閥門內漏檢測裝置及檢測方法與流程

2023-06-04 14:32:51 1

本發明有關於一種閥門檢測裝置及檢測方法，尤其有關於一種管道檢測技術領域中的閥門內漏檢測裝置及檢測方法。

背景技術：

閥門在應用中主要起到關斷介質、隔離系統的作用。但因閥門自身的製造缺陷、密封件壽命和操作使用不當等原因，經常會發生閥門內漏的現象。閥門發生內漏，將無法再起到關斷介質、隔離系統的作用。不同性質、參數的介質發生混合，不同系統相互連通，輕則造成生產工藝的經濟性降低，重則造成嚴重的安全事故。如果能在運行中實時檢測出閥門是否內漏，並對內漏閥門及時進行處理，就能有效提高生產工藝的經濟性，保障生產安全性。

在不拆卸閥門、不改變管道結構和外貌等現有狀態的情況下，對運行中的閥門進行內漏檢測，現有方法有兩種：

一種是利用測溫槍測量閥門前後的管壁溫度，閥門後的管道溫度明顯不同於環境溫度、且與閥門前的溫度相差不大則可判斷閥門發生內漏，但是該種方法只能應用於管道中介質溫度與環境溫度相差較大的情況，當管道中介質溫度與環境溫度接近時，該種方法難以對閥門內漏作出準確判斷；

另一種是通過外夾式超聲波流量計或檢測儀，超聲波流量計或檢測儀安裝在待測管道上，超聲波換能器將電能轉換為超聲波能量，並將超聲波發射到被測流體中，接收器接收反射回的超聲波信號，經過電子線路放大並轉換為代表流量的電信號，然後由積算儀表積算，最後由顯示器顯示。外夾式超聲波流量計或檢測儀是基於流體介質流過內漏的閥門會產生噪聲的原理，通過接收流體介質流過內漏閥門發生的噪聲，判斷閥門是否內漏。由上述原理可知，外夾式超聲波流量計或檢測儀會受到管道材質、管道內外表面狀態、管道內是否有介質流動、流體介質溫度、管道振動等多種因素的影響，在使用時還要避開管道彎頭、焊縫等區域，在使用前還需要打磨管道外壁、使用耦合劑，如果不進行上述措施，其超聲波的發射與接收將會受到嚴重影響，而不能準確測量。

因此，有必要提供一種新的閥門內漏檢測裝置及方法，來克服上述缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種閥門內漏檢測裝置，通過對閥門附近的管道進行加熱或冷卻，測量管道上同一點的溫度變化的絕對值，進而實時檢測閥門是否內漏，其不受環境溫度、介質溫度、管道材質和振動情況等因素的影響，結構簡單，操作便捷。

本發明的另一個目的是提供一種閥門內漏檢測方法，通過對閥門附近的管道進行加熱或冷卻，測量管道上同一點的溫度變化的絕對值，進而實時檢測閥門是否內漏，該方法不受環境溫度、介質溫度、管道材質和振動情況等因素的影響。

本發明的上述目的可採用下列技術方案來實現：

本發明提供一種閥門內漏檢測裝置，其中，所述閥門內漏檢測裝置包括：

殼體，其下端設有能與待檢測的管道外壁相貼合的弧形底面，所述弧形底面上貼設有溫度調節器；

溫度傳感器，其具有第一溫度測點和第二溫度測點，所述第二溫度測點設於所述溫度調節器的下部，所述第一溫度測點設於所述弧形底面上。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述殼體的上方設有控制器，所述控制器上設有顯示屏，所述溫度調節器和所述溫度傳感器均與所述控制器電連接。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述溫度調節器為陶瓷加熱片。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述陶瓷發熱片的外表面貼設有鋁箔層。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述溫度調節器為半導體製冷片，所述殼體的上部設有散熱風扇，所述半導體製冷片通過銅管與所述散熱風扇連接。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述弧形底面上貼設有氣凝膠氈，所述氣凝膠氈圍設在所述溫度調節器的外周，所述第一溫度測點設於所述氣凝膠氈的下部。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述殼體的弧形底面的邊緣處設有密封圈。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述殼體為由聚酚醛泡沫材料製成的殼體，所述殼體的內表面和外表面均貼設有鋁箔層。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述殼體的外壁對稱地設有兩個吊耳。

如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述待檢測的管道上連接有閥門，所述殼體與所述閥門之間的距離大於或等於30釐米。

一種閥門內漏檢測方法，採用如上所述的閥門內漏檢測裝置，其中，所述閥門內漏檢測方法包括如下步驟：

步驟a：將所述閥門內漏檢測裝置放置在待檢測的管道的外壁上，開啟所述溫度調節器，對所述待檢測的管道進行加熱或冷卻；

步驟b：當所述第一溫度測點的溫度達到t時，關閉所述溫度調節器，測量所述第二溫度測點在關閉所述溫度調節器之後的標準時間t內的溫度變化量的絕對值△t2；

步驟c：獲得實驗狀態下的所述第二溫度測點的溫度變化量的絕對值△t，比較所述絕對值△t2和所述絕對值△t，若△t2＞△t，則所述待檢測的管道內漏；若△t2＝△t，則所述待檢測的管道無內漏。

如上所述的閥門內漏檢測方法，其中，所述實驗狀態下的所述第二溫度測點的溫度變化量的絕對值△t通過如下步驟獲得：

步驟s1：將所述閥門內漏檢測裝置放置在一實驗管道的外壁上，開啟所述溫度調節器，對所述實驗管道進行加熱或冷卻；所述實驗管道上連接的閥門無內漏；

步驟s2：當所述第一溫度測點的溫度達到t時，關閉所述溫度調節器，測量所述第二溫度測點在關閉所述溫度調節器之後的標準時間t內的溫度變化量的絕對值，所述絕對值即為所述絕對值△t。

如上所述的閥門內漏檢測方法，其中，所述實驗狀態下的所述第二溫度測點的溫度變化量的絕對值△t＝△t1+5℃，其中△t1為所述實驗管道內無介質流動時的標準溫度變化量。

如上所述的閥門內漏檢測方法，其中，所述待檢測的管道的管壁厚度為h，所述第一溫度測點和所述第二溫度測點之間的距離為d，所述距離d為所述管壁厚度h的4倍，即d＝4h。本發明的特點及優點是：

本發明的閥門內漏檢測裝置，通過溫度調節器對連接在待檢測的管道上的閥門附近的管道壁進行加熱或冷卻，測量待檢測的管道上同一點的溫度變化的絕對值，進而實時檢測閥門是否內漏，該閥門內漏檢測裝置不會受到環境溫度、介質溫度、管道的材質和振動情況等因素的影響，其結構簡單，操作便捷。

本發明的閥門內漏檢測方法，通過溫度調節器對連接在待檢測的管道上的閥門附近的管道壁進行加熱或冷卻，測量待檢測的管道上同一點的溫度變化的絕對值，進而實時檢測閥門是否內漏，該閥門內漏檢測方法不會受到環境溫度、介質溫度、管道的材質和振動情況等因素的影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的閥門內漏檢測裝置的主視示意圖；

圖2為本發明的閥門內漏檢測裝置的仰視示意圖；

圖3為本發明的閥門內漏檢測裝置的左視示意圖；

圖4為本發明的閥門內漏檢測裝置的俯視示意圖；

圖5為本發明的閥門內漏檢測裝置放置在待檢測的管道上的結構示意圖。

附圖說明：1、殼體；2、溫度調節器；3、控制器；4、密封圈；5、吊耳；6、氣凝膠氈；7、第一溫度測點；8、第二溫度測點；9、弧形底面；10、溫度傳感器；20、待檢測的管道；201、閥門。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施方式一

如圖1至圖5所示，本發明提供一種閥門內漏檢測裝置，包括：殼體1，其下端設有能與待檢測的管道20外壁相貼合的弧形底面9，所述弧形底面9上貼設有溫度調節器2；溫度傳感器10，其具有第一溫度測點7和第二溫度測點8，所述第二溫度測點8設於所述溫度調節器2的下部，所述第一溫度測點7設於所述弧形底面9上。本發明的閥門內漏檢測裝置，通過溫度調節器2對連接在待檢測的管道20上的閥門201附近的管道壁進行加熱或冷卻，測量待檢測的管道20上同一點的溫度變化的絕對值，進而實時檢測閥門201是否內漏，該閥門內漏檢測裝置不會受到環境溫度、介質溫度、管道的材質和振動情況等因素的影響，其結構簡單，操作便捷。

具體地，在本實施方式中，如圖1所示，殼體1大體為一圓筒形，殼體1的下端設有能與待檢測的管道20外壁相貼合的弧形底面9，殼體1由保溫材料製成，該保溫材料可為聚酚醛泡沫，殼體1的內表面和外表面均貼設有高反射率的反光材料，該高反射率的反光材料可為鋁箔層。溫度調節器2貼設在弧形底面9上，其用於對待檢測的管道20進行加熱或冷卻。

如圖2所示，溫度傳感器10具有第一溫度測點7和第二溫度測點8，第二溫度測點8設於溫度調節器2的下部，第一溫度測點7設於弧形底面9上，也即，第二溫度測點8位於溫度調節器2上，第一溫度測點7位於弧形底面9上。

在本發明的一實施方式中，如圖3和圖4所示，殼體1的上方設有控制器3，該控制器為plc控制器，控制器3上還設有液晶顯示屏，溫度調節器2和溫度傳感器10均與控制器3電連接，控制器3能控制溫度調節器2的溫度，還能處理溫度傳感器10傳來的信號，並將處理結果通過液晶顯示屏顯示。

在本發明的一個實施例中，該溫度調節器2可為陶瓷加熱片，陶瓷加熱片的弧度與殼體1的弧形底面9的弧度相同，陶瓷加熱片的外表面也貼設有鋁箔層。陶瓷加熱片為現有技術，其是直接在氧化鋁陶瓷(主要成分為al2o3)生坯上印刷電阻漿料後，在1600℃左右的高溫下烘燒，然後設置電極和引線後製成。

在本發明的另一個實施例中，該溫度調節器2可為半導體製冷片，在該實施例中，配合半導體製冷片，在殼體1的上部還設有散熱風扇(圖中未標出)，該半導體製冷片通過銅管(圖中未標出，例如銅管可設置在殼體1內)與散熱風扇連接。半導體製冷片是一種比較成熟的現有技術，其中，散熱風扇以及銅管的作用主要是為製冷片的熱端進行散熱。

根據本發明的一個實施方式，弧形底面9上面貼設有氣凝膠氈6，氣凝膠氈6圍設在溫度調節器2的外周，第一溫度測點7設在氣凝膠氈6的下部，也即第一溫度測點7位於氣凝膠氈6上。該氣凝膠氈6的熱阻很高，能夠防止溫度調節器2的溫度向管道的其他部位散熱，保證測試準確。氣凝膠氈6為現有技術已知的材料，其是以納米二氧化矽氣凝膠為主體材料，通過特殊工藝同玻璃纖維棉或預氧化纖維氈複合而成的柔性保溫氈，其特點是導熱係數低，有一定的抗拉及抗壓強度，便於保溫施工應用，屬於新型的保溫材料。氣凝膠氈具有柔軟﹑易裁剪﹑密度小、無機防火﹑整體疏水、綠色環保等特性。

根據本發明的一個實施方式，殼體1的弧形底面9的邊緣處設有密封圈4，密封圈4的材料為高發泡材料(peva)。密封圈4能有效密封殼體1與待檢測的管道20之間的縫隙，使殼體1的弧形底面9和待檢測的管道20之間的熱量不會散失。

根據本發明的一個實施方式，殼體1的外壁對稱設地設有兩個吊耳5，該吊耳5可方便操作者提拉本發明的閥門內漏檢測裝置。

根據本發明的一個實施方式，如圖5所示，待檢測的管道20上連接有閥門201，殼體1與閥門201之間的距離d大於或等於30cm，經過多次試驗的驗證，在這個距離上測試效果較好，且測試結果更精確。

本發明的閥門內漏檢測裝置的使用方法如下：如圖5所示，將本發明的閥門內漏檢測裝置安裝到待檢測的管道20的外壁上，本發明的閥門內漏檢測裝置距離閥門201約30cm，開啟溫度調節器2對待檢測的管道20進行加熱或冷卻，當第一溫度測點7的溫度達到t時，關閉溫度調節器2，停止對待檢測的管道20的加熱或冷卻，此時，記錄第二溫度測點8的溫度，然後等待標準時間t後，再次記錄第二溫度測點8的溫度，求取上述兩個溫度之差的絕對值△t2，用絕對值△t2與實驗狀態下獲得的第二溫度測點8的溫度變化量的絕對值△t進行比較，若△t2＞△t，則待檢測的管道20發生內漏；若△t2＝△t，則待檢測的管道20無內漏。

其中，實驗狀態下測量絕對值△t的方法為：截取長度50cm的實驗管道，確保實驗管道的內外表面清潔、無油汙，實驗管道的兩端用高發泡材料封堵，之後將本發明的閥門內漏檢測裝置安裝到實驗管道的中部，開啟溫度調節器2，對實驗管道進行加熱或冷卻，當第一溫度測點7的溫度達到t時，關閉溫度調節器2，停止對實驗管道的加熱或冷卻，測量此時第二溫度測點8的溫度，然後等待標準時間t後，再次記錄第二溫度測點8的溫度，求取上述兩個溫度之差的絕對值，該絕對值即為實驗狀態下獲得的第二溫度測點8的溫度變化量的絕對值△t。

實驗狀態下獲得的第二溫度測點8的溫度變化量的絕對值△t的意義是：當實驗管道內無介質流動時，對實驗管道上某點進行加熱或冷卻，該加熱點或冷卻點在單位時間內的熱量消耗將明顯小於實驗管道內有介質流動時的熱量消耗。在溫度變化上則體現在，對第二溫度測點8進行加熱或冷卻，通過熱傳遞使第一溫度測點7的溫度達到t時，停止加熱或冷卻，第二溫度測點8在停止加熱或冷卻之後的標準時間t內的溫度變化量的絕對值為△t；如果實驗管道中有流動介質存在，那麼在停止加熱或冷卻之後的標準時間t內，第二溫度測點8的溫度變化量△t3需要大於△t，才能使第一溫度測點7的溫度達到溫度t(實驗管道內的流動介質消耗了一部分能量)。該標準時間t需要大於或等於實驗管道調整到環境溫度時所用的時間，視實驗管道的具體材質而定。環境溫度一般為10℃-35℃。

本發明的閥門內漏檢測裝置，通過溫度調節器2對連接在待檢測的管道20上的閥門201附近的管道壁進行加熱或冷卻，測量待檢測的管道20上同一點的溫度變化的絕對值，進而實時檢測閥門201是否內漏，該閥門內漏檢測裝置不會受到環境溫度、介質溫度、管道的材質和振動情況等因素的影響，其結構簡單，操作便捷。

實施方式二

如圖1至圖5所示，本發明還提供一種閥門內漏檢測方法，該方法利用實施方式一中的閥門內漏檢測裝置，其中，閥門內漏檢測裝置的結構、工作原理和有益效果與實施方式一相同，在此不再贅述。該閥門內漏檢測方法包括如下步驟：

步驟a：將所述閥門內漏檢測裝置放置在待檢測的管道20的外壁上，開啟所述溫度調節器2，對所述待檢測的管道20進行加熱或冷卻；

步驟b：當所述第一溫度測點7的溫度達到t時，停止加熱或冷卻，測量所述第二溫度測點8在關閉所述溫度調節器2之後的標準時間t內的溫度變化量的絕對值△t2；第一溫度測點7和第二溫度測點8的溫度由控制器3的液晶顯示屏中讀取，關閉溫度調節器2時，記錄第二溫度測點8的溫度，等過了標準時間t後，再次記錄第二溫度測點8的溫度值，以後面的溫度值減去前面的溫度值，再取其絕對值即得到△t2。

步驟c：獲得實驗狀態下的所述第二溫度測點8的溫度變化量的絕對值△t，比較所述絕對值△t2和所述絕對值△t，若△t2＞△t，則所述待檢測的管道20內漏；若△t2＝△t，則所述待檢測的管道20無內漏。

進一步地，實驗狀態下的所述第二溫度測點8的溫度變化量的絕對值△t是通過如下步驟獲得：

步驟s1：將所述閥門內漏檢測裝置放置在一實驗管道的外壁上，開啟所述溫度調節器2，對所述實驗管道進行加熱或冷卻；所述實驗管道上連接的閥門201無內漏；

步驟s2：當所述第一溫度測點7的溫度達到t時，停止加熱或冷卻，測量所述第二溫度測點8在關閉所述溫度調節器2之後的標準時間t內的溫度變化量的絕對值，所述絕對值即為所述絕對值△t。實驗狀態下需要保證管道清潔無汙染、無振動。

其中，所述第二溫度測點8在關閉所述溫度調節器2之後的標準時間t內的溫度變化量的絕對值，其測量方法為：當第一溫度測點7的溫度達到t時，關閉溫度調節器2，停止對實驗管道的加熱或冷卻，測量此時第二溫度測點8的溫度，然後等待標準時間t後，再次記錄第二溫度測點8的溫度，求取上述兩個溫度之差的絕對值，該絕對值即為實驗狀態下獲得的第二溫度測點8的溫度變化量的絕對值△t。

進一步地，所述待檢測的管道20的管壁厚度為h，所述第一溫度測點7和所述第二溫度測點8之間的距離為d，所述距離d為所述管壁厚度h的4倍，即d＝4h。第一溫度測點7和第二溫度測點8之間的距離過大會導致誤差較大，影響因素過多；第一溫度測點7和第二溫度測點8之間的距離過小，則管道內部的流動介質吸收熱量過少，測量結果也不準確，經過多次試驗驗證，在d＝4h的狀態下，測量準確度較高。

更進一步地，所述實驗狀態下的所述第二溫度測點8的溫度變化量的絕對值△t＝△t1+5℃，△t1為所述實驗管道內無介質流動時的標準溫度變化量，也即實驗管道內無介質流動時的第二溫度測點8在關閉所述溫度調節器2之後的標準時間t內的溫度變化量的絕對值。其中，5℃是一個富裕量，考慮到實際檢測中，管道上可能會有生鏽、油汙等情況，從而影響檢測結果，設置了5℃的富裕量，則可避免誤測的發生。

本發明的閥門內漏檢測方法，通過溫度調節器2對連接在待檢測的管道20上的閥門201附近的管道壁進行加熱或冷卻，測量待檢測的管道20上同一點的溫度變化的絕對值，進而實時檢測閥門201是否內漏，該閥門內漏檢測方法不會受到環境溫度、介質溫度、管道的材質和振動情況等因素的影響。

以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式，並非用以限定本發明的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本發明保護的範圍。