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閥門泄露檢測技術在石化企業中的應用

發布者:admin 時間:2017/2/8 10:45:42
    引言
    隨著石油化工行業取得良好社會效益和經濟效益的同時,相反對我們生活的環境也造成了相當嚴重的影響。而石油化工行業中閥門泄露就是環境污染的一種代表性污染源,這主要取決于閥門在石油化工行業中的重要作用。在大部分的有毒、易燃易爆以及強腐蝕的石油化工行業中對閥門的使用量是相當大的,而絕大多數我們所不能看到的閥門泄露故障是很平常的現象。這樣,閥門泄露必然會對原材料以及產品產生極大的浪費,同時也會嚴重影響環境,甚至會引起爆炸、火災、中毒等危害生命的重大事故。根據統計數據顯示,在工業裝置中約五分之一的閥門都存在泄露問題。而在近幾十年全世界范圍內的百起爆炸事故中,有近三分之一的事故都是由閥門和管道泄露導致的。由此可以看出,對閥門泄露故障及時并且準確地找出對石油化工行業的安全以及有效的生產是至關重要的。下面就石油化工裝置中引起閥門泄露的原因以及閥門泄露的主要檢測方法做重點探討。
    1 閥門泄露的原因分析探討
    1.1 閥門的分類
    閥門在石油化工行業中有著重要地位,是裝置中用量最多的設備。通過閥門的控制,可以將氣體和液體介質按照生產需要進行調節或阻斷。石油化工生產中的閥門可以分為兩大類:通用閥門和專用閥門。通用閥門包括:減壓閥、蝶閥、球閥、閘閥、截止閥、止回閥、安全閥等等;專用閥門則包括各種專用裝置中所使用的滑閥、高溫蝶閥、四通切換閥、堵焦閥、高溫裂解平板閘閥、低溫閥、固體閥門、高溫高壓角式截止閥和節流閥等。
    1.2 閥門泄露的原因分析
    閥門泄露分為兩種,即外漏和內漏。閥門的內漏就是指閥座和閥芯之間的密封面關閉不嚴,從而使流體流過閥門后無法完全截斷而產生內漏現象。閥門的外漏就是指管道內的介質通過填料由內向外的泄露現象。通常情況下,閥門的外漏會閥門的內漏更為嚴重,閥門的外漏會對原材料以及產品產生極大的浪費,同時也會嚴重影響環境,甚至會引起爆炸、火災、中毒等危害生命的重大事故。
    1.2.1 閥門外漏的原因及分析
    閥門的外漏現象常出現在閥體、閥桿、填料函以及閥體的連接部位。閥體外部泄露的產生源于閥體的制造形式。大部分的閥門都是鑄造而成的,所以容易產生砂眼是必然的。但閥體通過砂眼向外泄露的流量比較小,因此產生的影響比較小,而且這種砂眼可以通過水壓試驗進行檢測。閥桿外部泄露的產生源于閥桿的設計和選材。閥桿的上下動作會使閥門打開和關閉,因此如果在閥桿的設計和選型上有問題的話,就有可能在使用過程中出現閥桿卡住從而無法完全關閉閥門而導致外漏的現象。這種情況導致的外漏量一般會比較大。因此對裝置和周圍環境產生的影響比較大。填料函外部泄露的產生源于:(1)填料壓蓋松動;(2)密封填料不嚴密;(3)填料的材料選擇不當或有質量問題;(4)填料老化或已磨損這四個方面。閥體連接處外部泄露的產生源于:(1)墊片的類型、材質或尺寸的選擇不當;(2)法蘭密封面有質量問題;(3)螺栓連接部位松動;(4)因管道尺寸選擇不合理而導致在閥體連接處產生過大的載荷這四個方面。
    1.2.2 閥門內漏的原因及分析
    閥門的內漏現象常出現在閥門密封、閥板、密封面以及管道內介質。閥門的密封不嚴會導致介質的小流量滲漏,這主要取決于閥門的設計選型和制造工藝。閥板或密封面變形也會導致介質的小流量滲漏。閥門密封面的損傷也會使其密封不嚴,導致小流量滲漏,也會同時伴有大流量滲漏,這主要取決于閥門的制造、運輸、檢驗、安裝和使用過程。工藝管道中的介質如果含有大量的固體雜質,會使閥門無法完全關閉,從而不同程度上會有大流量或小流量的滲漏。綜合以上對閥門泄露原因的分析,我們可以看出,閥門的內漏往往都是小流量的滲漏,極少會有出現大流量滲漏的情況,因此對工藝裝置和周圍環境產生的影響還比較小。而閥門的外漏大部分都會產生較為嚴重的影響。閥門的外漏不但會對原材料及產品產生極大的浪費,同時也會嚴重影響環境甚至引起火災、爆炸、中毒等重大事故。
    2 閥門泄露的檢測方法
    現有的閥門泄露檢測方法很多,但卻沒有一個統一的分類方法。現就比較公認的三種分類方法進行討論:
    2.1 根據檢測的參數將檢測方法分為直接檢測法和間接檢測法。直接檢測法即用檢測器來對閥門外圍所泄露的氣體或液體進行檢測,從而判斷是否是閥門的泄露導致。間接檢測法即通過對流過閥門介質的壓力、流量等運行參數的變化來判斷是否存在閥門泄露情況。
    2.2 根據檢測裝置所處的不同位置將檢測方法分為內部檢測法和外部檢測法。
    2.3 基于硬件和軟件的檢測方法。基于硬件的檢測方法有直接觀察法、光纖檢漏法、油溶性壓力管法、紅外線檢漏法等。基于軟件的檢測方法有負壓波法、質量平衡法、統計檢漏法、壓力點分析法和聲發射法等。
    3 閥門檢測技術在石油化工裝置中的應用
    閥門泄露故障及時準確的發現對石油化工行業安全以及有效的生產是至關重要的。而現有的閥門檢測手段還都是較為簡單的,例如將閥門進行整體的拆卸和檢測維護,而這種閥門檢測技術不但影響正常的生產運行,還會由于閥門長期處于一種沒有日常保養而隱含隱患的情況。而閥門在線檢測技術以其突出的優點:非常有效的檢測出閥門是否存在泄露以及泄露的位置和泄露的程度使得這種技術勢必會代替閥門的整體拆卸而成為企業關注的焦點。現就閥門在線檢測的其中兩種方法進行分析和討論:聲發射法和負壓波法
    3.1 聲發射檢測法
    聲發射也叫應力波發射,是材料中局域源能量快速釋放而產生瞬態彈性波的現象。當閥門由于密封性能不好而進行檢驗時,因從密封面噴射出的介質形成對密封面產生彈性波的紊流,這種彈性波就是泄露聲發射信號。這種信號的強弱與流體的流量、速度、閥前壓力、閥前后壓差、管道布置等因素有關。當這種彈性波信號一旦傳送到材料的表面,聲發射探測器就會探測到這種信號,同時將其轉成電信號,并且進行放大和處理,進而達到在線檢測閥門泄露的目的。聲發射在線檢測法的優點在于其高靈敏度、無需拆卸閥門、方便和可以用于難于接近的閥門。
    3.2 負壓波檢測法
    負壓波檢測法是利用泄露點兩端的傳感器根據液體泄露時瞬間產生的壓力降和負壓波在傳播到上下游的時間差來達到在線檢測閥門泄露的目的。負壓波檢測法的優點在于其高準確度、小施工量、低成本、安裝和維護方便。
    綜上所述,在石化生產中閥門泄露這個重大事故的隱患是對企業的效益、安全以及環境都有重要影響的不容忽視的問題。因此對閥門泄露故障及時準確地發現對石油化工行業安全以及有效的生產是至關重要的。目前,閥門在線檢測技術已日趨成熟,而正因為它能有效的區分閥門泄露的情況,為閥門提供預知性維修手段,所以在不久的將來有著突出優點的聲發射和負壓波閥門泄露在線檢測技術必將得到廣泛應用。
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