阀门在线检测技术在石油化工装置中的应用研究

郭磊

【摘要】众所周知，石油是一种不可再生能源，我们不仅可以通过寻找代替能源的方式来缓解石油危机，还可以通过节约消耗的方式来实现对石油资源的节约。在石油化工装置中，门阀是重要的控制装置，可以有效避免石油泄漏。本文结合门阀的常见问题及原因，浅谈阀门在线检测技术在石油化工装置中的应用。

【关键词】阀门；石油化工装置；应用

石油化工生产的物质往往都具有较强的腐蚀性，某些化学物质甚至含有较强的毒性。由于阀门在石油化工装置中具有控制液体流动及隔离的作用，因此，阀门常常很容易被腐蚀从而产生泄漏。此时，阀门在线检测技术就显得尤为重要了。但是现在的阀门检测技术还不成熟，仍然存在很多问题需要改进。

1 阀门泄漏种类及原因

阀门泄漏根据发生的不同位置可以分为阀门内漏和外漏两种种类。

1.1 阀门外漏的原因分析

阀门外漏指的是生产的物质通过某些结合面时由内向外的泄漏，其主要发生在在阀体、阀杆、填料函以及阀体的连接部位。因此，我们可以依据发生的具体位置来推断阀门外漏的具体原因。

首先，发生在阀体部位的阀门外漏的原因往往是阀体本身质量不过关。阀体是铸造而成的部件，在铸造的过程中由于种种原因很容易出现缺陷，或者是阀体的质地不均匀或者是阀体出现了缝隙，我们称出现的缝隙和漏洞为砂眼。若是阀体的质地不均匀，较薄的地方的承压能力较弱，加上介质流通时对阀体的腐蚀作用，就会导致阀体破损从而产生泄漏。若是出现了砂眼，介质就会通过砂眼泄漏出来。因此，阀体铸造的过程中要加强对产品质量的保障，一旦由于这种原因发生了泄漏也没有很大的关系，因为这种情况下，介质的泄漏量不会很大，而且通过水压试验就可以发现问题。

其次，阀杆的质量问题也是阀门外漏的原因之一。阀杆需要具有灵活性才能保证阀门起到应有的作用。若是阀杆选取的材料不合适或是阀杆设计的不合理，阀杆的灵活性受到干扰就会卡在某处不能动，这样会直接导致阀门的调节不畅，阀门要么因此关不住，要么关不严实，这时，在管道里流动的介质就会泄漏出来。这种情况下的外漏不同于前文所说的由于阀体质量问题所造成的外漏，这种外漏的量非常大，会直接危害环境质量和工作人员的身体健康。

密封填料不能正常发挥作用也会导致阀门外漏。填料的品种不能达到密封的效果或者是密封的填料使用时间过长、使用时磨损较大等等原因都能够造成阀门外漏。这种外漏的介质的数量不会很大，一般是沿着阀杆渗漏，会给管道周围的环境带来一定的危害。

最后，阀体链接部位的密封性不够好也是造成阀门外漏的主要原因之一。现在阀体与阀盖之间的密封是通过法兰来完成的。在这个密封的过程中容易出问题的地方很多。密封面的质量和垫片的质量会直接影响到阀门的质量，若是这些物件的质量不合格，那么阀体连接部位就会容易出现泄漏。

1.2 阀门内漏的原因分析

阀门的重要作用之一就是用于介质的隔离。在进行介质的隔离时需要采用到阀芯和阀座来进行密封。一旦密封出现问题那么阀门就会产生泄漏。这种情况就称之为阀门内漏。阀门内漏具体可分为如下原因。

首先，密封面制作不合格或是密封面不能有效发挥作用都会导致阀门内漏。密封面的表面达不到一定的粗糙程度或是密封面所采用的材料不合适都会使密封面无法承受住磨损和摩擦。管道里的介质以高速流动，密封面若是不能够承受住巨大的压力，不能承受强烈的腐蚀就必然会产生泄漏。

然后，人为的操作错误也会导致阀门内漏。操作人员在关闭阀门时用力过大或是操作过快都会擦伤阀门的相关部件，尤其是会擦伤密封面，时间一久就会造成部件的快速消耗，出现内漏的情况。

其次，阀圈与阀座之间结合的不够严实，阀杆变形或是其他部件出现细小的误差都会导致密封面无法紧紧贴合在一起，这样就会导致密封面不能起到密封的作用，从而产生泄漏。

2 检测阀门泄漏的技术

石油化工生产中产生泄漏不仅会对环境产生危害，对人员身体产生危害还造成大量的资源浪费，因此，加强对阀门泄漏技术的检测十分有必要。在检测中我们需要使用各种手段，充分保证检测的有效性。阀门检测技术在现在可以分为直接检测技术和间接检测技术两种。直接检测技术需要在阀门外面安装检测器直接检测阀门是否有介质外漏的情况，而间接检测技术就需要依靠阀门运行的相关参数来进行检测。

传统的检测方法需要有技术经验的老工人通过各种感官，如看、闻、听等手段来判断是否有泄漏，但是在现代技术设备的帮助下，一些更具有优势的检测方式被应运到检测方面。笔者在这里介绍两种。

2.1 负压波法

在阀门发生泄漏时，泄漏处就会产生出一种压力的瞬时降低。这种压力的降低是由于管道里的物质泄漏而导致的局部液体密度减小。这种压力的降低会通过流体介质向泄漏处的上下游传播。泄漏前的压力比泄漏后的压力法大一些，因此我们若是以泄漏前的压力值作为参考标准，泄漏时的减压波就可以被称之为负压波。利用这种压力的变化就可以准确地确定发生泄漏的位置。

通过负压波测量法的测量原理我们不难发现，采用负压波法来检测阀门的好处就是之一灵敏度高以及定位精准。流体介质的细小夜里变化都可以导致管道里压力的变化，负压波是通过对这种压力变化来实现检测的。它不需要大量的人力劳动，只需要两个压力变送器就可以实现对阀门的检测，因此施工量很小而且成本也不高。

2.2 声发射法

在阀门检测时，若是阀门的密封性能不是很好，那么阀门处就会产生一定的泄漏。这种泄漏出来的流体介质会对密封表面产生冲击而激发弹性波，这种波就是一种声信号，指示阀门的泄漏。因此，工作者只需在阀体的外壁设置声发射传感器就能收集到弹力波，再将其转化为电信号加以放大和显示就能显示对阀门的检测结果。

声发射法的好处之一就是检测方便。在检测的过程中不会影响设备的正常使用，同时检测的结果便于观察。然后，声发射法的另一好处是不需要对阀门进行拆解能够更好地保证阀门的密封性。其次，声发射法对检测环境要求不高，一些易燃易爆，甚至是有毒的环境下，声发射法都可以发挥自己的作用。最后，声发射法的设备安装在阀门的外壁，因此，维修十分方便。

采用传统的检测方法需要将阀门的相关部件进行定期的拆解和维修，这种做法会导致设备的损耗，久而久之还会影响阀门的密封性。但是像负压波法和声发射法这样的在线检测方法就能有效地实现对阀门的检测，是现代阀门检测技术的新力量，正在逐渐引起人们的关注。因此，采用阀门在线检测技术会是阀门检测中的新趋势，前景广阔，同时，阀门在线技术也会在石油化工装置中发挥越来越重要的作用。

3 结语

石油是重要的战略资源，采用在线检测技术能够充分保证阀门的安全性，节约资源。同时石油化工产业也是事故频发的产业，采用阀门在线检测技术能够迅速發现石油及其他毒性物质的泄漏情况，保证石油化工产业的生产安全性。总之，阀门在线检测技术在石油化工装置中会发挥越来越重要的作用。

【参考文献】

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