、判定周波数に対応する差分データの値が閾値より大きい場合に、弁シートリークが発生していると判定する。一方、演算部１５４は、判定周波数に対応する差分データの値が閾値以下である場合に、弁シートリークが発生していないと判定する。差分データの値にのみ基づくことで、弁シートリークの有無を簡便に判定できる。   The calculation unit 154 determines the presence or absence of the valve seat leak based on the value of the difference data corresponding to the determination frequency. If the value of the difference data corresponding to the determination frequency is larger than the threshold value, the calculation unit 154 determines that a valve seat leak has occurred. On the other hand, when the value of the difference data corresponding to the determination frequency is less than or equal to the threshold value, the calculation unit 154 determines that the valve seat leak has not occurred. Based on only the value of the difference data, it is possible to easily determine the presence or absence of valve seat leak.

表示処理部１５５は、演算部１５４で判定された弁シートリークの発生を、該当する弁２のアドレス（例えば、弁番号）とともに表示装置１６に表示する。なお、表示装置１６は、例えば、液晶表示装置であってもよい。   The display processing unit 155 displays the occurrence of the valve seat leak determined by the calculation unit 154 on the display device 16 together with the address (for example, the valve number) of the corresponding valve 2. The display device 16 may be, for example, a liquid crystal display device.

（動作例）
次に、図１の弁シートリーク検査装置１の動作例すなわち弁シートリーク検査方法の一例について説明する。図２は、第１の実施形態の弁シートリーク検査装置１の動作例を示すフローチャートである。なお、以下の動作例において、弁２は閉じられており、弁シートリークが発生していない限り、第２配管３２から第１配管３１への流体の流れは遮断されているものとする。 (Operation example)
Next, an operation example of the valve seat leak inspection apparatus 1 of FIG. 1, that is, an example of a valve seat leak inspection method will be described. FIG. 2 is a flow chart showing an operation example of the valve seat leak inspection device 1 of the first embodiment. In the following operation example, it is assumed that the valve 2 is closed and the flow of fluid from the second pipe 32 to the first pipe 31 is shut off unless the valve seat leak occurs.

（振動データ取得工程：Ｓ１）
先ず、弁シートリーク検査装置１は、振動データ取得工程を実行する（ステップＳ１）。 (Vibration data acquisition process: S1)
First, the valve seat leak inspection device 1 executes a vibration data acquisition process (step S1).

振動データ取得工程において、下流側音響センサ１１は、第１配管３１の振動を検出し、検出された振動を示す第１配管３１の振動データを下流側プリアンプ１３に出力する。また、上流側音響センサ１２は、第２配管３２の振動を検出し、検出された振動を示す第２配管３２の振動データを上流側プリアンプ１４に出力する。   In the vibration data acquisition process, the downstream acoustic sensor 11 detects the vibration of the first pipe 31 and outputs the vibration data of the first pipe 31 indicating the detected vibration to the downstream preamplifier 13. Further, the upstream acoustic sensor 12 detects the vibration of the second pipe 32 and outputs vibration data of the second pipe 32 indicating the detected vibration to the upstream preamplifier 14.

図３Ａは、弁シートリークが発生していない場合の音響センサ１１、１２の出力特性を示す模式図である。図３Ａの出力特性（グラフ）において、横軸は周波数ｆであり、縦軸は振動すなわち音圧のレベル［ｄＢ］である。図３Ａに示すように弁シートリークが発生していない場合、下流側音響センサ１１では、１ｋＨｚに音圧のピークを有し、１ｋＨｚより高周波帯域においてほぼ単調減少するような周波数特性を有する第１配管３１の振動データｄ１が検出される。同様に、上流側音響センサ１２においても、１ｋＨｚにピークを有し、１ｋＨｚより高周波帯域においてほぼ単調減少するような周波数特性を有する第２配管３２の振動データｄ２が検出される。なお、出力特性中に図示されたｆＪは、判定周波数である。ｆＪは、４０ｋＨｚを中心とした所定範囲の周波数帯域である。ｆＪは、例えば、３０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚであってもよい。 FIG. 3A is a schematic view showing the output characteristics of the acoustic sensors 11 and 12 when no valve seat leak has occurred. In the output characteristic (graph) of FIG. 3A, the horizontal axis is the frequency f, and the vertical axis is the vibration or sound pressure level [dB]. As shown in FIG. 3A, when there is no valve seat leak, the downstream acoustic sensor 11 has a peak of sound pressure at 1 kHz, and has a frequency characteristic such that it decreases substantially monotonically in a high frequency band from 1 kHz Vibration data d1 of the pipe 31 is detected. Similarly, also in the upstream acoustic sensor 12, vibration data d2 of the second pipe 32 having a peak at 1 kHz and a frequency characteristic that decreases substantially monotonously in a high frequency band from 1 kHz is detected. Note that f J illustrated in the output characteristics is a determination frequency. f J is a predetermined frequency band centered at 40 kHz. f J, for example, may be 30KHz～50kHz.

図３Ｂは、弁シートリークが発生している場合の音響センサ１１、１２の出力特性を示す模式図である。図３Ｂの出力特性の横軸および縦軸は、図３Ａと同様である。流体中の酸化スケール等の異物が弁シート２１に付着したり、弁シート２１に傷が付いたりした場合、弁シート２１に圧着する弁体に隙間ができて、流体のリークルート４（図３Ｂ参照）が形成される。一旦リークルート４が形成されると、流体のエロージョンによって弁シート２１にリークルート４より大きな流路が形成され、弁シートリークが発生する。例えば、上流の第２配管３２の内圧が大気圧で下流の第１配管３１の内圧が負圧の場合、弁シート２１から下流に向かって流体が断熱膨張することで、４０ｋＨｚ近辺の振動が連続的に発生する。この弁シートリークを反映した４０ｋＨｚ近辺の振動は、第１配管３１に到達する。これにより、図３Ｂに示すように、下流側音響センサ１１は、４０ｋＨｚにピークを有する第１配管３１の振動データｄ３を検出する。なお、第１配管３１の振動データｄ３は、暗振動も反映しているため１ｋＨｚにもピークを有する。また、第１配管３１の振動は、弁箱２２を通じて上流側に伝搬して第２配管３２に到達する。これにより、図３Ｂに示すように、上流側音響センサ１２は、４０ｋＨｚに若干のピークを有する第２配管３２の振動データｄ４を検出する。第２配管３２の振動データｄ４の４０ｋＨｚにおけるピークは、第１配管３１からの伝搬過程での減衰により、第１配管３１の振動データｄ３の４０ｋＨｚにおけるピークより小さい。   FIG. 3B is a schematic view showing the output characteristics of the acoustic sensors 11 and 12 when a valve seat leak has occurred. The horizontal and vertical axes of the output characteristic of FIG. 3B are the same as in FIG. 3A. When foreign matter such as oxidized scale in the fluid adheres to the valve seat 21 or the valve seat 21 is damaged, a gap is formed in the valve body to be crimped to the valve seat 21, and the fluid leak route 4 (FIG. 3B) Reference) is formed. Once the leak route 4 is formed, the flow passage larger than the leak route 4 is formed in the valve seat 21 by the erosion of the fluid, and the valve seat leak occurs. For example, when the internal pressure of the upstream second pipe 32 is atmospheric pressure and the internal pressure of the downstream first pipe 31 is negative pressure, the fluid adiabatically expands from the valve seat 21 toward the downstream, so that the vibration around 40 kHz is continuous. Occur. The vibration around 40 kHz reflecting the valve seat leak reaches the first pipe 31. Thereby, as shown to FIG. 3B, the downstream acoustic sensor 11 detects the vibration data d3 of the 1st piping 31 which has a peak at 40 kHz. The vibration data d3 of the first pipe 31 also has a peak at 1 kHz because it also reflects dark vibration. Further, the vibration of the first pipe 31 propagates to the upstream side through the valve box 22 and reaches the second pipe 32. Thereby, as shown to FIG. 3B, the upstream acoustic sensor 12 detects the vibration data d4 of the 2nd piping 32 which has a slight peak in 40 kHz. The peak at 40 kHz of the vibration data d4 of the second pipe 32 is smaller than the peak at 40 kHz of the vibration data d3 of the first pipe 31 due to attenuation in the propagation process from the first pipe 31.

次いで、下流側プリアンプ１３は、下流側音響センサ１１から出力された第１配管３１の振動データを増幅させ、増幅された振動データをデータ処理基板１５の下流側Ａ／Ｄ変換器１５１に出力する。また、上流側プリアンプ１４は、上流側音響センサ１２から出力された第２配管３２の振動データを増幅させ、増幅された振動データをデータ処理基板１５の上流側Ａ／Ｄ変換器１５２に出力する。   Then, the downstream preamplifier 13 amplifies the vibration data of the first pipe 31 output from the downstream acoustic sensor 11, and outputs the amplified vibration data to the downstream A / D converter 151 of the data processing substrate 15. . Further, the upstream preamplifier 14 amplifies the vibration data of the second pipe 32 output from the upstream acoustic sensor 12, and outputs the amplified vibration data to the upstream A / D converter 152 of the data processing substrate 15. .

次いで、下流側Ａ／Ｄ変換器１５１は、下流側プリアンプ１３から出力された増幅後の第１配管３１の振動データをＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された振動データをバンドパスフィルタ１５３に出力する。また、上流側Ａ／Ｄ変換器１５２は、上流側プリアンプ１４から出力された増幅後の第２配管３２の振動データをＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された振動データをバンドパスフィルタ１５３に出力する。   Next, the downstream A / D converter 151 A / D converts the vibration data of the amplified first pipe 31 output from the downstream preamplifier 13 and converts the A / D converted vibration data into a band pass filter 153. Output to Further, the upstream A / D converter 152 A / D converts the vibration data of the amplified second pipe 32 output from the upstream preamplifier 14 and converts the A / D converted vibration data into a band pass filter 153. Output to

（バンドパス処理工程：Ｓ２）
次いで、弁シートリーク検査装置１は、バンドパス処理工程を実行する（ステップＳ２）。 バンドパス処理工程において、データ処理基板１５のバンドパスフィルタ１５３は、下流側Ａ／Ｄ変換器１５１から出力されたＡ／Ｄ変換後の第１配管３１の振動データのうち、４０ｋＨｚ周辺の判定周波数を有する振動データを通過させる。また、バンドパスフィルタ１５３は、上流側Ａ／Ｄ変換器１５２から出力されたＡ／Ｄ変換後の第２配管３２の振動データのうち、判定周波数を有する振動データを通過させる。 (Band pass process: S2)
Next, the valve seat leak inspection device 1 executes a band pass processing step (step S2). In the band pass processing step, the band pass filter 153 of the data processing substrate 15 determines the determination frequency around 40 kHz in the vibration data of the first pipe 31 after A / D conversion output from the downstream A / D converter 151. Pass vibration data. Further, among the vibration data of the second pipe 32 after A / D conversion output from the upstream A / D converter 152, the band pass filter 153 passes vibration data having a determination frequency.

（差分検出工程：Ｓ３）
次いで、弁シートリーク検査装置１は、差分検出工程を実行する（ステップＳ３）。差分検出工程において、データ処理基板１５の演算部１５４は、バンドパスフィルタ１５３を通過した第１配管３１の振動データから、バンドパスフィルタ１５３を通過した第２配管３２の振動データを差し引くことで、差分データを検出する。 (Difference detection step: S3)
Next, the valve seat leak inspection device 1 executes a difference detection process (step S3). In the difference detection step, the computing unit 154 of the data processing substrate 15 subtracts the vibration data of the second pipe 32 passing through the band pass filter 153 from the vibration data of the first pipe 31 passing through the band pass filter 153, Detect difference data.

（リーク判定工程：Ｓ４）
次いで、弁シートリーク検査装置１は、リーク判定工程を実行する（ステップＳ４）。リーク判定工程において、演算部１５４は、判定周波数に対応する差分データの値［ｄＢ］が閾値より大きい場合には、弁シートリークが発生していると判定する。演算部１５４は、予め取得されている第１配管３１の振動データと弁２との対応関係に基づいて、弁シートリークが発生している弁２を検知する。一方、判定周波数に対応する差分データの値が閾値以下である場合、演算部１５４は、弁シートリークが発生していないと判定する。 (Leak determination step: S4)
Next, the valve seat leak inspection device 1 executes a leak determination step (step S4). In the leak determination step, when the value [dB] of the difference data corresponding to the determination frequency is larger than the threshold value, the computation unit 154 determines that the valve seat leak has occurred. The calculation unit 154 detects the valve 2 in which the valve seat leak has occurred, based on the correspondence between the vibration data of the first pipe 31 and the valve 2 which are acquired in advance. On the other hand, when the value of the difference data corresponding to the determination frequency is equal to or less than the threshold value, the calculation unit 154 determines that the valve seat leak has not occurred.

なお、リーク判定にあたり、演算部１５４は、差分データのスペクトルパターンの形状を評価し、スペクトルパターンの形状を判定材料の１つとして用いてもよい。例えば、演算部１５４は、差分データのスペクトルパターンが判定周波数においてピークを有することを、弁シートリークの発生を肯定する条件の１つとしてもよい。   In the leak determination, the computing unit 154 may evaluate the shape of the spectrum pattern of the difference data, and use the shape of the spectrum pattern as one of the determination materials. For example, the calculation unit 154 may set that the spectrum pattern of the difference data has a peak at the determination frequency as one of the conditions for affirming the occurrence of the valve seat leak.

弁シートリークが発生している場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、データ処理基板１５の表示処理部１５５は、弁シートリークが発生している弁２すなわちリーク弁を表示装置１６に表示する（ステップＳ５）。例えば、表示処理部１５５は、図１に示すように、表示装置１６にリーク弁の弁番号とシートリーク状態である旨の文字情報とを表示してもよい。一方、弁シートリークが発生していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、処理を終了する。なお、弁シートリークが発生していない場合、表示処理部１５５は、すべての弁２が正常である旨の文字情報を表示してもよい。   If a valve seat leak has occurred (step S4: Yes), the display processing unit 155 of the data processing board 15 displays the valve 2 in which the valve seat leak has occurred, that is, the leak valve on the display device 16 (step S5). ). For example, as shown in FIG. 1, the display processing unit 155 may display the valve number of the leak valve and the character information to the effect of the sheet leak state on the display device 16. On the other hand, when the valve seat leak has not occurred (step S4: No), the process ends. In addition, when valve seat leak has not generate | occur | produced, the display process part 155 may display the character information to the effect that all the valves 2 are normal.

もし、弁棒の位置、流体の圧力および弁箱の表面温度といった複数のパラメータを計測し、計測された各パラメータを総合的に分析することで弁シートリークを検出する場合、計測および分析すべきパラメータが多いため、弁シートリークを簡便に検査することは困難である。これに対して、第１の実施形態によれば、第１配管３１の振動と第２配管３２の振動との差分（すなわち、差分データ）に基づくことで、弁シートリークを簡便に検査できる。また、判定周波数として、弁シートリークが発生したときに生じる特有の音波の帯域（４０ｋＨｚ周辺）を選択することで、弁シートリークを高精度に検査できる。また、４０ｋＨｚに感度ピークを有する下流側音響センサ１１を用いることで、弁シートリークを更に高精度に検査できる。   If a valve seat leak is to be detected by measuring multiple parameters such as the position of the valve stem, the fluid pressure and the surface temperature of the valve box and comprehensively analyzing each measured parameter, the measurement and analysis should be performed Since there are many parameters, it is difficult to inspect valve seat leaks easily. On the other hand, according to the first embodiment, the valve seat leak can be inspected easily by using the difference between the vibration of the first pipe 31 and the vibration of the second pipe 32 (that is, difference data). Further, the valve seat leak can be inspected with high accuracy by selecting the specific sound wave band (around 40 kHz) generated when the valve seat leak occurs as the determination frequency. Further, by using the downstream acoustic sensor 11 having a sensitivity peak at 40 kHz, the valve seat leak can be inspected with higher accuracy.

（第２実施形態）
次に、第２の実施形態として、断熱材が設けられた配管の振動に基づいて弁シートリークを検査する弁シートリーク検査装置１について説明する。なお、第２の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図４は、第２の実施形態を示す弁シートリーク検査装置１の模式図である。 Second Embodiment
Next, as a second embodiment, a valve seat leak inspection apparatus 1 that inspects a valve seat leak based on the vibration of a pipe provided with a heat insulating material will be described. Note that, in the second embodiment, the same reference numerals are used for components corresponding to the above-described embodiments, and the redundant description will be omitted. FIG. 4 is a schematic view of a valve seat leak inspection apparatus 1 according to a second embodiment.

図４に示すように、第２の実施形態の弁シートリーク検査装置１は、第１の実施形態の構成に加えて、更に、伝達部材の一例である下流側ウェーブガイド棒１７と上流側ウェーブガイド棒１８とを備える。また、第２の実施形態において、第１配管３１および第２配管３２の外周には、筒状の断熱材５が設けられている。   As shown in FIG. 4, in addition to the configuration of the first embodiment, the valve seat leak inspection device 1 of the second embodiment further includes a downstream waveguide rod 17 which is an example of a transmission member and an upstream wave. And a guide rod 18. In the second embodiment, the cylindrical heat insulating material 5 is provided on the outer periphery of the first pipe 31 and the second pipe 32.

下流側ウェーブガイド棒１７は、断熱材５を貫通して第１配管３１の外周面に接触している。下流側ウェーブガイド棒１７は、第１配管３１の振動を下流側音響センサ１１に伝達させる。   The downstream waveguide rod 17 penetrates the heat insulating material 5 and is in contact with the outer peripheral surface of the first pipe 31. The downstream waveguide rod 17 transmits the vibration of the first pipe 31 to the downstream acoustic sensor 11.

上流側ウェーブガイド棒１８は、断熱材５を貫通して第２配管３２の外周面に接触している。上流側ウェーブガイド棒１８は、第２配管３２の振動を上流側音響センサ１２に伝達させる。   The upstream waveguide rod 18 penetrates the heat insulating material 5 and is in contact with the outer peripheral surface of the second pipe 32. The upstream waveguide rod 18 transmits the vibration of the second pipe 32 to the upstream acoustic sensor 12.

断熱材５を用いて流体の温度を維持することを目的とした配管３１、３２では、下流側音響センサ１１および上流側音響センサ１２を直接配管３１、３２に接触させることが困難なため、配管３１、３２の振動を検出することが困難である。これに対して、第２の実施形態では、断熱材５を貫通して第１配管３１に接触した下流側ウェーブガイド棒１７を通じて、第１配管３１の振動を下流側音響センサ１１に伝達させることができるので、第１配管３１の振動を確実に検出できる。また、断熱材５を貫通して第２配管３２に接触した上流側ウェーブガイド棒１８を通じて、第２配管３２の振動を上流側音響センサ１２に伝達させることができるので、第２配管３２の振動を確実に検出できる。   In the pipes 31, 32 intended to maintain the temperature of the fluid using the heat insulating material 5, it is difficult to bring the downstream acoustic sensor 11 and the upstream acoustic sensor 12 directly into contact with the pipes 31, 32, so It is difficult to detect 31, 32 vibrations. On the other hand, in the second embodiment, the vibration of the first pipe 31 is transmitted to the downstream acoustic sensor 11 through the downstream waveguide rod 17 which penetrates the heat insulating material 5 and contacts the first pipe 31. The vibration of the first pipe 31 can be detected reliably. In addition, since the vibration of the second pipe 32 can be transmitted to the upstream acoustic sensor 12 through the upstream waveguide rod 18 penetrating the heat insulating material 5 and in contact with the second pipe 32, the vibration of the second pipe 32 Can be detected reliably.

なお、下流側ウェーブガイド棒１７は、その材質や形状（例えば、長さや太さ）に基づいて、判定周波数に共振点を有していてもよい。判定周波数に共振点を有することで、下流側ウェーブガイド棒１７は、弁シートリークを反映した振動を増幅させて下流側音響センサ１１に伝達させることができるので、弁シートリークを高精度に検知できる。   The downstream waveguide rod 17 may have a resonance point at the determination frequency based on its material and shape (for example, length and thickness). Since the downstream waveguide rod 17 can amplify the vibration reflecting the valve seat leak and transmit it to the downstream acoustic sensor 11 by having the resonance point at the determination frequency, the valve seat leak can be detected with high accuracy. it can.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態として、正常振動を暗振動とする弁シートリーク検査装置１について説明する。なお、第３の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図５は、第３の実施形態を示す弁シートリーク検査装置１の模式図である。 Third Embodiment
Next, as a third embodiment, a valve seat leak inspection apparatus 1 in which normal vibration is dark vibration will be described. In the third embodiment, the same reference numerals are used for components corresponding to the above-described embodiments, and the redundant description will be omitted. FIG. 5 is a schematic view of a valve seat leak inspection apparatus 1 according to a third embodiment.

図５に示すように、第３の実施形態の弁シートリーク検査装置１は、上流側音響センサ１２（図１参照）の代わりに、複数の第３配管３３の振動をそれぞれ検出する複数の第３音響センサ１９を備える。各第３配管３３は、第２配管３２と第１配管３１との間の弁シート２１と異なる弁シートに対して流体の流動方向の上流側または下流側に位置する。各第３音響センサ１９は、プリアンプ１１０、Ａ／Ｄ変換器１１１およびバンドパスフィルタ１５３を経由して演算部１５４に接続されている。   As shown in FIG. 5, the valve seat leak inspection apparatus 1 of the third embodiment detects a plurality of vibrations of the plurality of third pipes 33 instead of the upstream acoustic sensor 12 (see FIG. 1). 3 The acoustic sensor 19 is provided. Each third pipe 33 is positioned upstream or downstream of the fluid flow direction with respect to a valve seat different from the valve sheet 21 between the second pipe 32 and the first pipe 31. Each third acoustic sensor 19 is connected to the calculation unit 154 via the preamplifier 110, the A / D converter 111, and the band pass filter 153.

演算部１５４は、各第３音響センサ１９からの各第３配管３３の振動データに基づいて、弁シートリークが発生していないことを示す正常振動データを検出する。正常振動データは、各第３配管３３の振動データの平均値を有する振動データであってもよい。演算部１５４は、第１振動データから暗振動として正常振動データを差し引くことで、差分データを検出する。   The calculation unit 154 detects normal vibration data indicating that no valve seat leak has occurred, based on the vibration data of each third pipe 33 from each third acoustic sensor 19. The normal vibration data may be vibration data having an average value of vibration data of the third pipes 33. The calculation unit 154 detects the difference data by subtracting normal vibration data as dark vibration from the first vibration data.

第３の実施形態においても、既述の実施形態と同様に、第１配管３１の振動と正常振動との差分（すなわち、差分データ）に基づくことで、弁シートリークを簡便に検査できる。   Also in the third embodiment, the valve seat leak can be easily inspected based on the difference between the vibration of the first pipe 31 and the normal vibration (that is, difference data) as in the above-described embodiment.

なお、第１〜第３の実施形態は、これらを適宜組み合わせてもよい。   In the first to third embodiments, these may be combined as appropriate.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

１ 弁シートリーク検査装置
１１ 下流側音響センサ
１５４ 演算部
２１ 弁シート
３１ 第１配管 1 valve seat leak inspection device 11 downstream acoustic sensor 154 computing unit 21 valve seat 31 first piping

Claims (7)

弁シートに対して流体の流動方向の下流側に位置する第１配管の振動を検出する第１音響センサと、
前記第１配管の振動から暗振動を差し引いた差分を検出する検出部と、
判定周波数に対応する前記差分の値に基づいて前記弁シートにおける前記流体の漏洩の有無を判定する判定部と、
前記弁シートと異なる弁シートに対して流体の流動方向の上流側または下流側に位置する複数の第３配管の振動を検出する複数の第３音響センサと、を備え、
前記検出部は、前記複数の第３配管の振動に基づいて弁シートにおける流体の漏洩が発生していないことを示す正常振動を検出し、前記第１配管の振動から前記暗振動として前記正常振動を差し引くことで前記差分を検出する弁シートリーク検査装置。 A first acoustic sensor that detects a vibration of a first pipe located downstream of the valve seat in the fluid flow direction;
A detection unit that detects a difference obtained by subtracting dark vibration from vibration of the first pipe;
A determination unit that determines the presence or absence of the fluid leakage in the valve seat based on the value of the difference corresponding to a determination frequency;
And a plurality of third acoustic sensors for detecting vibrations of a plurality of third pipes located upstream or downstream of the fluid flow direction with respect to the valve seat different from the valve seat ,
The detection unit detects normal vibration indicating that fluid leakage in the valve sheet has not occurred based on vibrations of the plurality of third pipes, and the normal vibration is detected as the dark vibration from the vibration of the first pipe. The valve seat leak inspection device which detects the said difference by deducting . 前記第１配管の外周に断熱材が設けられており、
前記弁シートリーク検査装置は、前記断熱材を貫通して前記第１配管に接触し、前記第１配管の振動を前記第１音響センサに伝達する伝達部材を備える請求項１に記載の弁シートリーク検査装置。 A heat insulating material is provided on the outer periphery of the first pipe,
The valve seat leak test apparatus, the insulation through contact with the first pipe, valve seat according to claim 1, further comprising a transmitting member for transmitting the vibration of the first pipe to said first acoustic sensor Leak inspection device. 前記伝達部材は、前記判定周波数に共振点を有する請求項２に記載の弁シートリーク検査装置。 The valve seat leak inspection device according to claim 2 , wherein the transmission member has a resonance point at the determination frequency. 前記判定部は、前記判定周波数に対応する前記差分の値が閾値より大きい場合に、前記流体の漏洩が発生していると判定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の弁シートリーク検査装置。 The valve seat leak according to any one of claims 1 to 3 , wherein the determination unit determines that the fluid is leaking when the value of the difference corresponding to the determination frequency is larger than a threshold. Inspection device. 前記判定周波数は、４０ｋＨｚを含む所定範囲の周波数である請求項１〜４のいずれか１項に記載の弁シートリーク検査装置。 The valve seat leak inspection device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the determination frequency is a frequency within a predetermined range including 40 kHz. 前記検出部は、前記判定周波数を通過帯域としたバンドパスフィルタを備え、
前記検出部は、前記バンドパスフィルタを通過した前記第１配管の振動から前記バンドパスフィルタを通過した前記暗振動を差し引くことで前記差分を検出する請求項１〜５のいずれか１項に記載の弁シートリーク検査装置。 The detection unit includes a band pass filter having the determination frequency as a pass band,
The detection unit according to any one of claims 1 to 5 , wherein the difference is detected by subtracting the dark vibration that has passed through the band pass filter from the vibration of the first pipe that has passed through the band pass filter. Valve seat leak inspection device. 弁シートに対して流体の流動方向の下流側に位置する第１配管の振動を検出し、
前記第１配管の振動から暗振動を差し引いた差分を検出し、
判定周波数に対応する前記差分の値に基づいて前記弁シートにおける前記流体の漏洩の有無を判定し、
前記弁シートと異なる弁シートに対して流体の流動方向の上流側または下流側に位置する複数の第３配管の振動を検出し、前記複数の第３配管の振動に基づいて弁シートにおける流体の漏洩が発生していないことを示す正常振動を検出し、前記第１配管の振動から前記暗振動として前記正常振動を差し引くことで前記差分を検出する、弁シートリーク検査方法。 The vibration of the first pipe located downstream of the fluid flow direction with respect to the valve seat is detected,
Detecting a difference obtained by subtracting the dark vibration from the vibration of the first pipe;
Determining the presence or absence of the fluid leakage in the valve seat based on the value of the difference corresponding to the determination frequency ;
Vibrations of a plurality of third pipes located upstream or downstream in the fluid flow direction with respect to the valve sheet different from the valve sheet are detected, and fluid in the valve sheet is detected based on the vibrations of the plurality of third pipes The valve seat leak inspection method which detects the said difference by detecting the normal vibration which shows that the leak has not generate | occur | produced, and deducting the said normal vibration as said dark vibration from the vibration of said 1st piping .
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