石化装置气体阀门内漏声学检测研究

发布时间：2017-08-28 10:27

  本文关键词：石化装置气体阀门内漏声学检测研究

  更多相关文章： 声发射 气体阀门 内漏检测 泄漏率 定量诊断

【摘要】：阀门在石化企业中应用非常广泛,主要用于管道内流体的控制,保证装置的正常运行。石化行业中装备技术的飞速发展,阀门的应用也愈发广泛,并且流体介质多有高温高压、易燃易爆、腐蚀性强等特性,更容易导致阀门内部泄漏的频发,因此对阀门的安全性能也提出了更严格的要求,微小的泄漏就可能导致意想不到的灾难。阀门内部的泄漏常常不易被发现,这使生产过程中存在着巨大的安全隐患。阀门内漏轻则导致得到的产品不纯,重则可能会污染环境、引发火灾爆炸等重大事故,时刻威胁着人类与社会的安全。因此,对阀门实现在线监测和内漏的定量诊断技术研究有非常重要的工程意义和广泛的应用前景。本文利用气动声学、声发射技术理论,结合对阀门内漏时流场状态的数值仿真与实验研究,深入分析阀门内漏声发射源产生机理,应用多种声发射信号分析手段提取有效内漏信号,研究信号特征规律,得出阀门内漏定性、定量诊断方法,并研发出现场应用阀门内漏定量诊断系统。根据气体阀门内漏流场的模拟,了解泄漏声源产生机理:由于流体穿过狭窄泄漏孔隙喷射而出,在下游形成多项湍射流,产生声发射信号;分析内漏流体速度场和压力场分布特征,并结合阀门现场状况,判断信号最佳采集位置;搭建气体阀门内漏检测实验平台,深入研究阀门类型、泄漏形式、上下游压差等不同因素对内漏信号的影响,分别根据阀门上下游幅值差异、信号能量特征、信号频域特征提出三种针对性内漏定性检测方法,对于一次内漏检测,综合运用多种方法以便得到更准确的检测结果;对特征参数平均信号电平(ASL)与泄漏率对数拟合,得到内漏定量诊断公式,确定公式系数,分析得出诊断公式应用范围为泄漏率在18L/min以上时会有更高的准确率,且拟合相似度高达0.99以上,并以内漏诊断公式为诊断软件制作提供依据,开发阀门内漏定量诊断软件,集信号采集、分析、处理以及内漏率诊断、内漏等级判断于一体,验证得到诊断系统有较高的灵敏度和准确性,并且操作方便,可以实现阀门内漏诊断的现场应用。
【关键词】：声发射 气体阀门 内漏检测 泄漏率 定量诊断
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE65;TQ055.8
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题的研究背景意义10-11
• 1.2 常用阀门内漏检测方法11-13
• 1.3 阀门内漏声发射诊断技术研究现状13-15
• 1.3.1 国外研究现状13-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 第二章 阀门内漏声发射检测机理研究17-27
• 2.1 阀门内漏声源产生机理研究17-18
• 2.1.1 阀门内漏产生机理分析17-18
• 2.1.2 阀门内漏声发射源产生机理18
• 2.2 阀门内漏声发射信号特点18-19
• 2.3 声发射信号特征提取方法19-26
• 2.3.1 声发射信号参数分析19-21
• 2.3.2 声发射信号聚类分析21-22
• 2.3.3 信号的滤噪处理22-23
• 2.3.4 声发射信号波形分析23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 气体阀门内漏数值模拟与分析27-39
• 3.1 软件介绍27
• 3.2 流体计算模型理论介绍27-30
• 3.3 气体阀门内漏数值模拟30-38
• 3.3.1 计算方法的选择30-32
• 3.3.2 阀门内漏模拟与分析32-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 气体阀门内漏声发射检测实验研究39-51
• 4.1 气体阀门内漏声发射检测试验系统设计39-41
• 4.1.1 阀门内漏实验系统组成39-40
• 4.1.2 阀门内漏声发射检测系统组成40-41
• 4.2 气体阀门内漏声发射检测实验41-43
• 4.2.1 阀门内漏声发射检测实验方案设计41
• 4.2.2 气体阀门内漏声发射检测实验过程41-43
• 4.3 实验结果参数分析43-46
• 4.3.1 关闭不严阀门内漏检测实验结果分析43-44
• 4.3.2 密封面破坏阀门内漏检测实验结果分析44-46
• 4.4 实验结果聚类分析46-47
• 4.5 实验结果小波分析47-50
• 4.5.1 阀门泄漏信号滤噪处理47-48
• 4.5.2 阀门泄漏信号频域分析48-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第五章 气体阀门内漏定量诊断方法研究51-62
• 5.1 实验数据拟合51-56
• 5.2 阀门内漏定量诊断软件的开发与应用56-61
• 5.2.1 阀门内漏定量诊断软件界面介绍56-58
• 5.2.2 阀门内漏定量诊断软件现场检测结果分析58-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-63
• 参考文献63-67
• 作者简介、发表文章及研究成果目录67-69
• 致谢69-70

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本文编号：747601