[发明专利]一种阀门内漏检测模拟装置及其气体阀门内漏率声发射诊断方法

摘要

本发明涉及一种阀门内漏检测模拟装置及其气体阀门内漏率声发射诊断方法，其阀门内漏检测模拟装置包括缓冲罐，缓冲罐的一端与空压机相连接，缓冲罐的另一端与流量计相连接，缓冲罐上设有压力表；缓冲罐与流量计之间连接设有测试阀。其能够解决气体阀门内漏的检测问题，实现石化阀门内漏检测评估；其利用阀门内漏检测模拟装置进行阀门内漏声发射检测实验，采集声发射参数，通过利用公式建立阀门内漏率评估公式模型，应用数据库进行拟合，实现阀门内漏率诊断，其能够有效进行阀门内漏的在线检测，避免停工带来的经济损失；其能够保证实验中压力平稳，实现对阀门内漏率进行估算。

主权项

1.一种气体阀门内漏率声发射诊断方法，其采用的阀门内漏检测模拟装置包括缓冲罐，缓冲罐的一端与空压机相连接，缓冲罐的另一端与流量计相连接，缓冲罐上设有压力表；缓冲罐与流量计之间连接设有测试阀；缓冲罐与测试阀之间设有第一球阀；缓冲罐与流量计之间通过管路相连接；流量计的另一端连接设有第二球阀；流量计与第二球阀之间通过管路相连接；缓冲罐与空压机之间设有阀体；其特征在于，包括如下步骤：第一步，设置至少两个实验压力点进行实验；第二步，设定泄漏率的差值范围，且设定每个实验压力点下的实验数据组值；第三步，通过调节测试阀的开度来调整泄漏流量，并通过流量计进行测定；第四步，采集各工况下的声发射信号数据；第五步，利用阀门内漏率与声发射特征关系间的公式，对于内漏率与声发射特征关系如下：对于一个声发射信号样本：x[0]，x[1]，x[2]，x[3]，…，x[N‑1]，声发射信号均方根AERMS表示为式(1)：其中，AE代表声发射参数，AERMS代表声发射信号均方根值，N代表样本个数，x[n]代表声发射信号样本；另一方面，阀门内漏是声源释放弹性波的结果，伴随着湍流噪声产生，将Lighthill波动方程应用于阀门内漏中，表示为式(2)：其中，PS为声功率，单位为W；C0为比例常数，P为阀门上下游压差，单位为Pa；d为泄漏孔直径，单位为m；α为声波在气体中传播速度，单位为m/s；ρ为阀门泄漏口处流体密度，单位为kg/m3；D为阀门通径，单位为m；并且气体阀门内漏时声发射功率与声发射信号均方根值的表示为式(3)：AE2RMS＝f(Ps)    (3)阀门内部发生气体泄漏时，气体质量流量公式为式(4)：其中，W为阀门质量流量，单位为kg/s；γ为绝热指数，R为气体常数，单位为J/(kg.K)；T为热力学温度，单位为K；除以密度，得到阀门体积泄漏量计算公式为式(5)：令将(6)代入(5)求得式(7)将式(7)代入式(2)，基于流体过程参数得到式(8)：其中，g()是非线性函数，阀门内漏的气体密度受压力、气体常数、温度影响变化较大，由玻意耳定律可知：理想气体密度为式(9)：将式(8)代入式(9)可得式(10):将式(10)代入式(3)，整理得到式(11)：将式(11)两边取对数得：ASL的计算公式为：ASL＝20lg(AERMS/1μV)‑Pre    (13)其中，Pre为前置放大器的增益,单位为dB，公式(13)与公式(12)联立并简化可得到式(14)：其中，α为声波在气体中的传播速度，R为常量，T、P、D为工况参数；第六步，利用式(14)进行实验数据分析，采用泄漏率的对数与ASL的拟合线性，来拟合求解泄漏率与内漏声发射信号之间的关系。