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安全閥泄漏聲發(fā)射檢測試驗(yàn)研究

文檔作者：張忠政梁華業(yè)成蔡文生蔣俊崔強(qiáng) 方學(xué)鋒文檔來源：南京市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月08日
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第40卷第6期
2011年11月
石油化工設(shè)備
PETRC卜CHEMICAL EQUIPMENT
Vo1．40 NO．6
NOV．2O11
文章編號：1000—7466(2011)06—0016—04
安全閥泄漏聲發(fā)射檢測試驗(yàn)研究
張忠政，梁 華，業(yè) 成，蔡文生，蔣 俊，崔 強(qiáng)，方學(xué)鋒
(南京市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院，江蘇南京 210O02)
摘要：主要通過對安全閥加載泄漏過程聲發(fā)射監(jiān)測，應(yīng)用參數(shù)和波形分析方法研究了安全閥泄漏
時(shí)的聲發(fā)射信號特性。研究結(jié)果表明，聲發(fā)射技術(shù)可有效實(shí)現(xiàn)安全閥泄漏監(jiān)測和檢測，撞擊數(shù)和幅
度參數(shù)可以較好地表征安全閥泄漏的不同階段，試驗(yàn)條件下安全閥泄漏信號頻率范圍為0～
500 kHz，中心頻率約為60 kHz，其它條件信號頻率特性需進(jìn)一步研究。研究結(jié)果對安全閥在線監(jiān)
測和檢測以及校驗(yàn)等方面具有參考意義。
關(guān)鍵詞： 安全閥；泄漏；聲發(fā)射；檢測
中圖分類號：TG 1l5．28 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
Research of Acoustic Emission Test on Safety Valve Leak
ZHANG Zhong-zheng，LIANG Hua，YE Cheng，CAI W en’sheng，
JIANG Jun，CUI Qiang，F(xiàn)ANG Xue-feng
(Nanjing Boiler&amp;amp; Pressure Vessel Supervision and Inspection Research
University，Nanjing 210002，China)
Abstract：One case of acoustic emission test on safety valve leak was done and the signals char—
acters were analyzed by parameters and waveform analytical method．The results indicate that the
acoustic emission technology can effectively detect and monitor leak of safety valve，hit counts
and amplitude parameters can characterize the different stages of leak，the leak signals frequency
range is from 0 Hz to 500 kHz and center frequency is about 6O kHz in the case，for others case
the frequency characters need further research．The research result will provide important refer—
enees to on—line monitoring and detection，calibration，and other aspects of safety valve．
Key words：safety valve；leak；acoustic emission；test
安全閥是鍋爐、壓力容器和壓力管道上的重要
安全附件，一旦泄漏會(huì)引起系統(tǒng)消耗，甚至造成系統(tǒng)
停車。因此，對承壓設(shè)備，特別是裝置核心設(shè)備安全
閥泄漏狀況的掌握顯得至關(guān)重要。
聲發(fā)射技術(shù)作為一種先進(jìn)的無損檢測技術(shù)，近
些年開始在閥門泄漏檢測中應(yīng)用l1 ]，但專門針對
安全閥泄漏檢測方面的研究還比較少。文中主要通
過對安全閥泄漏過程的聲發(fā)射監(jiān)測，研究安全閥泄
漏聲發(fā)射特性，從而為安全閥泄漏聲發(fā)射檢測等工
程應(yīng)用提供參考。
1 試驗(yàn)條件
1．1 試驗(yàn)儀器
試驗(yàn)用安全閥為彈簧式安全閥，型號A48Y-
16C，通徑50 mm，開啟壓力0．85 MPa，。安全閥定
壓校驗(yàn)臺(tái)型號為SAT—QYⅡ，校驗(yàn)最大通徑：法蘭
式安全閥250 mm、螺紋式安全閥80 mm。校驗(yàn)最
大壓力30 MPa，測試介質(zhì)為空氣或氮?dú)狻?
試驗(yàn)用聲發(fā)射儀為美國PAC公司生產(chǎn)的
POCKETAE一2型2通道聲發(fā)射系統(tǒng)，聲發(fā)射傳感
收稿日期：2011-06—12
作者簡介：張忠政(1977一)，男，遼寧凌海人，工程師，碩士研究生，主要從事壓力容器檢驗(yàn)工作。
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第6期 張忠政，等：安全閥泄漏聲發(fā)射檢測試驗(yàn)研究 · 19 ·
析結(jié)果吻合。
3．3 安全閥泄漏聲發(fā)射信號機(jī)理
安全閥閥體泄漏聲發(fā)射信號的產(chǎn)生一般被認(rèn)為
主要是介質(zhì)高速穿過微小空隙，由于振動(dòng)、突然膨
脹、減速、擴(kuò)張或撞擊形成紊流激發(fā)應(yīng)力波，沿閥體
傳播形成聲發(fā)射信號。泄漏信號的強(qiáng)弱與孔徑、壓
力等因素密切相關(guān)_1 。測試試驗(yàn)中1 傳感器距離
閥體密封面較近，信號衰減較小。而2*傳感器距離
閥體密封面較遠(yuǎn)，受閥體不規(guī)則等因素影響，導(dǎo)致其
信號衰減較大，靈敏度差。
在泄漏發(fā)生前，沒有氣體與閥體密封面的摩擦，
幾乎無聲發(fā)射信號。當(dāng)壓力升到0．5 MPa時(shí)，閥瓣
與閥座密封面出現(xiàn)微小縫隙導(dǎo)致氣體泄漏。加載累
積了較大能量的氣體突然釋放形成高速射流，激發(fā)
出應(yīng)力波，信號撞擊率、能量和幅度較大。繼續(xù)升壓
(0．5～O．85 MPa)，撞擊數(shù)、幅度和能量降低，主要
是泄漏后氣體能量釋放，泄漏處壓力降低，附近氣體
補(bǔ)充，縫隙變大，壓力下降，流速降低。當(dāng)壓力升到
開啟壓力(O．85 MPa)時(shí)安全閥開啟，氣體能量充分
釋放，此時(shí)氣體與閥瓣、閥座密封面及其閥體部位摩
擦面積迅速增大，同時(shí)壓力較高，撞擊數(shù)、幅度、能量
迅速增加。隨著壓力降低(0．85～0．5 MPa)，安全
閥關(guān)閉，摩擦接觸面減小，信號撞擊數(shù)、幅度及能量
下降。當(dāng)壓力繼續(xù)降低至小于0．5 MPa時(shí)，閥門無
氣體泄漏，聲發(fā)射信號消失。
4 結(jié)語
聲發(fā)射技術(shù)具有對安全閥泄漏的監(jiān)測和檢測能
力。安全閥泄漏不同階段可通過聲發(fā)射參數(shù)(撞擊
數(shù)和幅度)表征和識別。在測試案例中，安全閥泄漏
聲發(fā)射信號頻率為0～ 500 kHz。中心頻率約為
60 kHz，而其它工況和型式安全閥的泄漏信號頻率
特性需經(jīng)試驗(yàn)進(jìn)一步研究確認(rèn)。研究結(jié)果對類似安
全閥在線監(jiān)測和檢測以及校驗(yàn)等工程應(yīng)用具有一定
的參考價(jià)值。
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(張編)
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