閥門(mén)內漏的聲學(xué)在線(xiàn)檢測大慶油田地面設施及設備的承壓閥門(mén)因磨損、腐蝕或其他原因已出現內漏。由于內漏很難發(fā)現，部分故障閥門(mén)沒(méi)有得到及時(shí)更換，影響了生產(chǎn)并存在安全隱患。因此，閥門(mén)在線(xiàn)檢測技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，目前的核心技術(shù)是利用聲發(fā)射技術(shù)在線(xiàn)檢測石油、石化、電廠(chǎng)等行業(yè)各種閥門(mén)的泄漏。

　　1聲發(fā)射檢漏的基本原理

　　（1）聲發(fā)射信號及其表征參數

　　任何金屬材料、構件在外力或內力作用下發(fā)生摩擦、裂紋或塑性變形時(shí)，以彈性波的形式釋放出應變能的現象，稱(chēng)為聲發(fā)射。當聲發(fā)射波在有限介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到界面會(huì )發(fā)生折射和反射，并且在固體表面轉換為表面波以很高的速度沿表面傳播。這些來(lái)自聲發(fā)射源（即故障點(diǎn)）的聲發(fā)射波具有源的特征信息，利用這些信息可以反映出構件的故障與缺陷情況。表征聲發(fā)射信號的參數有聲發(fā)射率、幅度與幅度分布及能量。

　　（2）閥門(mén)發(fā)生內漏時(shí)聲發(fā)射信號的特點(diǎn)

　　當閥門(mén)的嚴密性較差時(shí)，總有少量流體經(jīng)過(guò)閥門(mén)的縫隙噴射而出，產(chǎn)生高速射流，此高速流體對管壁產(chǎn)生沖擊而激發(fā)彈性波，即聲發(fā)射。它屬于連續型聲發(fā)射信號，類(lèi)似于白噪聲，其頻率在30～50kHz。

　　閥門(mén)泄漏時(shí)產(chǎn)生的聲發(fā)射信號的特點(diǎn)：1泄漏所激發(fā)的聲發(fā)射波是連續型的；2泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射信號比較強，且其幅度大小與泄漏速率成正比，與信號的均方根值成正比。

　　根據泄漏所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號的特點(diǎn)，表征參數采用聲發(fā)射率和能量，它能獲得更豐富的聲發(fā)射信號數據，為故障識別提供更充分的依據。

　　2超聲波檢測儀的現場(chǎng)應用

　　（1）檢測儀簡(jiǎn)介

　　當泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射波傳到傳感器時(shí)，由傳感器將聲發(fā)射波轉換為電壓信號沿導線(xiàn)傳輸到檢測儀，前置放大器的作用是放大傳感器送來(lái)的信號，濾波器的作用是提高信噪比，門(mén)檻電路的作用是剔除背景噪聲。微處理器對信號進(jìn)行計算、分析、判斷，當閥門(mén)無(wú)泄漏時(shí)，顯示屏的讀數為0；若有泄漏，則顯示值隨泄漏程度而變化，泄漏越大，數值也越大。泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射信號中的音頻成分經(jīng)過(guò)處理后送到耳機，耳機用于收聽(tīng)泄漏時(shí)的聲音。當閥門(mén)泄漏時(shí)，由耳機可以聽(tīng)到聲強不同的聲音，根據聽(tīng)到的聲音強弱也可以判斷泄漏的程度。

　　（2）閥門(mén)嚴密性檢驗

　　用超聲波檢測儀檢測閥門(mén)高壓系統時(shí)，通常采用比較讀數來(lái)確定是否泄漏：第一步，接觸上游側，降低靈敏度，把其他聲音降至最小；第二步，接觸閥座及下游側；第三步，比較聲音的差異，如果閥門(mén)泄漏，閥座或下游側的聲振強度等于或大于上游側的聲音強度。

　　在檢測低噪聲系統時(shí)，接觸閥門(mén)下游，采用選頻方式至能清楚聽(tīng)到液流聲，根據讀數大小判斷是否泄漏及泄漏狀況。

　　采用四點(diǎn)比較法檢測下游干擾時(shí)，這些干擾有時(shí)很大，可以傳播到需要檢測的區域，導致閥門(mén)泄漏的錯誤指示。四點(diǎn)法包括：選擇上游的兩個(gè)等距離點(diǎn)A點(diǎn)和B點(diǎn)，再選擇下游的兩個(gè)等距離點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)。將A點(diǎn)和B點(diǎn)的信號強度與C點(diǎn)和D點(diǎn)的信號強度進(jìn)行比較，如果C點(diǎn)高于A(yíng)點(diǎn)和B點(diǎn)，說(shuō)明閥門(mén)存在泄漏；如果D點(diǎn)高于C點(diǎn)，說(shuō)明聲音是從下游的其他點(diǎn)傳來(lái)的。

　　當氣體、液體在管路中泄漏時(shí)，由于摩擦而產(chǎn)生超聲波。SONAPHONEE可以接收到超聲波信號，并將超聲波信號轉換成電信號顯示在顯示屏上。同時(shí)又將聲發(fā)射信號處理為可聽(tīng)到的聲音傳送到耳麥，并且可以通過(guò)紅外線(xiàn)界面傳送到PC機上。

　　3結語(yǔ)

　　（1）應用聲發(fā)射技術(shù)對閥門(mén)（如摻水閥、氣閥組旁通閥）進(jìn)行嚴密性檢測，可保證安全生產(chǎn)和能耗控制的準確性。

　　（2）對老區改造中更換的閥門(mén)進(jìn)行檢測，可為立項決策提供依據，并降低了改造費用。

　　（3）超聲波檢測技術(shù)可以實(shí)現閥門(mén)在線(xiàn)檢測，操作簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)快速，數據直觀(guān)。目前該檢測設備只能定性確定閥門(mén)內是否存在泄漏。