閥門微泄漏檢測過程的控制與分析

陳樹民

摘要：本文介紹了工業閥門逸散性介質微泄漏檢測試驗、鑒定程序及產品驗收相關的標準和規定，討論和分析了閥門檢測中得出不同的檢測結果的問題和原因，對閥門微泄漏檢測（吸槍法）操作過程的技術要求、過程控制和注意事項予以了闡述和分析。

關鍵詞：閥門;微泄漏;檢測;質量;控制

引言

在鋼鐵、石油和化工行業，閥門由于腐蝕等原因造成的損耗很大，每年下線檢修的閥門數量較多，檢修后閥門成品的試驗質量至關重要。目前，閥門檢修后的試驗主要是泄漏試驗，通用的試驗方法是用水介質按照規定的壓力實施泄漏試驗。在試驗過程中采取目測觀察與經驗判斷的方法，或者通過量杯和秒表測定閥門泄漏量數據，然后將試驗數據進行記錄，對試驗結果做定性及定量的判斷。這種傳統的依靠人工檢測方法存在工作量大、效率低等弊端，很難滿足工業化大生產對設備狀態檢測的要求。隨著電子技術、傳感器技術以及智能自動控制技術的快速發展，實現試驗臺上閥門泄漏量的智能自動檢測已經成為可能。本文提出了一種基于微處理芯片的閥門泄漏量檢測裝置。

1檢測裝備

1.1分析對象

分析對象為三段式球閥（Q347F-5MPa-250mm）。填料為柔性石墨，閥門帶排污閥、放空閥。檢測依據標準為GB/T26481-2011閥門的逸散性試驗。

1.2檢測設備

氦質普儀的精度（最小漏率）應小于試驗要求的最小接收值。

1.3微處理器控制模塊

微處理器控制模塊包括微處理芯片以及外圍電路，微處理器芯片選用MSP430系列單片機，MSP430為16位超低功耗、精簡指令集單片機，處理能力強，運算速度快，片內集成FLASH存儲器、16位A/D和通信接口等。信號采集模塊采集的泄漏量脈沖信號傳送給單片機后，單片機的計數功能以及定時功能開啟，經過其內部固化的邏輯程序對信號數據進行相應的處理和存儲。

1.4上位機模塊

上位機模塊包括通訊單元以及上位機軟件，檢測裝置與PC機采用RS232/RS485通訊方式，頻率為9600bit/s。上位機可以實時讀取檢測裝置的狀態信息，檢測裝置也可以實時接收上位機的指令。

1.5填料

用JB/T6617-2016柔性石墨填料環技術條件的常規石墨填料，按照GB/T26481-2011標準要求開關5次后進行泄漏檢測，其檢測結果也有符合標準要求的。但是筆者通過長期大量實驗得出，配常規石墨填料的閥門在經過GB/T26480-2011標準閥門的檢驗和試驗的常規試驗合格后，再經過氦氣泄漏檢測，在不同開關動作次數后檢測結果分別出現超標現象。閥門微泄漏檢測是保證產品在日后使用過程中的密封性，而不是只考慮出廠時的檢測合格。所以，在要求微泄漏檢測的閥門產品上所用的石墨填料，必須是通過API622生產過程閥門填料揮發性泄漏的型式試驗標準評定過的組合填料。

1.6填料函

填料函和閥桿的表面粗糙度也是影響閥門測試結果的重要因素。按照有關標準和資料規定，填料函與填料接觸面的粗糙度（Ra）值不大于3.2μm。填料與閥桿接觸的光桿部位的粗糙度（Ra）值不大于0.8μm。閥門在裝配時填料和閥桿上均不得涂抹黃油或其他密封脂。組合填料不得有缺損現象。閥桿光桿部位不得有劃傷。

2工作原理

泄漏量傳感器安裝于試驗閥門的下方，與檢測裝置采用坦克鏈條的方式進行電氣連接。當測試閥門在試驗臺上固定后，傳感器根據閥門的位置進行定位放置。啟動試驗臺水泵，調整試驗的水壓，待水壓達到試驗壓力后，開啟泄漏量檢測裝置，根據閥門的試驗要求設置相關采樣參數，啟動檢測裝置上的啟動檢測按鈕，檢測裝置即開始工作。傳感器采集閥門泄漏量數據傳輸給單片機，微處理器基于固化的邏輯程序對數據進行處理，液晶屏可以實時進行泄漏量的顯示、記錄、存儲。如果泄漏量超標，檢測裝置可以進行蜂鳴器報警。為了提高檢測裝置的精度，可以在單片機中嵌入各種智能算法，讓單片機程序自動識別檢測數據的真偽，以及多次測量的平均值等。檢測裝置工作過程中，各指示燈可以清晰指示檢測裝置的上電、運行及故障等狀態，從而使得試驗人員更方便、更安全地工作。此外，可以通過一根屏蔽雙絞線實現檢測裝置與計算機的串口通訊。試驗人員通過操作計算機的上位機軟件可以直接讀取當前的試驗數據、設置試驗參數信息、查詢歷史試驗數據和打印試驗報告等，提高了試驗效率。

3試驗程序

3.1檢測時機

檢測時機的選擇將直接影響閥門的最終檢測結果。標準NB/T47013.8-2012承壓設備無損檢測泄漏檢測和ASME鍋爐及壓力容器規范泄漏檢測，推薦在水壓試驗前進行泄漏檢測。而標準GB/T26481-2011閥門的逸散性試驗、ISO15848.2-2006工業閥門逸散性介質泄漏檢測、試驗和鑒定程序閥門產品驗收試驗，規定應在閥門裝配后進行泄漏試驗，且試驗閥門已按GB/T13927或其他適用標準以及買方的規定進行檢驗和試驗合格后再進行泄漏檢測，或在油漆前進行。標準中強調試驗閥門內腔應干燥、無潤滑劑，閥門和試驗設備不應有水漬、油污、灰塵等。在填料內注入水時，可以增加填料的密封性，而經過水壓后的填料函內是很難干燥和清理干凈的。如果重新更換填料就會增加成本，不更換則影響最后的檢測結果。所以，對于閥門的檢測時機，建議在試驗前應得到用戶的同意。檢測時，應在較為寬敞并有排風系統的空間進行。不得有自然風吹向被測工件，否則將會影響檢測結果。

3.2閥門清理

閥門表面不得有水漬、油污、灰塵等。在實際操作中經常出現吸槍口被灰塵和毛細纖維堵塞現象。在閥門表面及內腔的清洗、干燥、周轉、試驗時，應佩戴橡膠手套，并使用無紡布擦拭或熱風干燥及自然干燥。

3.3儀器校準

啟動氦質譜儀+吸槍等設備時，應經過適當預熱，預熱時間按儀器說明書執行。儀器自動調零后，將吸槍插入準備好的標準氣體袋中，儀器顯示讀數應符合標準氣體值，保持儀器正常。校準儀器同時還應對儀器的響應時間予以確定。響應時間為從吸槍接觸到氦氣到氦質譜儀讀出顯示值，所用校準氣體值90%時的時間間隔。

3.4檢測程序

（1）檢測過程。將被檢閥門帶壓做5次開關動作，其開關動作必須是全開和全關，閥門半開。保壓30min后開始進行檢測。用吸槍沿填料與閥桿和填料與填料函的分界面一周進行檢測。閥體密封的檢測用吸槍沿左右體與中體連接處一周由下而上進行檢測。氦氣比空氣要輕，逸散出來的氦氣向上。如果從上向下檢測，吸槍所探測到的氣體的具體位置就無法確定。檢測時吸槍應距被檢測面2-3mm，防止檢測部位殘留清理不徹底的纖維或其他物質被吸附而導致槍口堵塞。吸槍掃查移動速度應小于10mm/S。（2）輔助閥門的檢測。被檢閥門上安裝的排污閥、放空閥也應進行填料部位和閥體密封的泄漏檢測。此外，排污閥、放空閥與被檢閥門的閥體連接處也應進行泄漏檢測。檢測結果判定與被檢閥門執行的檢測標準泄漏等級一致。

結語

泄漏檢測中合理的選用填料、閥桿和填料函粗糙度的控制、檢測時機的確定、檢測環境的控制、檢測方法的選擇以及規范的操作，都是保證檢測結果的重要手段，同時可以降低生產制造成本，提高工作效率。

參考文獻

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[2]錢榮，趙志斌，閥門電動執行機構中檢測模塊的設計[J].閥門，2013，（2）：8-16.

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