阀门微泄漏检测过程的控制与分析

陈树民

摘要：本文介绍了工业阀门逸散性介质微泄漏检测试验、鉴定程序及产品验收相关的标准和规定，讨论和分析了阀门检测中得出不同的检测结果的问题和原因，对阀门微泄漏检测（吸枪法）操作过程的技术要求、过程控制和注意事项予以了阐述和分析。

关键词：阀门;微泄漏;检测;质量;控制

引言

在钢铁、石油和化工行业，阀门由于腐蚀等原因造成的损耗很大，每年下线检修的阀门数量较多，检修后阀门成品的试验质量至关重要。目前，阀门检修后的试验主要是泄漏试验，通用的试验方法是用水介质按照规定的压力实施泄漏试验。在试验过程中采取目测观察与经验判断的方法，或者通过量杯和秒表测定阀门泄漏量数据，然后将试验数据进行记录，对试验结果做定性及定量的判断。这种传统的依靠人工检测方法存在工作量大、效率低等弊端，很难满足工业化大生产对设备状态检测的要求。随着电子技术、传感器技术以及智能自动控制技术的快速发展，实现试验台上阀门泄漏量的智能自动检测已经成为可能。本文提出了一种基于微处理芯片的阀门泄漏量检测装置。

1检测装备

1.1分析对象

分析对象为三段式球阀（Q347F-5MPa-250mm）。填料为柔性石墨，阀门带排污阀、放空阀。检测依据标准为GB/T26481-2011阀门的逸散性试验。

1.2检测设备

氦质普仪的精度（最小漏率）应小于试验要求的最小接收值。

1.3微处理器控制模块

微处理器控制模块包括微处理芯片以及外围电路，微处理器芯片选用MSP430系列单片机，MSP430为16位超低功耗、精简指令集单片机，处理能力强，运算速度快，片内集成FLASH存储器、16位A/D和通信接口等。信号采集模块采集的泄漏量脉冲信号传送给单片机后，单片机的计数功能以及定时功能开启，经过其内部固化的逻辑程序对信号数据进行相应的处理和存储。

1.4上位机模块

上位机模块包括通讯单元以及上位机软件，检测装置与PC机采用RS232/RS485通讯方式，频率为9600bit/s。上位机可以实时读取检测装置的状态信息，检测装置也可以实时接收上位机的指令。

1.5填料

用JB/T6617-2016柔性石墨填料环技术条件的常规石墨填料，按照GB/T26481-2011标准要求开关5次后进行泄漏检测，其检测结果也有符合标准要求的。但是笔者通过长期大量实验得出，配常规石墨填料的阀门在经过GB/T26480-2011标准阀门的检验和试验的常规试验合格后，再经过氦气泄漏检测，在不同开关动作次数后检测结果分别出现超标现象。阀门微泄漏检测是保证产品在日后使用过程中的密封性，而不是只考虑出厂时的检测合格。所以，在要求微泄漏检测的阀门产品上所用的石墨填料，必须是通过API622生产过程阀门填料挥发性泄漏的型式试验标准评定过的组合填料。

1.6填料函

填料函和阀杆的表面粗糙度也是影响阀门测试结果的重要因素。按照有关标准和资料规定，填料函与填料接触面的粗糙度（Ra）值不大于3.2μm。填料与阀杆接触的光杆部位的粗糙度（Ra）值不大于0.8μm。阀门在装配时填料和阀杆上均不得涂抹黄油或其他密封脂。组合填料不得有缺损现象。阀杆光杆部位不得有划伤。

2工作原理

泄漏量传感器安装于试验阀门的下方，与检测装置采用坦克链条的方式进行电气连接。当测试阀门在试验台上固定后，传感器根据阀门的位置进行定位放置。启动试验台水泵，调整试验的水压，待水压达到试验压力后，开启泄漏量检测装置，根据阀门的试验要求设置相关采样参数，启动检测装置上的启动检测按钮，检测装置即开始工作。传感器采集阀门泄漏量数据传输给单片机，微处理器基于固化的逻辑程序对数据进行处理，液晶屏可以实时进行泄漏量的显示、记录、存储。如果泄漏量超标，检测装置可以进行蜂鸣器报警。为了提高检测装置的精度，可以在单片机中嵌入各种智能算法，让单片机程序自动识别检测数据的真伪，以及多次测量的平均值等。检测装置工作过程中，各指示灯可以清晰指示检测装置的上电、运行及故障等状态，从而使得试验人员更方便、更安全地工作。此外，可以通过一根屏蔽双绞线实现检测装置与计算机的串口通讯。试验人员通过操作计算机的上位机软件可以直接读取当前的试验数据、设置试验参数信息、查询历史试验数据和打印试验报告等，提高了试验效率。

3试验程序

3.1检测时机

检测时机的选择将直接影响阀门的最终检测结果。标准NB/T47013.8-2012承压设备无损检测泄漏检测和ASME锅炉及压力容器规范泄漏检测，推荐在水压试验前进行泄漏检测。而标准GB/T26481-2011阀门的逸散性试验、ISO15848.2-2006工业阀门逸散性介质泄漏检测、试验和鉴定程序阀门产品验收试验，规定应在阀门装配后进行泄漏试验，且试验阀门已按GB/T13927或其他适用标准以及买方的规定进行检验和试验合格后再进行泄漏检测，或在油漆前进行。标准中强调试验阀门内腔应干燥、无润滑劑，阀门和试验设备不应有水渍、油污、灰尘等。在填料内注入水时，可以增加填料的密封性，而经过水压后的填料函内是很难干燥和清理干净的。如果重新更换填料就会增加成本，不更换则影响最后的检测结果。所以，对于阀门的检测时机，建议在试验前应得到用户的同意。检测时，应在较为宽敞并有排风系统的空间进行。不得有自然风吹向被测工件，否则将会影响检测结果。

3.2阀门清理

阀门表面不得有水渍、油污、灰尘等。在实际操作中经常出现吸枪口被灰尘和毛细纤维堵塞现象。在阀门表面及内腔的清洗、干燥、周转、试验时，应佩戴橡胶手套，并使用无纺布擦拭或热风干燥及自然干燥。

3.3仪器校准

启动氦质谱仪+吸枪等设备时，应经过适当预热，预热时间按仪器说明书执行。仪器自动调零后，将吸枪插入准备好的标准气体袋中，仪器显示读数应符合标准气体值，保持仪器正常。校准仪器同时还应对仪器的响应时间予以确定。响应时间为从吸枪接触到氦气到氦质谱仪读出显示值，所用校准气体值90%时的时间间隔。

3.4检测程序

（1）检测过程。将被检阀门带压做5次开关动作，其开关动作必须是全开和全关，阀门半开。保压30min后开始进行检测。用吸枪沿填料与阀杆和填料与填料函的分界面一周进行检测。阀体密封的检测用吸枪沿左右体与中体连接处一周由下而上进行检测。氦气比空气要轻，逸散出来的氦气向上。如果从上向下检测，吸枪所探测到的气体的具体位置就无法确定。检测时吸枪应距被检测面2-3mm，防止检测部位残留清理不彻底的纤维或其他物质被吸附而导致枪口堵塞。吸枪扫查移动速度应小于10mm/S。（2）辅助阀门的检测。被检阀门上安装的排污阀、放空阀也应进行填料部位和阀体密封的泄漏检测。此外，排污阀、放空阀与被检阀门的阀体连接处也应进行泄漏检测。检测结果判定与被检阀门执行的检测标准泄漏等级一致。

结语

泄漏检测中合理的选用填料、阀杆和填料函粗糙度的控制、检测时机的确定、检测环境的控制、检测方法的选择以及规范的操作，都是保证检测结果的重要手段，同时可以降低生产制造成本，提高工作效率。

参考文献

[1]贾波，阀门泄漏量自动检测装置[J].阀门，2006，（5）：23-27.

[2]钱荣，赵志斌，阀门电动执行机构中检测模块的设计[J].阀门，2013，（2）：8-16.

辽宁清河发电有限责任公司 辽宁清河 112003