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                超聲波檢測技術在壓力容器和管線泄漏檢測中的應用及壓力容器檢漏儀介紹

                發布日期:2019-09-15

                超聲波檢測技術壓力容器和管線泄漏檢測中的應用

                壓力容器和管線檢漏的重要性

                壓力容器和管線在我國工業系統的氣體存儲和輸送中有著廣泛的應用。由于長時間的運行磨損和自然老化等原因,泄漏故障時有發生,對于儲存有毒有害氣體的壓力容器和管線,即使存在微小泄漏點,其危害也不容忽視,開展氣體泄漏檢測工作,及時準確發現氣體泄漏位置,可以最大限度減少經濟損失和環境污染,對防患安全生產事故的發生具有重要意義和實用價值。

                 

                壓力容器和管線是一種特殊工業設備,因其工作條件的特殊性,在運行使用過程中發生泄漏的可能性特別大。因壓力容器和管線內部的介質(氣體或液體)具有很高的壓力,不同的儲存介質還可能具有不同溫度和不同程度的腐蝕性等等,并且由于運行輸轉和熱脹冷縮等因素,不停地對壓力容器和管線產生各種物理的、化學的作用,因而使壓力容器和管線產生腐蝕、變形、裂紋、滲漏等缺陷。因此,即使壓力容器和管線的設計合理和制造質量良好,在運行使用過程中也難免會產生缺陷。無論是原有缺陷還是在使用過程中產生的的缺陷,如不能被及時發現并消除,勢必在使用過程中導致泄漏和嚴重安全事故發生。因此,壓力容器和管線的定期檢驗,是保證壓力容器和管線安全運行的重要的必不可少的措施。

                 

                壓力容器和管線是工業生產系統中的最重要組成環節,壓力容器和管線的操作和管理人員應做好日常壓力容器和管線的維護保養檢測。使壓力容器和管線性能始終處于良好狀態,不但能延長壓力容器和管線的使用壽命,而且有助于保障安全生產和節約能源。所以,壓力容器和管線運行期間應定時、定點檢查宜腐蝕部位和“跑、冒、滴、漏”的情況并及時采取妥善處理措施進行停機或檢修。

                壓力容器和管線超聲檢漏的基本原理

                當壓力容器和管線中氣體發生泄漏時,由于內外壓差的存在,使得泄漏的氣體通過泄漏點在容器或管道壁時形成湍流,這個湍流就產生了振蕩變化的壓力和超聲波信號,它可以在管壁泄漏點的空氣傳播和擴散,在大氣中建立聲場,泄漏產生的聲波具有很寬的頻譜,通常分布在35-45kHz之間。研究發現,泄漏口形狀差異對泄漏聲波的特性影響較大,當微孔泄漏時,人耳很難察覺,但是泄漏中產生的超聲波組分可以被高靈敏度非接觸超聲波傳感器接收,從而讓使用者快速發現泄漏點。又由于在某些壓力容器和管線中設置的閥門,要求必須關閉嚴密,不允許介質通過閥門泄漏到下游側,即不允許閥門內漏,閥門內漏在產品質量,安全事故和能量損耗上代價是非常高昂的。正如氣體泄漏一樣,流體從閥門的高壓側通過閥座到低壓側,摩擦管壁或沖擊閥瓣,它也會產生湍流。湍流產生超聲波信號因而可被儀器檢測到并轉換。閥門內漏檢測通常利用接觸傳感器在閥門下游側檢測。通過首先接觸上游側并調整儀器靈敏度來完成。然后接觸下游側以比較閥門兩側的聲級強度。如果聲級強度低于上游側,閥門被認為是密閉的;如果聲級強度高于上游側并伴隨著一個明顯的沖擊聲,就說明閥門有內漏故障。

                壓力容器和管線檢漏儀的應用

                近年來,在飛機,船舶,高速列車,各種車輛,機械制造,管道及壓力容器和管線制作安裝工程的質量檢測中普遍使用了多功能壓力容器和管線檢漏儀,儀器可以遠距離進行管道閥門泄漏和內漏、整車和船舶氣密性、真空負壓泄漏等檢測。

                壓力容器和管線檢漏儀能通過掃描密封箱體,壓力容器和管線,檢測密封缺陷和安全生產中的故障隱患;如各種機械設備液壓管路及接頭,整車隔音密封漏水,船舶工程水密,飛機座艙密封,儲氣罐泄漏,閥門泄漏,連接法蘭泄漏,各種口徑壓力管道的泄漏檢測等,

                壓力容器和管線檢漏儀的主要部件有手持式主機,超聲波標準探頭,超聲波遠距離探頭,超聲波接觸探頭,超聲波信號發生器,隔音耳機等組成。

                 

                壓力容器和管線檢漏儀的工作原理

                當管道或容器內注滿介質(液體或氣體)形成一定壓力時,將壓力容器和管線檢漏儀的探頭(或遠距離探頭)在被測設備表面移動掃描,一旦有泄漏發生,液體或氣體便通過漏點而產生超聲波信號,由檢測探頭采集信號至主機,再通過內部數字電路轉換成聲音放大,由操作者佩戴的隔音耳機接收,同時手持式主機上顯示數據或指示強度=耳機中的聲音越高,顯示數據或指示強度越強;則表示此處泄漏量越大。

                當管道或容器中無法提供壓力時,則可將超聲波信號發生器放入被測容器內部,被測容器一旦有泄漏缺陷點,超聲波信號發生器所發出的超聲波信號就會通過泄漏缺陷點逸出,然后被高度靈敏的手持式主機檢出。

                壓力容器和管線檢漏的步驟方法

                1.檢查的內容包括工藝條件、設備狀況和安全附件等。壓力容器和管線檢漏儀不同于特定的氣體檢測儀受限于傳感器設計,只能用來檢測特定對應成分的氣體,而壓力容器和管線檢漏儀則是以檢測不同介質在壓力作用下通過漏點形成湍流而干擾空氣產生的超聲波信號。超聲波是一種高頻短波信號,通常人耳不能直接感測到該信號,當我們通過壓力容器和管線檢漏儀即可完全檢測到這些聲音。它使用獨特外差法將這些信號接收編譯轉換為可聽音頻信號,讓使用者透過耳機來聽到這些聲音,并于儀器顯示上看到強度指示。

                 

                2.任何類型氣體在壓力作用下通過泄漏點都會產生湍流,湍流含有可被儀器檢測的超聲波成分,使得壓力容器和管線檢漏儀能夠感應任何種類的氣體泄漏所產生的超聲波信號;壓力容器和管線檢漏儀可對壓縮氣體,空氣,煤氣,有毒有害危險氣體,蒸氣以及液體等的輸送管道,連接器,閥門,密封蓋以及各種附屬設施的泄漏進行檢查。對于一般的泄漏檢測,沿被測試區域移動掃描,需要時進行靈敏度調整;細聽最大聲的“嘶嘶”聲并跟蹤這個聲音到最響點即泄漏點。

                 

                3.基于這種原理,在電力電氣系統中,伴隨著絕緣破壞而發生的高壓局部放電會造成空氣的離子化,而被離子化的空氣則會產生超聲波信號(40KHZ),因此使用壓力容器和管線檢漏儀可以在運行中的高壓輸配電設備上找出故障放電部分;可以很容易的偵測出局部放電或電暈放電現象。許多電力行業的用戶借鑒壓力容器和管線泄漏檢測儀的工作原理并經多年實踐檢驗受到啟發:當高壓電纜接頭制作工藝欠佳,內部(特別是"三叉口"處)出現空洞或填充物形成尖角時,便會因電場集中而出現放電現象,亦能發出超聲波信號,這種頻段的超聲波信號同樣也可被壓力容器和管線泄漏檢測儀所檢出;所以配備有遠距離傳感器的壓力容器和管線泄漏檢測儀應用于運行時帶有危險高電壓的高壓電纜檢測,可以確保人員操作安全,安全距離可達30米以上。

                 

                4.如果一個容器內或管道內充滿氣體,當其內部壓強大于外部壓強時,由于內外壓差較大,一旦容器有漏點,氣體就會從漏點逸出。當漏點尺寸較小且雷諾數較高時,逸出的氣體就會形成湍流,湍流在漏點附近會產生一定頻率的聲波信號,聲波振動的頻率與漏點尺寸有關,漏點較大時人耳可聽到漏氣聲,漏點較小且聲波頻率大于20kHz,形成超聲波信號時,就不能被人耳聽到了,但它們能在空氣中快速傳播,通常被稱作空載(Air-borne)超聲波信號。

                 

                5.超聲波信號是一種高頻短波信號,其強度隨著傳播距離的增加而迅速衰減。超聲波具有指向性。利用這個這個特征,即可判斷出正確的泄漏位置;壓力容器和管線檢漏儀主機(暨接收端)可工作于被動狀態與主動狀態;當對輸氣管道進行實時檢查時,可單獨使用它,利用它捕捉氣體泄漏時所產生的微小的超聲波信號,即可判斷出正確的泄漏位置。這種工作方式被稱為被動狀態。將儀器的主機(暨接收端)與超聲波信號發生器配合使用時,可對被檢查設備進行非實時檢查,即由超聲波信號發生器發射一定頻率的超聲波信號,一旦發生泄漏,超聲波將由漏點逸出,用儀器的主機捕捉漏出的超聲波信號,即可判斷出正確的泄漏位置。這種工作方式被稱為主動狀態。與被動狀態工作方式相比,主動狀態工作方式不適合于實時檢查,但是具有更高的可靠性,我們也稱這種方法為超聲發射測試(Ultratone)法,這種方法較多應用于加壓條件困難或真空系統上使用;這種超聲波測試適用范圍非常廣泛,包括:容器,集裝箱,管道,熱交換器,焊縫,墊片,密封件,車輛,飛機,船舶的門,窗或坐艙等。

                多功能壓力容器和管線檢漏儀;遠距離微小泄漏檢測儀

                壓力容器和管線是一種特殊工業設備,因其工作條件的特殊性,在運行使用過程中發生泄漏的可能性特別大。因壓力容器和管線內部的介質(氣體或液體)具有很高的壓力,不同的儲存介質還可能具有不同溫度和不同程度的腐蝕性等等,并且由于運行輸轉和熱脹冷縮等因素,不停地對壓力容器和管線產生各種物理的、化學的作用,因而使壓力容器和管線產生腐蝕、變形、裂紋、滲漏等缺陷。因此,即使壓力容器和管線的設計合理和制造質量良好,在運行使用過程中也難免會產生缺陷。無論是原有缺陷還是在使用過程中產生的的缺陷,如不能被及時發現并消除,勢必在使用過程中導致泄漏和嚴重安全事故發生。因此,壓力容器和管線的定期檢驗,是保證壓力容器和管線安全運行的重要的必不可少的措施。

                 

                簡介多功能壓力容器和管線檢漏儀利用超聲波檢測技術遠距離檢測壓力容器和管道閥門泄漏和內漏;飛機.整車.船舶氣密性檢測;運行設備真空負壓泄漏檢測等。通過掃描壓力容器和管線,檢測安全生產中的故障隱患。主要用于石油化工,電力行業,航空造船汽車工業,造紙業,紡織業及冶金業等行業的安全生產檢測。從簡單的壓力泄漏檢測到極為復雜的機械故障分析都可以測試,各種管道、容器罐體的氣密性檢測、閥門的安全狀態檢測以及軸承的運行狀態和質量檢測。根據測試環境與應用的差異,提供了各種多功能的檢測附件,可以克服所有在檢測過程中所遭遇的任何問題,還提供完全符合防爆安全認證標準的機型可選。并超越ASTM E1002-2005泄漏檢測標準。是特別適用于安全生產監督執法檢查的多功能檢測儀器。已獲得國內多家安全監督管理機構選擇使用。

                 

                當設備運行出現故障、壓力泄漏及電氣放電時,會產高頻短波(超聲波)信號,人耳不能聽到。多功能壓力容器和管線檢漏儀使用獨有的外差法(Heterodyning)將探測到的超聲信號轉換為人耳可聽見的音頻信號,通過耳機傳到人耳,它可在100英尺(30.5m)處檢測到直徑為0.005'(0.127mm);壓力為5psi(0.33Kg)的微小泄漏點或放電故障信號;檢測角度約為5°。并在LCD上用16段的條形圖很直觀地實時顯示聲音強度的變化,數字顯示頻率和分貝值。高度定向的精確聚焦點將最大限度地減少被檢測環境的背景噪聲并集中在壓力泄漏信號上。讓操作者在安全距離檢查危險泄漏設備和故障電氣設備。多功能壓力容器和管線檢漏儀是完全數字化的超聲波檢測儀器,如此多用途的信息存儲和檢索系統,容易使用(大多數操作者能在15分鐘內熟練操作使用)。

                 

                原理

                多功能壓力容器和管線檢漏儀基于微弱信號探測處理技術研制,通過對故障點的分子級的碰撞摩擦產生的微量信號和異常噪音進行精細的提取分析定位,達到準確地確定故障點偵測的目的。使用獨特外差法(Heterodyning)將微弱信號準確地轉換成可聽音頻信號,當我們透過多功能壓力容器和管線檢漏儀可完全偵測到這些聲音,并于顯示上看到強度指示,其具有的高靈敏度和極強的抗干擾能力和遠程檢測能力讓使用者更容易地辨認及了解設備的運行狀況。超聲波檢測技術相對于“絕對壓力法、壓差法、氣泡法”,操作簡單、適用范圍廣、準確可靠。應用極為廣泛,幾乎所有行業都可用到。不論何類流體產生泄漏,多功能壓力容器和管線檢漏儀都能檢測到,泄漏越嚴重,信號越強,尤其適合于遠距離檢查危險氣體泄漏、飽和氣體、多種氣體、壓力容器、真空處理等應用場合;視現場環境差異最遠檢測距離可達30-100米。

                 

                應用領域:

                各行業的典型應用

                壓力泄漏、真空泄漏、軸承監測、蒸汽瓣、閥,壓縮機,熱交換器,齒輪、齒輪箱,泵浦及馬達,管路、罐體密封性。空冷島遠距離漏點檢測、遠距離檢測高壓氣體泄漏點,真空負壓泄漏,高壓放電耗電故障,高速軸承故障在線檢測,檢測閥門及管道內漏,空冷系統負壓漏點檢測、高壓冷、熱閥門內密封性泄漏檢測、發電機組氫氣泄漏檢測、高空高溫高壓管道的密封性在線檢測,電廠大修期間的各類鍋爐、罐體、管道密封性檢測,高噪音震動下的電機軸承狀態檢測,高壓開關設備(斷電器,隔離開關等)在線質量檢測,變壓器及高壓輸電線路接頭狀態檢測 ,風冷島遠距離漏點檢測,真空系統管道漏點檢測,汽輪機漏點檢測,閥門內漏檢測、絕緣子故障偵測定位、電氣設備局部放電偵測、電暈放電偵測、高壓開關絕緣檢測,各類關鍵軸承狀態檢測,各類廢氣處理系統的密封性監測,凝汽設備完好性檢測,主變壓器的高壓接頭完好性檢測,各類高壓開關設備(斷電器、隔離開關等)在線質量檢測。軸承潤滑監測、引擎、電泵氣蝕、馬達、壓縮機、運轉設備和潤滑失效檢測,超聲波密封非破壞測試、貨箱、焊縫、艙門、墊片、電氣設備偵測、電氣局部放電(電暈)、高壓電弧、打火、電火花、漏電痕跡、絕緣老化、電力開關、變壓器、繼電器、斷路器、匯流排/板、絕緣裝置檢測,熱交換器、鍋爐及冷卻器、凝結器、排氣系統、供熱系統、耐壓測試、壓力/真空、容器、空氣、氧氣、氮氣、制冷劑泄漏、閥類/閥門、液壓閥座泄漏或阻塞偵測、蒸汽瓣、蒸汽除水閘、風管偵測,機械故障診斷、超聲波聲發射測試:汽車,飛機,艦船座艙密封測試、輸電線路檢測、遠距離檢查,管線、管路泄漏檢測、一般機械故障檢測和排除。

                 

                典型用戶:

                北京市安全生產科學研究院;上海市安全生產科學研究所;浙江省安全生產科學研究院;江西省安全生產監督管理局;河北省安全生產監督管理局;寧夏安全生產技術支撐中心;河北特種設備監督檢驗院;邯鄲市特種設備監督檢驗所;衡水市特種設備監督檢驗所;常州市特種設備監督檢驗所;營口市鍋爐壓力容器檢驗研究所;中廣核中電能源服務(深圳)有限公司;浙江中一檢測研究院股份有限公司;浙江極地檢測科技有限公司;浙江科安檢測有限公司;公安部沈陽消防研究所;中國電力科學研究院;北京電力科學研究院;蘇州電器科學研究院股份有限公司;吳江變壓器有限公司;河北省變壓器產品質量監督檢驗站等。

                 

                技術規格

                結構:手持槍形外觀,材料為拋光鋁和ABS塑料。

                電路系統:固態類比電路和帶溫度補償的SMD數字電路。

                顯示:帶LED背景燈的16×2LCD,分貝、頻率、電池狀態、16段條形圖顯示。

                頻率范圍:20KHz至100KHz(連續可調,每次1KHz)。

                靈敏度:可在100英尺(30.5m)處檢測到直徑為0.005'(0.127mm);壓力為5psi(0.33Kg)的微小泄漏點或放電故障信號;檢測角度約為5°。視現場環境差異最遠檢測距離可達30-100米。

                響應時間:<10ms。

                檢測閾值:1×10-2 std.cc/sec到1×10-3std.cc/sec。

                操作溫度:0℃~50℃。

                輸出:外差法校準輸出,分貝(dB),頻率,USB資料輸出。

                探頭:標準掃描模塊;遠距離掃描模塊;橡膠聚焦探頭;接觸檢測模塊;接觸檢測延長模塊。

                內存:400個存儲位置。

                電池:可充電鋰離子電池。

                信號源:專利的超聲波信號發生器。

                耳機:豪華抗干擾頭戴式耳機,噪聲衰減大于23dB,符合或超過ANSI和OSHA標準。

                重量:手槍式主機:2磅(0.9kg),UWC遠距離掃描模塊(1.2kg)全套手提箱:14磅(7.5kg)。

                尺寸:全套儀器手提箱(38.1 x 55.9 x17.8厘米)。

                顯示模式:實時,峰值保持,快速掃描。

                分貝測量:相對或偏移。

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