阀门在石油和化工生产作业线上的使用广泛,由于介质冲蚀、磨损常常引发泄漏,不仅会造成巨大经济损失还会危及生产作业安全性。因此对于阀门泄漏尤其是液体管道阀门内漏的准确诊断和量化分析具有重大意义。本文针对液体管道阀门普遍存在的内漏问题,以液体管道法兰式球阀为研究对象,基于模拟仿真、声学实验以及模型量化分析三个手段对阀门内漏进行综合性研究。首先,通过Fluent模拟得到液体管道阀门内漏流场和声场分布规律,模拟结果表明:固定开度下,阀门进口压力增大引起阀腔及下游流道涡团增加和扩散,进而导致内漏声源强度变强,进口压力0.2 MPa和0.9 MPa时,最大声功率级相差约37.58 d B。固定进口压力下,阀门开度增加造成流道流通面积增大,导致声强分布范围变广。其次,为验证模拟所得规律以及构建内漏速率量化模型,本文设计并搭建液体管道阀门内漏实验平台,基于声发射系统采集内漏样本数据,以均方根值、能量计数两个声发射信号特征参数来表征内漏声源信号强度,通过声学特征分析得出:均方根值和能量计数均随压力或开度的增加而增大。其中,能量计数在进口压力超过0.6 MPa附近某一阈值后信号能量增长明显。内漏信号的频域分布集中于0-10 k Hz和18-22 k Hz两个范围,频域幅值的峰值随压力或开度的增加而增大。实验结果与模拟结果对比验证中,两者在内漏率变化趋势和声强分布规律上总体保持一致,内漏率平均误差在10%以内,满足工程应用允许误差要求。最后,为实现阀门内漏定量诊断,基于实验数据构建阀门内漏速率深度置信网络量化预测模型,并采用试错法优化模型隐含层数和隐含层神经元个数,得到模型最优网络结构。研究结果表明,模型结构为四隐层框架22-28-60-28-20-1时,模型在测试集上取得了较小的均方根误差和平均百分比误差,展现了较强的泛化性能,可以作为液体管线阀门内漏诊断的一种新方法。