华鑫美
浙江永盛科技股份有限公司 浙江 杭州 311407
摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，阀门是长输天然气管道系统的重要设施，由于制造、施工、维护和保养原因导致阀门内漏，对天然气管道运行造成严重威胁。以应用最广泛的固定式全焊接球阀为例，分别从制造、施工和运行三个方面，分析了阀门内漏失效机理和原因。阐述了阀门内漏检测技术的适用范围和优缺点，以及阀门微小渗漏的简易处置程序。研究阀门内漏失效机理和控制措施，可以消除管道安全隐患，对于提升管道管理水平具有积极意义。
关键词：输气管道；球阀；密封；内漏；检测
引言
天然气在当今社会的发展中具有十分重要的积极作用，在不断推动社会经济发展的同时也在不断满足人民群众日益增长的需要。然而，对于这一能源资源来讲其运输的过程十分重要，尤其是对于长输管道阀门的正常使用应更加引起人们的重视。因为作为长输管道的阀门来讲，在天然气的运输过程中具有无法替代的中转的作用，可以控制管道内的介质的流通、断开与改变方向等，对于天然气的运输具有至关重要的积极作用。要保证天然气长输管道阀门的正常工作，保证天然气的正常运输，必须要定期或不定期地对长输管道的阀门进行维护与保养。
1声发射阀门内漏在线检测基本原理
声发射是一种常见的物理现象，大多数工程材料在受到形变或外界作用时都会产生声发射。通过对材料在产生声发射时所发射出信号的接收、处理和分析，可推断材料内部结构或缺陷性质和状态变化的干扰信息。当天然气管道阀门由于磨损、腐蚀、变形等原因导致密封面产生缝隙、发生泄漏时会产生连续的声发射信号，采用灵敏的仪器采集时域的声发射信号，对其信号能量分析处理，对泄漏声压和声强等声源特征参数进行分析，推断出材料内部微观状态和可能的变化趋势，从而可以判断出泄漏强度。根据阀门泄漏时产生具有连续型的较强信号(声发射信号)的特点，采用声发射率和能量作为表征参数，且声发射信号的幅度与泄漏速率成正比，最终能获得更丰富的声发射信号数据，为故障识别提供依据。
2长输管道阀门内漏失效分析和控制措施?
2.1阀门外泄漏红外热像检测技术
红外热像仪的工作原理：利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，在光学系统和红外探测器之间，由光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换显示为红外热像图。利用红外热像仪扫描阀门外部，可以实现对介质与环境存在温差的外泄漏阀门进行检测。其优点是可以直观地判断阀门是否存在外泄漏的情况，并能准确地测定阀门外泄漏的部位。目前，市场上包括弗利尔的T6xx系列、德国德图的testo885等型设备的热灵敏度值均小于0.03℃，如此高的灵敏度完全满足了油气储运工业现场阀门外泄漏检测的技术要求。
2.2在设备运行中也要时刻注意天然气长输管道阀门的维护与保养
在设备运行前对天然气长输管道阀门进行维护与保养是确保其正常工作前提，而在设备运行中对天然气长输管道阀门进行维护与保养则是确保其正常工作的关键。一般看来，天然气的长输管道是埋藏于地下一定的深度，其阀门的维护和保养起来相对比较麻烦。因此，在此时对天然气长输管道阀门的维护与保养，可以定时对于阀门的开关进行开启或关闭，以最大程度地保证其阀门的灵活性，降低其由于长时间的处于某一部位而被锈蚀或腐蚀；同时必须严格按照相关的流程操作，最大程度地避免无原则的人为操作；同时也可以采用先进的科学技术信息，对相关的阀门进行远距离的电子操控，以便最大程度地保护阀门的正常使用。
2.3管段压力检测
关闭管段前后截断阀，管段内气体进行放空，关闭放空阀。通过有无气体节流声确认阀门内是否存在气体，如存在节流声，证明阀门存在内漏；如不存在节流声，在10小时后打开放空阀，再次确认气体节流声。该方法简单直观，需要操作切换工艺流程，验证过程需要时间多；如出现压力回升，需借助专业设备确定泄漏点。
2.4各型阀门内泄漏声发射检测设备
（1）美国物理声学公司。该公司其生产的Valve-Squeak可实现阀门内漏的定性检测；VPAC-5133阀门内漏检测系统可实现阀门内漏的定性及定量检测。数年前，某单位曾于某成品油管线上对该阀门泄漏定量检测设备准确性进行了验证，试验结果表明该设备准确性与真实泄漏量尚存在些许偏差，但总体偏差不大。（2）比利时SDT公司。该公司生产的SDT270型等内漏检测设备主要应用于阀门内泄漏的定性检测。（3）北京声华兴业科技有限公司。该公司是我国较为出众的从事无损检测尤其声发射检测设备生产的企业，其生产的SPAES主要用于阀门内泄漏的定性检测。（4）德国瓦伦公司。该公司是专业致力于声发射检测设备生产与销售的企业，其生产的LSM1可应用于阀门内泄漏的定性检测。
2.5阀门内漏处理方法
阀门微小渗漏采用清洗及注脂维护方式，或者调节行程限位以减缓泄漏。阀门处理后持续监测，运行一年后进行检测。如阀门内漏量达到不可接受数值，考虑进行维修或替换，分体式法兰连接阀门的阀座和密封圈允许现场维修或更换；全焊接式阀门应返厂维修。如检测阀门存在内漏，可按照下列程序对阀门进行简易处理。（1）调整工艺流程，开关阀门若干次，利用管道中高速气流吹扫球体和密封面上的杂质；（2）检查、调整阀门限位，确认阀门全开或全关状态；（3）缓慢注入少量润滑脂，结合注脂枪出口压力表变化，判断阀门内漏程度和止漏情况；（4）如密封脂已硬化，应注入清洗液，清洁密封面和阀座的固体杂质，再注入新的润滑脂，开关操作阀门几次，将杂质、污物排出阀座和密封面；（5）将阀门处于全关状态，如仍存在内漏，可能是密封面产生损伤，注入加强型密封脂。
2.6声发射检测系统
分为由声发射传感器、放大器、信号采集处理系统组成的硬件系统和分析软件两部分。硬件系统主要实现阀门内漏过程声发射信号的采集、放大、传输;软件部分负责完成采集信号的数据分析(确定阀门内漏程度)和结果输出(包括分析结果的显示、存储与打印)。
结语
（1）阀座密封设计宜采用多重密封方式和耐磨损措施，提高密封脂产品性能指标；（2）阀门制造中加强注脂管路防护，例如防止焊渣等杂质进入，考虑管壁防腐处理；（3）阀门运输中注意对放空、排污管路和注脂管路的保护，避免磕碰挤压，必要设置支撑；（4）阀门和执行机构在调试阶段做定位标识，阀门安装时检查确认限位是否准确；（5）加强阀门施工全过程管理。焊接前，禁止拆卸阀门两侧的保护罩，保证阀门处于全开状态；焊接操作严格控制预热、层间和焊接温度；焊接后应阀门内杂质、污物清理干净；（6）选择专用流量和压力调节阀替代球阀控制管道运行工况；（7）按照规定周期进行阀门维护保养。
参考文献
[1］夏琼．石化企业阀门泄漏的原因分析及对策［J］．石油化工设备技术，2005(2):23－25．
［2］马飞，曾斌，李文斌，等．多型号共用阀门统一验收实践［J］．航天工业管理，2014(11):65－67．
［3］刘贵杰，徐萌，王欣，等．基于HHT的管道阀门内漏声发射检测研究［J］．振动与冲击，2012，31(23):62－66．
［4］李星，杨超，施展．声发射技术在压力容器检测中的应用分析［J］．科技传播，2014(16):225．
［5］王旭东，梁箫．声发射现象与声发射技术［J］．电子制作，2013(4):52．