基于声发射检测的阀门内漏率定量诊断技术.pdf

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1、第54卷第5期汽轮机技术Vo1．54No．52012年lO月TURBINETECHN0L0GY0ct．2012基于声发射检测的阀门内漏率定量诊断技术杨晶，李录平，高倩霞，朱益军(长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙410014)摘要：分析了阀门内漏过程中流体流动状态，以及声源产生机理，根据动态流体源的发声特性，理论推导出阀门泄漏率与声发射信号均方根值RMS(Root．Mean—Square)、流体参数以及阀门参数之间的关系式；并通过在阀门泄漏故障模拟实验台上进行实验研究，给出了阀门泄漏率的经验公式。关键词：阀门；内漏；声发射检测；定量诊断分类号：TK2

2、84．9文献标识码：A文章编号：1001—5884(2012)05-0341-04LeakageQuantitativeDiagnosisTechnologyofValveBasedonAcousticEmissionDetectingYANGJing，LILu—ping，GAOQian-xia，ZHUYi-jun(SchoolofEnergyandPowerEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410014，China)Abstract：Thefluidflowcon

3、ditionandthegeneratingmechanismofsoundsourceinvalveleakageprocessareanalyzed，thentheoreticalrelationshipbetweenvalveleakagerateandacousticemissionsignalRMS(Root—Mean—Square)，fluidparametersandvalveparametersisdeducedaccordingtosoundfeaturesofthedynamicfluidsource；finallytheempir

4、icalformulaofvalveleakageratethroughexperimentalresearehonthefaultsimulationtestbenchisgiven．Keywords：valve；leakage；acousticemissiondetecting；quantitativediagnosis将射流分为起始段和基本段。内、外边界之间的区域称为射0前言流边界层。过渡区距离大致扩展到D的10倍。沿泄漏表面，漏口附近声压较低，在3至4倍直径的距离内迅速增加阀门是电站系统及其它工业生产过程中不可缺少的流到极大值，以后又慢慢降低，

5、泄漏声音大部分来自混合区和体控制设备。由于长期在高温高压环境下工作，阀门内部泄过渡区的湍流运动，高频噪声主要产生在喷口附近，低频噪漏故障成为阀门频发故障。阀门内部泄漏使运行中设备无声产生在下游，频谱峰在混合区的尖端附近。在喷口稍远的法隔离消除，严重威胁检修工作人员的生命安全；同时，阀门地方为过渡区，在过渡区中处处充满湍流，平均速度随喷射内漏还会产生能量损失，降低机组的效率，增加维修费用。距离的增加而渐减，射流宽度逐渐扩展。在喷口更远的地声发射检测技术虽然已经被应用于石油、化工领域的阀方，流体成为完全湍流运动，这就是充分扩展区。在这个区门内漏检测，但是目

6、前国内尚无有效的检测手段可以估算阀域里流速逐渐降低以至完全消失，湍流强度变小，产生的声门泄漏率⋯。阀门内漏过程伴随着动态流体源的发声现象，信号为低频信号。如果能够通过理论分析与实验分析相结合的方法给出阀门起始段一本段，一——一一泄漏率的经验公式，进而判断阀门是否有内漏，将会是国内阀门泄漏检测技术的一大进步。莩—：／一1阀门泄漏声源定量描述1．1阀门内漏产生声源的分析模型射流核心＼／外边男当阀门发生内漏时，在泄漏孔处会形成多相湍射流，该料浦I存借露l爰射流使流体发生紊乱，产生空气动力发声，并在阀体中传播，是阀门泄漏的主要声源。假设内漏模型为充分的泄漏喷射

7、，图1阀门内漏声源模型并分为3个区域：混合区、过渡区和充分发展区，见图1。由由文献[7]可知，液体阀门内部泄漏产生的声发射是四文献[2]可知：混合区的延伸距离大约是阀门直径D的4．0极子和高阶声源释放弹性波的结果，将莱特希尔方程应用于～4．5倍，射流核心区完全消失的截面称为转折截面，该截面阀门内部泄漏故障，得到基于流体参数的阀门泄漏声功率计收稿日期：2012~1-27作者简介：杨晶(1988)，女，湖北天门，硕士研究生。主要研究电站阀门泄漏故障检测与可视化诊断技术。342汽轮机技术第54卷算公式为：对式(5)两边取对数，可得：4／16一．=Co·半(1

8、)lgQ=0．1251gC2+0．251gRMS+0．5lgf垒1+1．751gD“P上，、P