本文選題：聲發(fā)射 + 閥門內(nèi)漏��； 參考：《東北石油大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：在石油化工系統(tǒng)的裝置中,閥門是不可或缺的部分,在此系統(tǒng)中,一直對閥門保持較高的使用率。由于在該系統(tǒng)生產(chǎn)過程中閥門內(nèi)的介質(zhì)多數(shù)具有腐蝕性、有毒、易燃、易爆等特點,閥門可靠性和安全性一直是人們關(guān)注的焦點,而在實際使用中,閥門內(nèi)漏事故時常發(fā)生,而且絕大部分閥門內(nèi)漏是難以發(fā)現(xiàn)的,這不但會導(dǎo)致原材料及產(chǎn)品的大量浪費,并且也會對周邊的環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞,更嚴(yán)重的是會產(chǎn)生災(zāi)難性的安全大事故。因此,研究有效、準(zhǔn)確的閥門內(nèi)漏檢測技術(shù)具有重要應(yīng)用前景。本文將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于檢驗閥門內(nèi)漏故障檢測方面,采用理論和實驗研究相結(jié)合的方法對閥門內(nèi)漏聲發(fā)射特性進行研究。首先,以閥門內(nèi)漏發(fā)聲機理理論為基礎(chǔ),得知閥門發(fā)生內(nèi)漏時,閥體內(nèi)介質(zhì)在泄漏孔前后壓力差的作用下從泄漏孔處高速噴射而出,在泄漏孔處產(chǎn)生波動壓力場形成湍射流,從而產(chǎn)生聲發(fā)射信號。并針對閘閥的截流原理及其內(nèi)部結(jié)構(gòu),對閘閥內(nèi)部泄漏的流道進行了簡化處理,采用FLUENT針對閘閥在不同開度下泄漏的流場進行仿真模擬,分析了進口壓力和開度對泄漏口處的流體的影響。在閥門開度固定的情況下,隨著進口壓力的增加,在泄漏口處及泄漏流道的邊角處壓力分布較高,并逐漸向中心處遞減,但壓力梯度變化不明顯。在進口壓力固定的情況下,隨閥門開度的增大,壓力分布較高的區(qū)域同樣是在泄漏口處及泄漏流道的邊角處,并逐漸向中心處遞減,但壓力梯度的變化明顯,層次清晰。其次,以蝶閥和閘閥為研究對象,分別設(shè)計搭建了氣體、液體介質(zhì)閥門內(nèi)漏故障模擬實驗臺和相應(yīng)的聲發(fā)射檢測系統(tǒng);通過不同壓力,開度和泄漏率下聲發(fā)射檢測實驗,得到內(nèi)漏聲發(fā)射信號幅值、能量、振鈴計數(shù)、有效值電壓隨閥門進口壓力和開度的變化規(guī)律,并根據(jù)以上聲發(fā)射參數(shù)變化規(guī)律確定傳感器的最佳布置位置。同時得出進口壓力、閥門開度會對內(nèi)漏聲發(fā)射信號的強度、頻譜分布情況產(chǎn)生影響的結(jié)論。將不同泄漏率下的聲發(fā)射信號有效值電壓按雙對數(shù)關(guān)系通過MATLAB加以擬合,可得到不同進口壓力下聲發(fā)射信號有效值電壓與泄漏率的定量關(guān)系。最后,采用譜分析和波形分析對采集到的聲發(fā)射信號進行處理。通過譜分析確定閥門內(nèi)漏聲發(fā)射信號頻率所集中的范圍以及開度變化對閥門內(nèi)漏聲發(fā)射信號頻率的影響。通過小波包分解得到的在各頻段的信號能量分布情況得出聲發(fā)射信號能量主要集中的頻帶。得出了FFT功率譜、FFT功率譜密度以及經(jīng)小波包分解得到的在各頻段的信號能量分布特點都與閥門內(nèi)漏有一定的關(guān)系,可以用于表征閥門內(nèi)漏的狀態(tài)。根據(jù)在實驗室條件下獲取的不同工況下的閘閥內(nèi)漏聲發(fā)射信號的特點和檢測條件,總結(jié)了一套適用于現(xiàn)場閘閥內(nèi)漏聲發(fā)射檢測的方案,為現(xiàn)場檢測提供有效的指導(dǎo)。
[Abstract]:Valve is an indispensable part of petrochemical system, in which the high utilization rate of valves has been maintained.Due to the corrosive, toxic, flammable and explosive characteristics of the media in the valve during the production of the system, the valve reliability and safety have been the focus of attention, but in practical use, the valve internal leakage accidents often occur.And most of the valve leakage is difficult to find, which will not only lead to a large amount of waste of raw materials and products, but also will cause irreversible damage to the surrounding environment, more serious is will produce catastrophic safety accidents.Therefore, the study of effective and accurate valve leak detection technology has an important application prospect.In this paper, acoustic emission technology is applied to the detection of valve internal leakage fault, and the characteristics of valve internal leakage acoustic emission are studied by combining theoretical and experimental research.First of all, based on the theory of sound mechanism of valve internal leakage, it is known that when the valve has internal leakage, the medium in the valve body ejects from the leak hole at high speed under the action of the pressure difference before and after the leakage hole, and the turbulent jet is formed by the fluctuating pressure field at the leak hole.Thus, acoustic emission signals are generated.According to the closure principle of gate valve and its internal structure, the flow channel of gate valve internal leakage is simplified, and the flow field of gate valve leakage under different opening degree is simulated by FLUENT.The influence of inlet pressure and opening on the fluid at the leak is analyzed.With the increase of inlet pressure, the pressure distribution is higher at the leakage outlet and the edge corner of the leakage channel, and gradually decreases to the center, but the pressure gradient is not obvious.In the case of fixed inlet pressure, with the increase of valve opening, the area with higher pressure distribution is also at the leakage mouth and the edge corner of the leakage passage, and gradually decreases to the center, but the pressure gradient changes obviously and the level is clear.Secondly, taking butterfly valve and gate valve as research objects, the simulation test bench of gas and liquid medium valve internal leakage and the corresponding acoustic emission detection system are designed and built, and the acoustic emission detection experiment is carried out under different pressure, opening and leakage rate.The amplitude, energy, ringing count and effective value voltage of the internal leakage acoustic emission signal are obtained with the valve inlet pressure and opening degree. The optimum position of the sensor is determined according to the above changes of acoustic emission parameters.At the same time, it is concluded that the inlet pressure and valve opening will affect the intensity and spectrum distribution of the internal leakage acoustic emission signal.The quantitative relationship between the effective value voltage and leakage rate of AE signal under different inlet pressure can be obtained by fitting the RMS voltage of AE signal with double logarithmic relation by MATLAB under different leakage rate.Finally, spectral analysis and waveform analysis are used to process the collected acoustic emission signals.Through spectrum analysis, the concentration range of acoustic emission signal frequency in valve and the influence of the change of opening degree on the frequency of leakage acoustic emission signal in valve are determined.The distribution of signal energy in each frequency band is obtained by wavelet packet decomposition, and the frequency band in which acoustic emission signal energy is mainly concentrated is obtained.It is concluded that the power spectral density of FFT power spectrum and the characteristics of the signal energy distribution in each frequency band obtained by wavelet packet decomposition are related to the leakage in the valve, which can be used to characterize the state of the leakage in the valve.According to the characteristics and detection conditions of acoustic emission signals in gate valves under different operating conditions obtained in laboratory, a set of schemes suitable for the detection of leakage acoustic emissions in gate valves are summarized, which can provide effective guidance for field detection.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ055.81;TE65

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張穎,戴光,朱國伏,李偉,董風(fēng);重整反應(yīng)器的聲發(fā)射檢測與評定[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報;2004年05期

2 朱祥軍;;聲發(fā)射檢測中利用能量進行定位的新方法[J];中國測試;2011年01期

3 齊發(fā)致;羅桂山;;聲發(fā)射檢測的應(yīng)用[J];船舶標(biāo)準(zhǔn)化工程師;2013年04期

4 仁諒;聲發(fā)射檢測技術(shù)目前所面臨的任務(wù)和今后的方向[J];化工煉油機械;1981年03期

5 王樂生;;聲發(fā)射檢測技術(shù)在石油管道及壓力容器行業(yè)中的應(yīng)用[J];焊接技術(shù);2007年S2期

6 黃濤;鄧勇剛;李平華;;聲發(fā)射檢測技術(shù)在高壓管匯臺閥門密封檢測中的運用[J];價值工程;2012年21期

7 張曉斌;王春強;李建勛;朱政果;黃健;黃就;;聲發(fā)射檢測的一次升壓信號分析[J];無損檢測;2012年10期

8 樂開白;姚力;馬學(xué)榮;賴德明;左繼鋒;;大型風(fēng)洞承壓殼體聲發(fā)射評價的試驗研究[J];無損檢測;2012年11期

9 張長青;用聲發(fā)射檢測鉆頭破損(上)[J];組合機床與自動化加工技術(shù);1987年12期

10 曹懷祥;祝衛(wèi)國;宋明大;袁濤;王春茂;;層板包扎高壓容器聲發(fā)射檢測[J];無損檢測;2008年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 唐興;張偉斌;;聲發(fā)射檢測在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用進展[A];全國危險物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會論文集（上）[C];2011年

2 王樂生;;聲發(fā)射檢測技術(shù)在石油管道及壓力容器行業(yè)中的應(yīng)用[A];第四屆石油工程焊接技術(shù)交流研討會論文集[C];2006年

3 王蒙;陽能軍;王新剛;;聲發(fā)射檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[A];第十屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（2011）上冊[C];2011年

4 歐燕;王永宏;;聲發(fā)射檢測中的噪聲信號及其分析處理[A];陜西省第九屆無損檢測年會陜西省機械工程學(xué)會無損檢測分會論文集[C];2004年

5 呂福堂;武占軍;;聲發(fā)射檢測在5000立方液氨球罐定期檢驗中的應(yīng)用[A];2006年西南地區(qū)第九屆NDT學(xué)術(shù)年會暨2006年全國射線檢測新技術(shù)研討會論文集[C];2006年

6 李力;趙美云;方子帆;趙春華;;水電站起重機械結(jié)構(gòu)聲發(fā)射檢測與安全評價[A];第十二屆全國設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

7 田建軍;鄧勇剛;喻婷;譚競芳;;汽車起重機臂梁聲發(fā)射檢測技術(shù)初探[A];2007四川省理化檢驗、無損檢測學(xué)術(shù)交流年會論文集[C];2007年

8 陽能軍;湯偉;龍憲海;雷濤;;EMD及其在聲發(fā)射檢測中的應(yīng)用研究[A];2008年全國振動工程及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議暨第十一屆全國設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

9 陶元宏;關(guān)衛(wèi)和;李劍;郭鵬舉;程華云;;聲發(fā)射技術(shù)檢測大型常壓立式儲罐底板的泄漏[A];2011年安徽省科協(xié)年會——機械工程分年會論文集[C];2011年

10 李國維;姜樸;;粘性土拉裂的聲發(fā)射檢測[A];中國土木工程學(xué)會第七屆土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];1994年

相關(guān)重要報紙文章 前4條

1 吳占穩(wěn) 記者 史玉成;我國聲發(fā)射檢測技術(shù)獲得國際肯定[N];中國質(zhì)量報;2013年

2 特約記者 肖云 通訊員 張鵬;研究院進軍儲罐聲發(fā)射檢測技術(shù)領(lǐng)域[N];石油管道報;2010年

3 記者 史玉成;攻克技術(shù)難題 創(chuàng)造巨大效益[N];中國質(zhì)量報;2011年

4 章志鍵;創(chuàng)新檢測技術(shù) 創(chuàng)出巨額效益[N];中國質(zhì)量報;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 杜剛;基于聲發(fā)射檢測技術(shù)的核電用304不銹鋼腐蝕行為研究[D];天津大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 賈鑫;閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測實驗研究[D];東北石油大學(xué);2015年

2 畢學(xué)文;聲發(fā)射檢測技術(shù)在化工生產(chǎn)中的開發(fā)與應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2011年

3 王明;光纖聲發(fā)射檢測系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 張英豪;多通道光纖聲發(fā)射檢測系統(tǒng)的研制[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

5 黃瑾;儲罐的聲發(fā)射檢測技術(shù)應(yīng)用研究[D];西安石油大學(xué);2012年

6 劉俊鋒;光纖聲發(fā)射檢測與定位的理論及實驗研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

7 趙佳;罐底腐蝕聲發(fā)射信號降噪研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

8 楊柳;楊樹水脅迫聲發(fā)射檢測系統(tǒng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

9 劉艷;聲發(fā)射檢測中傳感器布置及聲源定位的研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

10 帖少東;缸套內(nèi)壁耐磨涂層質(zhì)量的聲發(fā)射檢測方法研究[D];大連海事大學(xué);2009年

，

本文編號：1766728