石油化工装置阀门在线检测技术探析

肖蕊

摘要：近年来，我国的石油化工行业有了很大进展，在石油化工行业中，阀门装置的应用十分广泛。但在实际的炼油生产过程中，由于受到特殊石油化工物质的腐蚀，导致阀门极易产生泄漏问题，并且包括易燃易爆及有毒性的介质。并且，由于阀门泄漏程度的不同，往往难以在检查中被察觉而贻误了最佳时机，不仅使大量的化工介质被浪费，还会对环境、人员安全造成伤害。因此，必须要提升检测与排查能力，确保尽早发现泄漏源，以确保石油化工生产安全。本文首先分析了检测技术，其次探讨了石油化工装置阀门泄露的原因，最后就石油化工装置阀门泄露的检测方法和技术进行研究，以供参考。

关键词：石油化工;装置阀门;在线检测技术

引言

一般来说，石油化工项目大多都会采用EPC总承包模式，也就是说，要让项目的设计环节、采购环节以及后续的建设环节都要做到深度交叉，共同协作，保证工程质量的同时，也能缩短整个建设工期。对于阀门来说，其涉及的材质、类型以及规格都有所不同，不仅结构十分复杂，且涉及的数量庞大。因此有关人员一定要强化阀门的设计、选型、采购管理以及具体施工过程当中的质量控制工作。

1检测技术

阀门故障检测技术是利用传感器对阀门的运行状态进行监测，并获取阀门的工作信号。通过对比历史状态信息，预测并反馈阀门的运行状态。对异常信号进行提取和处理，分析阀门故障的原因机理，确定阀门故障的类型和级别，决定是否进行必要的停车和维修处理。及时、准确地获取阀门的异常信号是阀门故障检测的先决条件，将信号的采集和传感分为针对阀门渗漏的检测方法和针对阀门卡滞、破裂等失效形式的检测方法。

2石油化工装置阀门泄露的原因

在石油化工装置中阀门的泄漏主要发生在阀杆、阀体、填料函的连接位置。在石油化工装置中引起阀门外漏，主要存在以下几点因素：第一，阀门本体的质量问题造成的泄漏。这主要是由于阀门本体铸造缺陷所引起的，在阀门的本体铸造过程中不可避免的存在质量缺陷，追本溯源，這主要是阀门本体应力集中，或是承压能力较为薄弱所引起的介质泄漏，为解决这种泄漏问题，使用人员在正确使用前需进行壳体静水压密封试验，通过试验排除有质量问题的阀门;第二，石油装置阀门的阀杆由于出现卡顿的现象，导致阀门关闭不严或是无法关闭，从而出现装置介质泄漏，不仅会造成周围环境污染，还会影响整个装置的使用;第三，填充介质在密封填料处的泄漏，追本溯源，出现这种泄漏的原因有以下几点，其一，石油化工装置填料的压盖松动;其二，由于没有做好填料处理工作而出现介质泄漏;其三，填料质量不符合相关标准，亦或是因为填料被阀杆磨损、使用时间过长等出现的渗漏现象，这种渗漏流量特征小，装置中的介质会沿着阀杆从管道泄漏。

3石油化工装置阀门泄露的检测方法和技术

3.1振动法

振动法采用传感器捕获阀门管道振动信号，通过对振动信号的处理，分析其时间、频率、加速度等特性，得到模态参数，再与正常模态值对比判断阀门是否发生泄漏。Thompson等人利用振动法对气体阀门进行了大量的实验研究，结果表明该方法操作简单，检测灵敏度高。振动法在实验室环境下，可以检测出较低压差和微小泄漏率的阀门内漏，其检测结果不受阀门种类、管道材质和厚度的影响，仅与管道直径有关。但是其缺点是对工业噪声敏感，有学者对此进行研究，发现振动法能有效捕捉0～20kHz之间的噪声，这将给阀门的泄漏检测带来误差和不确定性。

3.2分布式光纤电缆检测法

这种技术主要就是将光纤紧贴水下管道钢管管壁敷设，依托光时域或频域原理实时动态化的检测管道，我们根据光纤传感技术不同的测量原理，可以将其分成以下几种类型：散射光纤测漏传感技术、Sagnac纤干涉传感技术、光纤布拉格光栅传感技术。

3.3阀门卡滞、破裂等故障的检测方法

（1）安装定位器，该定位器主要针对调节阀，通过检测阀杆位移、输入信号、不平衡力大小、摩擦力等参数，同时通过减小副回路的等效时间来监控阀门的动态特性。根据参数的变化情况判断阀门的状态。（2）利用应变片测量被测部位的应力、扭矩等信息。对阀门壳体应力进行了数值模拟和应变测试，壳体表面并非单向应力，应选用应变片进行测试，结果吻合良好。钳形推力传感器可以用于测量阀杆推力，还有安装在阀门末端的加速度传感器、动态应变计和压力传感器等可实现对阀门数据的实时测量。（3）将红外技术与超声技术结合，可以对阀体等重要部位的裂纹进行检测。除上述常用的检测方法外，还有水检法、卤素法、氦质谱法等，但因存在误差、易造成污染等原因，不适合大规模工业化生产。

3.4提升管道生产的质量控制

在购入管道材料时，工作人员一定要严格把控对应的材料质量，在实际安装时也要结合相关标准对材料进行调试以及试用。当基础环节完成以后，有关人员也要严格做好后续的检查工作，只有当检验合格以后，才能开展后续工作，并且更加牢固地对管道的各项连接部位进行焊接处理。上述步骤完成以后，工作人员也要及时检验，使连接部位的安全性以及密封性能够得到最大保障。

4应用前景

阀门看似石油化工生产中的微小单元，但其作用的发挥却影响着企业生产安全及经济效益，一旦出现阀门泄漏问题，势必会诱发严重的后果，对于企业而言往往是难以估量和承受的，更不利于企业今后的持续发展。并且，如果仅仅依赖于传统的人工力量实施阀门检测，不仅检测的效率低、成本高、质量差，无法真正排除生产环节中的安全隐患。据此，在实际的管理与操作中，应当注重检测技术的优化和升级，提升阀门泄漏检测的科学性、融合性，及时发现阀门泄漏隐患或问题，并在最短时间内进行处理，实现透明化管理的目标。

结语

综上所述，阀门故障检测技术的研究与发展对于工业生产尤为重要，通过对不同检测方法进行论述，总结其优缺点，为试验研究提供了便利条件，为阀门的可靠性和工业生产的顺利进行提供必要的技术支持。由于受使用条件和检测环境的影响，应考虑多种方法辅助进行，以提高检测精度。对于噪声等干扰信号，应采取相应的处理措施，防止对检测结果产生不利影响。应继续深入研究阀门检测方法，扩大其使用范围，提高检测效率，降低成本。

参考文献：

[1]潘明浩.阀门在线检测技术在石油化工装置中的应用前景[J].企业技术开发（下旬刊），2014，33（2）：32-33.