超声波检测技术在压力容器和管线泄漏检测中的应用

压力容器和管线检漏的重要性

压力容器和管线在我国工业系统的气体存储和输送中有着广泛的应用。由于长时间的运行磨损和自然老化等原因，泄漏故障时有发生，对于储存有毒有害气体的压力容器和管线，即使存在微小泄漏点，其危害也不容忽视，开展气体泄漏检测工作，及时准确发现气体泄漏位置，可以最大限度减少经济损失和环境污染，对防患安全生产事故的发生具有重要意义和实用价值。

 

压力容器和管线是一种特殊工业设备，因其工作条件的特殊性，在运行使用过程中发生泄漏的可能性特别大。因压力容器和管线内部的介质（气体或液体）具有很高的压力，不同的储存介质还可能具有不同温度和不同程度的腐蚀性等等，并且由于运行输转和热胀冷缩等因素，不停地对压力容器和管线产生各种物理的、化学的作用，因而使压力容器和管线产生腐蚀、变形、裂纹、渗漏等缺陷。因此，即使压力容器和管线的设计合理和制造质量良好，在运行使用过程中也难免会产生缺陷。无论是原有缺陷还是在使用过程中产生的的缺陷，如不能被及时发现并消除，势必在使用过程中导致泄漏和严重安全事故发生。因此，压力容器和管线的定期检验，是保证压力容器和管线安全运行的重要的必不可少的措施。

 

压力容器和管线是工业生产系统中的最重要组成环节，压力容器和管线的操作和管理人员应做好日常压力容器和管线的维护保养检测。使压力容器和管线性能始终处于良好状态，不但能延长压力容器和管线的使用寿命，而且有助于保障安全生产和节约能源。所以，压力容器和管线运行期间应定时、定点检查宜腐蚀部位和“跑、冒、滴、漏”的情况并及时采取妥善处理措施进行停机或检修。

压力容器和管线超声检漏的基本原理

当压力容器和管线中气体发生泄漏时，由于内外压差的存在，使得泄漏的气体通过泄漏点在容器或管道壁时形成湍流，这个湍流就产生了振荡变化的压力和超声波信号，它可以在管壁泄漏点的空气传播和扩散，在大气中建立声场，泄漏产生的声波具有很宽的频谱，通常分布在35-45kHz之间。研究发现，泄漏口形状差异对泄漏声波的特性影响较大，当微孔泄漏时，人耳很难察觉，但是泄漏中产生的超声波组分可以被高灵敏度非接触超声波传感器接收，从而让使用者快速发现泄漏点。又由于在某些压力容器和管线中设置的阀门，要求必须关闭严密，不允许介质通过阀门泄漏到下游侧，即不允许阀门内漏，阀门内漏在产品质量，安全事故和能量损耗上代价是非常高昂的。正如气体泄漏一样，流体从阀门的高压侧通过阀座到低压侧，摩擦管壁或冲击阀瓣，它也会产生湍流。湍流产生超声波信号因而可被仪器检测到并转换。阀门内漏检测通常利用接触传感器在阀门下游侧检测。通过首先接触上游侧并调整仪器灵敏度来完成。然后接触下游侧以比较阀门两侧的声级强度。如果声级强度低于上游侧，阀门被认为是密闭的；如果声级强度高于上游侧并伴随着一个明显的冲击声，就说明阀门有内漏故障。

压力容器和管线检漏仪的应用

近年来,在飞机，船舶，高速列车，各种车辆，机械制造，管道及压力容器和管线制作安装工程的质量检测中普遍使用了多功能压力容器和管线检漏仪，仪器可以远距离进行管道阀门泄漏和内漏、整车和船舶气密性、真空负压泄漏等检测。

压力容器和管线检漏仪能通过扫描密封箱体，压力容器和管线，检测密封缺陷和安全生产中的故障隐患；如各种机械设备液压管路及接头，整车隔音密封漏水，船舶工程水密，飞机座舱密封，储气罐泄漏，阀门泄漏，连接法兰泄漏，各种口径压力管道的泄漏检测等，

压力容器和管线检漏仪的主要部件有手持式主机，超声波标准探头，超声波远距离探头，超声波接触探头，超声波信号发生器，隔音耳机等组成。

 

压力容器和管线检漏仪的工作原理：

当管道或容器内注满介质(液体或气体)形成一定压力时，将压力容器和管线检漏仪的探头（或远距离探头）在被测设备表面移动扫描，一旦有泄漏发生，液体或气体便通过漏点而产生超声波信号，由检测探头采集信号至主机，再通过内部数字电路转换成声音放大，由操作者佩戴的隔音耳机接收，同时手持式主机上显示数据或指示强度=耳机中的声音越高，显示数据或指示强度越强；则表示此处泄漏量越大。

当管道或容器中无法提供压力时，则可将超声波信号发生器放入被测容器内部，被测容器一旦有泄漏缺陷点，超声波信号发生器所发出的超声波信号就会通过泄漏缺陷点逸出，然后被高度灵敏的手持式主机检出。

压力容器和管线检漏的步骤方法

1.检查的内容包括工艺条件、设备状况和安全附件等。压力容器和管线检漏仪不同于特定的气体检测仪受限于传感器设计，只能用来检测特定对应成分的气体，而压力容器和管线检漏仪则是以检测不同介质在压力作用下通过漏点形成湍流而干扰空气产生的超声波信号。超声波是一种高频短波信号，通常人耳不能直接感测到该信号，当我们通过压力容器和管线检漏仪即可完全检测到这些声音。它使用独特外差法将这些信号接收编译转换为可听音频信号，让使用者透过耳机来听到这些声音，并于仪器显示上看到强度指示。

 

2.任何类型气体在压力作用下通过泄漏点都会产生湍流，湍流含有可被仪器检测的超声波成分，使得压力容器和管线检漏仪能够感应任何种类的气体泄漏所产生的超声波信号；压力容器和管线检漏仪可对压缩气体，空气，煤气，有毒有害危险气体，蒸气以及液体等的输送管道，连接器，阀门，密封盖以及各种附属设施的泄漏进行检查。对于一般的泄漏检测，沿被测试区域移动扫描，需要时进行灵敏度调整；细听最大声的“嘶嘶”声并跟踪这个声音到最响点即泄漏点。

 

3.基于这种原理，在电力电气系统中，伴随着绝缘破坏而发生的高压局部放电会造成空气的离子化，而被离子化的空气则会产生超声波信号（40KHZ），因此使用压力容器和管线检漏仪可以在运行中的高压输配电设备上找出故障放电部分；可以很容易的侦测出局部放电或电晕放电现象。许多电力行业的用户借鉴压力容器和管线泄漏检测仪的工作原理并经多年实践检验受到启发：当高压电缆接头制作工艺欠佳，内部(特别是"三叉口"处)出现空洞或填充物形成尖角时，便会因电场集中而出现放电现象，亦能发出超声波信号，这种频段的超声波信号同样也可被压力容器和管线泄漏检测仪所检出；所以配备有远距离传感器的压力容器和管线泄漏检测仪应用于运行时带有危险高电压的高压电缆检测，可以确保人员操作安全，安全距离可达30米以上。

 

4.如果一个容器内或管道内充满气体，当其内部压强大于外部压强时，由于内外压差较大，一旦容器有漏点，气体就会从漏点逸出。当漏点尺寸较小且雷诺数较高时，逸出的气体就会形成湍流，湍流在漏点附近会产生一定频率的声波信号，声波振动的频率与漏点尺寸有关，漏点较大时人耳可听到漏气声，漏点较小且声波频率大于20kHz，形成超声波信号时，就不能被人耳听到了，但它们能在空气中快速传播，通常被称作空载(Air-borne)超声波信号。

 

5.超声波信号是一种高频短波信号，其强度随着传播距离的增加而迅速衰减。超声波具有指向性。利用这个这个特征，即可判断出正确的泄漏位置；压力容器和管线检漏仪主机（暨接收端）可工作于被动状态与主动状态；当对输气管道进行实时检查时，可单独使用它，利用它捕捉气体泄漏时所产生的微小的超声波信号，即可判断出正确的泄漏位置。这种工作方式被称为被动状态。将仪器的主机(暨接收端)与超声波信号发生器配合使用时，可对被检查设备进行非实时检查，即由超声波信号发生器发射一定频率的超声波信号，一旦发生泄漏，超声波将由漏点逸出，用仪器的主机捕捉漏出的超声波信号，即可判断出正确的泄漏位置。这种工作方式被称为主动状态。与被动状态工作方式相比，主动状态工作方式不适合于实时检查，但是具有更高的可靠性，我们也称这种方法为超声发射测试(Ultratone)法，这种方法较多应用于加压条件困难或真空系统上使用；这种超声波测试适用范围非常广泛，包括：容器，集装箱，管道，热交换器，焊缝，垫片，密封件，车辆，飞机，船舶的门，窗或坐舱等。

多功能压力容器和管线检漏仪；远距离微小泄漏检测仪

压力容器和管线是一种特殊工业设备，因其工作条件的特殊性，在运行使用过程中发生泄漏的可能性特别大。因压力容器和管线内部的介质（气体或液体）具有很高的压力，不同的储存介质还可能具有不同温度和不同程度的腐蚀性等等，并且由于运行输转和热胀冷缩等因素，不停地对压力容器和管线产生各种物理的、化学的作用，因而使压力容器和管线产生腐蚀、变形、裂纹、渗漏等缺陷。因此，即使压力容器和管线的设计合理和制造质量良好，在运行使用过程中也难免会产生缺陷。无论是原有缺陷还是在使用过程中产生的的缺陷，如不能被及时发现并消除，势必在使用过程中导致泄漏和严重安全事故发生。因此，压力容器和管线的定期检验，是保证压力容器和管线安全运行的重要的必不可少的措施。

 

简介：多功能压力容器和管线检漏仪利用超声波检测技术远距离检测压力容器和管道阀门泄漏和内漏；飞机.整车.船舶气密性检测；运行设备真空负压泄漏检测等。通过扫描压力容器和管线，检测安全生产中的故障隐患。主要用于石油化工，电力行业，航空造船汽车工业，造纸业，纺织业及冶金业等行业的安全生产检测。从简单的压力泄漏检测到极为复杂的机械故障分析都可以测试，各种管道、容器罐体的气密性检测、阀门的安全状态检测以及轴承的运行状态和质量检测。根据测试环境与应用的差异，提供了各种多功能的检测附件，可以克服所有在检测过程中所遭遇的任何问题，还提供完全符合防爆安全认证标准的机型可选。并超越ASTM E1002-2005泄漏检测标准。是特别适用于安全生产监督执法检查的多功能检测仪器。已获得国内多家安全监督管理机构选择使用。

 

当设备运行出现故障、压力泄漏及电气放电时，会产高频短波（超声波）信号，人耳不能听到。多功能压力容器和管线检漏仪使用独有的外差法(Heterodyning)将探测到的超声信号转换为人耳可听见的音频信号，通过耳机传到人耳，它可在100英尺(30.5m)处检测到直径为0.005'(0.127mm)；压力为5psi(0.33Kg)的微小泄漏点或放电故障信号；检测角度约为5°。并在LCD上用16段的条形图很直观地实时显示声音强度的变化，数字显示频率和分贝值。高度定向的精确聚焦点将最大限度地减少被检测环境的背景噪声并集中在压力泄漏信号上。让操作者在安全距离检查危险泄漏设备和故障电气设备。多功能压力容器和管线检漏仪是完全数字化的超声波检测仪器，如此多用途的信息存储和检索系统，容易使用（大多数操作者能在15分钟内熟练操作使用）。

 

原理：

多功能压力容器和管线检漏仪基于微弱信号探测处理技术研制，通过对故障点的分子级的碰撞摩擦产生的微量信号和异常噪音进行精细的提取分析定位，达到准确地确定故障点侦测的目的。使用独特外差法（Heterodyning）将微弱信号准确地转换成可听音频信号，当我们透过多功能压力容器和管线检漏仪可完全侦测到这些声音，并于显示上看到强度指示，其具有的高灵敏度和极强的抗干扰能力和远程检测能力让使用者更容易地辨认及了解设备的运行状况。超声波检测技术相对于“绝对压力法、压差法、气泡法”，操作简单、适用范围广、准确可靠。应用极为广泛，几乎所有行业都可用到。不论何类流体产生泄漏，多功能压力容器和管线检漏仪都能检测到，泄漏越严重，信号越强，尤其适合于远距离检查危险气体泄漏、饱和气体、多种气体、压力容器、真空处理等应用场合；视现场环境差异最远检测距离可达30-100米。

 

应用领域：

各行业的典型应用

压力泄漏、真空泄漏、轴承监测、蒸汽瓣、阀，压缩机，热交换器，齿轮、齿轮箱，泵浦及马达，管路、罐体密封性。空冷岛远距离漏点检测、远距离检测高压气体泄漏点，真空负压泄漏，高压放电耗电故障，高速轴承故障在线检测，检测阀门及管道内漏，空冷系统负压漏点检测、高压冷、热阀门内密封性泄漏检测、发电机组氢气泄漏检测、高空高温高压管道的密封性在线检测，电厂大修期间的各类锅炉、罐体、管道密封性检测，高噪音震动下的电机轴承状态检测，高压开关设备（断电器，隔离开关等）在线质量检测，变压器及高压输电线路接头状态检测 ，风冷岛远距离漏点检测，真空系统管道漏点检测，汽轮机漏点检测，阀门内漏检测、绝缘子故障侦测定位、电气设备局部放电侦测、电晕放电侦测、高压开关绝缘检测，各类关键轴承状态检测，各类废气处理系统的密封性监测，凝汽设备完好性检测，主变压器的高压接头完好性检测，各类高压开关设备（断电器、隔离开关等）在线质量检测。轴承润滑监测、引擎、电泵气蚀、马达、压缩机、运转设备和润滑失效检测，超声波密封非破坏测试、货箱、焊缝、舱门、垫片、电气设备侦测、电气局部放电（电晕）、高压电弧、打火、电火花、漏电痕迹、绝缘老化、电力开关、变压器、继电器、断路器、汇流排/板、绝缘装置检测，热交换器、锅炉及冷却器、凝结器、排气系统、供热系统、耐压测试、压力/真空、容器、空气、氧气、氮气、制冷剂泄漏、阀类/阀门、液压阀座泄漏或阻塞侦测、蒸汽瓣、蒸汽除水闸、风管侦测，机械故障诊断、超声波声发射测试：汽车，飞机，舰船座舱密封测试、输电线路检测、远距离检查，管线、管路泄漏检测、一般机械故障检测和排除。

 

典型用户：

北京市安全生产科学研究院；上海市安全生产科学研究所；浙江省安全生产科学研究院；江西省安全生产监督管理局；河北省安全生产监督管理局；宁夏安全生产技术支撑中心；河北特种设备监督检验院；邯郸市特种设备监督检验所；衡水市特种设备监督检验所；常州市特种设备监督检验所；营口市锅炉压力容器检验研究所；中广核中电能源服务（深圳）有限公司；浙江中一检测研究院股份有限公司；浙江极地检测科技有限公司；浙江科安检测有限公司；公安部沈阳消防研究所；中国电力科学研究院；北京电力科学研究院；苏州电器科学研究院股份有限公司；吴江变压器有限公司；河北省变压器产品质量监督检验站等。

 

技术规格

结构：手持枪形外观，材料为抛光铝和ABS塑料。

电路系统：固态类比电路和带温度补偿的SMD数字电路。

显示：带LED背景灯的16×2LCD，分贝、频率、电池状态、16段条形图显示。

频率范围：20KHz至100KHz（连续可调，每次1KHz）。

灵敏度：可在100英尺(30.5m)处检测到直径为0.005'(0.127mm)；压力为5psi(0.33Kg)的微小泄漏点或放电故障信号；检测角度约为5°。视现场环境差异最远检测距离可达30-100米。

响应时间：<10ms。

检测阈值：1×10-2 std.cc/sec到1×10-3std.cc/sec。

操作温度：0℃~50℃。

输出：外差法校准输出，分贝(dB)，频率，USB资料输出。

探头：标准扫描模块；远距离扫描模块；橡胶聚焦探头；接触检测模块；接触检测延长模块。

内存：400个存储位置。

电池：可充电锂离子电池。

信号源：专利的超声波信号发生器。

耳机：豪华抗干扰头戴式耳机，噪声衰减大于23dB，符合或超过ANSI和OSHA标准。

重量：手枪式主机：2磅（0.9kg），UWC远距离扫描模块（1.2kg）全套手提箱：14磅（7.5kg）。

尺寸：全套仪器手提箱（38.1 x 55.9 x17.8厘米）。

显示模式：实时，峰值保持，快速扫描。

分贝测量：相对或偏移。