الكشف الصوتي عبر الإنترنت عن تسرب الصمام الداخلي

تعرضت الصمامات الحاملة للضغط في المرافق والمعدات السطحية لحقل داتشينغ النفطي لتسربات داخلية بسبب التآكل أو التآكل أو لأسباب أخرى. وبما أنه من الصعب اكتشاف التسربات الداخلية، لم يتم استبدال بعض الصمامات المعيبة في الوقت المناسب، مما أثر على الإنتاج وخلق مخاطر على السلامة. ونتيجة لذلك، تجذب تقنية فحص الصمامات عبر الإنترنت اهتمامًا متزايدًا؛ وتتضمن التكنولوجيا الأساسية الحالية استخدام تقنية الانبعاثات الصوتية (AE) للكشف عن التسربات في أنواع مختلفة من الصمامات عبر الصناعات مثل البترول والبتروكيماويات وتوليد الطاقة.

 1 المبادئ الأساسية للكشف عن تسرب الانبعاثات الصوتية

(1) إشارات الانبعاث الصوتي ومعايير توصيفها
يشير الانبعاث الصوتي إلى الظاهرة التي تطلق فيها أي مادة أو مكون معدني طاقة إجهاد في شكل موجات مرنة عندما يحدث الاحتكاك أو التشقق أو التشوه البلاستيكي تحت تأثير قوى خارجية أو داخلية. عندما تنتشر موجات الانبعاث الصوتي عبر وسط محدود، فإنها تخضع للانكسار والانعكاس عند مواجهة الواجهات، وتتحول إلى موجات سطحية على السطح الصلب، وتنتشر على طول السطح بسرعات عالية جدًا. تحمل موجات الانبعاث الصوتي هذه الصادرة من المصدر (أي نقطة الخطأ) معلومات مميزة حول المصدر؛ ويمكن استخدام هذه المعلومات للكشف عن ظروف الخطأ والعيب في المكون. تتضمن المعلمات التي تميز إشارات الانبعاث الصوتي معدل الانبعاث والسعة وتوزيع السعة والطاقة.
(2) خصائص إشارات الانبعاث الصوتي في حالة التسرب الداخلي في الصمامات
عندما يُظهر الصمام إغلاقًا سيئًا، يتم إخراج كمية صغيرة من السائل باستمرار من خلال الفجوات الموجودة في الصمام، مما يؤدي إلى إنشاء نفاث عالي السرعة. يؤثر هذا السائل عالي السرعة على جدار الأنبوب، مما يثير موجات مرنة، أي انبعاث صوتي. ويشكل هذا إشارة انبعاث صوتي من النوع المستمر، تشبه الضوضاء البيضاء، بنطاق تردد يبلغ 30–50 كيلو هرتز.
خصائص إشارات الانبعاث الصوتي الناتجة عن تسرب الصمام: 1. تكون موجات الانبعاث الصوتي المثارة بالتسرب مستمرة؛ 2. تعتبر إشارات الانبعاث الصوتي الناتجة عن التسرب قوية نسبيًا، وتتناسب سعتها مع معدل التسرب وقيمة الجذر التربيعي المتوسط (RMS) للإشارة.
وبناءً على خصائص إشارات الانبعاث الصوتي الناتجة عن التسرب، فإن معلمات التوصيف المستخدمة هي معدل الانبعاث الصوتي والطاقة؛ وهذا يسمح بالحصول على بيانات انبعاث صوتي أكثر شمولاً، مما يوفر أساسًا أكثر قوة لتحديد الأخطاء.

 2. التطبيق الميداني لكاشف الموجات فوق الصوتية
(1) مقدمة عن الكاشف
عندما تصل موجات الانبعاث الصوتي الناتجة عن التسرب إلى المستشعر، يقوم المستشعر بتحويلها إلى إشارات جهد يتم إرسالها عبر الأسلاك إلى الكاشف. يقوم مكبر الصوت المسبق بتضخيم الإشارة المستلمة من المستشعر، ويقوم الفلتر بتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء، وتقوم دائرة العتبة بإزالة الضوضاء الخلفية. يقوم المعالج الدقيق بحساب الإشارة وتحليلها وتقييمها. عندما يكون الصمام خاليًا من التسرب، تكون قراءة العرض 0؛ وفي حالة وجود تسرب، تختلف القيمة المعروضة وفقًا لشدة التسرب، حيث تشير القيم الأعلى إلى تسرب أكثر أهمية. تتم معالجة المكونات الصوتية لإشارة الانبعاث الصوتي الناتجة عن التسرب وإرسالها إلى سماعات الرأس المستخدمة للاستماع إلى صوت التسرب. عندما يتسرب الصمام، يمكن سماع أصوات ذات شدة متفاوتة من خلال سماعات الرأس، ويمكن تحديد شدة التسرب بناءً على شدة الصوت المسموع.
(2) اختبار إحكام الصمام
عند فحص أنظمة صمامات الضغط العالي باستخدام جهاز اختبار الموجات فوق الصوتية، تُستخدم القراءات المقارنة عادةً لتحديد ما إذا كان هناك تسرب: أولاً، ضع المسبار على الجانب العلوي، وقلل الحساسية، وقلل الأصوات الأخرى؛ ثانيًا، ضع المسبار على مقعد الصمام والجانب السفلي؛ ثالثًا، قارن الاختلافات في شدة الصوت. إذا كان الصمام يتسرب، فإن شدة الصوت عند مقعد الصمام أو الجانب السفلي ستكون مساوية أو أكبر من تلك الموجودة على الجانب العلوي.
عند فحص الأنظمة منخفضة الضوضاء، ضع المسبار على الجانب السفلي من الصمام واستخدم الوضع الانتقائي للتردد حتى يصبح صوت تدفق السائل مسموعًا بوضوح؛ ثم حدد وجود وطبيعة أي تسرب بناءً على القراءة.
عند استخدام طريقة المقارنة المكونة من أربع نقاط للكشف عن التداخل في اتجاه مجرى النهر، يمكن أن يكون هذا التداخل كبيرًا في بعض الأحيان وينتشر إلى المنطقة قيد الفحص، مما يؤدي إلى مؤشرات خاطئة لتسرب الصمام. تتضمن طريقة النقاط الأربع اختيار نقطتين متساويتين في البعد، A وB، في اتجاه المنبع، ونقطتين متساويتين في البعد، C وD، في اتجاه المصب. قارن شدة الإشارة عند النقطتين A وB مع تلك الموجودة عند النقطتين C وD. إذا كانت النقطة C أعلى من النقطتين A وB، فهذا يشير إلى تسرب الصمام؛ إذا كانت النقطة D أعلى من النقطة C، فهذا يشير إلى أن الصوت ينتقل من نقطة أخرى في اتجاه مجرى النهر.
عندما يتسرب الغاز أو السائل داخل خط الأنابيب، يتم توليد موجات فوق صوتية بسبب الاحتكاك. يمكن لـ SONAPHONEE استقبال هذه الإشارات فوق الصوتية وتحويلها إلى إشارات كهربائية وعرضها على الشاشة. وفي الوقت نفسه، يقوم بمعالجة إشارات الانبعاث الصوتي وتحويلها إلى صوت مسموع يتم إرساله إلى سماعة الرأس، ويمكنه أيضًا إرسالها إلى جهاز كمبيوتر عبر واجهة الأشعة تحت الحمراء.

3. خاتمة
(1) يضمن تطبيق تقنية الانبعاثات الصوتية لإجراء اختبار إحكام الصمامات (مثل صمامات خلط المياه والصمامات الالتفافية في مجموعات صمامات الغاز) الإنتاج الآمن ودقة التحكم في استهلاك الطاقة.
(2) يوفر اختبار الصمامات التي تم استبدالها أثناء تجديد المرافق القديمة أساسًا لقرارات الموافقة على المشروع ويقلل من تكاليف التجديد.
(3) تتيح تقنية الاختبار بالموجات فوق الصوتية فحص الصمامات عبر الإنترنت، مما يوفر تشغيلًا بسيطًا واستجابة ديناميكية سريعة وبيانات بديهية. في الوقت الحالي، لا تستطيع معدات الاختبار هذه تحديد ما إذا كان هناك تسرب داخل الصمام إلا نوعيًا.