含腐蚀缺陷油气管道适用性评价研究进展

适用性评价是对含腐蚀缺陷的管道能否继续使用以及如何继续使用的定量分析和评估的方法。适用性评价方法由剩余强度评价和剩余寿命预测两个部分组成。阐述了近年来含腐蚀缺陷的油气管道适用性评价方法的进展,重点阐明了评价剩余强度的方法,归纳了预测剩余寿命的途径,概述了腐蚀管道适用性评价领域的发展方向。     

GI S管道精密对接设备机械系统的设计与研究

油气管道在地下土壤环境中会受到腐蚀，影响油气管道的使用寿命。现基于GIS技术研究了油气管道精密对接设备机械系统，通过移动终端对油气管道的检测，将数据传输到GIS服务器和系统服务器中。数据服务器根据油气管道数据的类型进行储存和计算，分析缺陷区域管道的内压、缺陷对管道剩余强度的影响，完成对油气管道的完整性评价和管间精密对接性分析。实验中使用该系统与油气管道缺陷无损检测、基于有限元的油气管道漏磁检测对油气管道进行完整性和精密对接性检测，检查管段中存在的缺陷个数和管道内压，实验数据表明，该系统对油气管道的检测精度最高，检测出存在的腐蚀性缺陷个数最多，管间对接精密度最高。     

双腐蚀缺陷油气管道剩余强度分析

以X60双腐蚀缺陷油气管道为研究对象,借助ANSYS软件,分析双腐蚀缺陷半径和缺陷深度对其等效应力和剩余强度的影响。结果表明:随着轴向位置的增加,双腐蚀缺陷管道等效应力在屈服极限与抗拉极限之间变化;随着缺陷半径的增大,剩余强度呈增加的趋势,安全性增强;随着缺陷深度的增大,剩余强度呈减小的趋势,安全性降低。所得结论对于油气管道的腐蚀安全评价有一定的参考意义。     

外腐蚀管道剩余强度及剩余寿命的有限元分析

埋地油气管道经常受到外部腐蚀,外壁会出现不同形状的腐蚀缺陷,因此就会产生应力集中降低管道的承压能力,必须对其剩余强度和剩余寿命进行评估。应用ANSYS软件对含外腐蚀缺陷的管道进行分析计算,给出不同缺陷尺寸的管道在5MPa内压作用下的Mises应力,并预测管道在未来某一时间的运行可靠性。计算结果表明,有限元法对于分析管道的剩余强度是可靠的,可为外腐蚀管道的安全评价提供较为准确的相关数据。     

在役油气管道腐蚀剩余寿命预测方法

在役油气管道适用性评价是当前国际上管道工程研究的热点领域 ,它包括管道剩余强度评价和剩余寿命预测两个方面。剩余强度评价是在缺陷检测基础上经过力学分析和计算 ,对管道承载能力作出科学评价 ;剩余寿命预测是在研究缺陷动力学长大规律基础上预测管道剩余服役寿命 ,为制定管道检测周期提供科学依据。与管道剩余强度评价相比 ,管道剩余寿命预测难度较大。从目前研究状况来看 ,除了疲劳寿命预测研究得相对成熟外 ,其余象腐蚀剩余寿命、应力腐蚀开裂寿命都尚在探索和发展之中。在目前已颁布的适用性评价标准中 ,对于管道腐蚀寿命预测 ,有的…     

腐蚀管道的剩余强度评定及ANSYS二次开发

针对腐蚀管道对工作承压能力的影响,利用ANSYS软件建模仿真,通过与真实材料拉伸试验的数据对比,验证了有限元方法有较高的可靠性。进一步研究了内腐蚀缺陷尺寸对管道剩余强度的影响,并重点研究了相邻腐蚀缺陷相互作用和群腐蚀管道的评价方法。研究结果表明,管道的剩余强度会随着缺陷尺寸的增大而减小,相邻腐蚀缺陷在轴向和环向距离一定范围内会随着间距增大而相互影响减小。利用相邻腐蚀缺陷相互作用准则建立了等效简化群腐蚀的方法。为了解决ANSYS评定管道剩余强度操作的复杂性,开发了针对单个腐蚀和复杂腐蚀的评估软件。     

油气管道适用性评价及软件研究进展

油气管道适用性评价是对含缺陷的油气管道是否适合于继续使用以及如何继续使用的一种定量评价,包括剩余强度评价和剩余寿命预测两个部分。本文介绍了笔者在管道适用性评价方法和软件上的主要研究成果,给出了三个实际管道的评价案例。     

利用有限元法分析管道内缺陷尺寸与漏磁场的关系

针对油气管道腐蚀缺陷定量分析精度很难提高的现状,通过有限元仿真分析方法,研究管道内缺陷尺寸与漏磁场分布之间的关系,给出了缺陷深度、宽度、长度对漏磁信号特征的影响规律,为提高管道缺陷量化分析精度提供了理论依据。     

长输油气管道漏磁内检测技术

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的,可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。对油气管道漏磁内检测技术原理和影响因素等进行归纳总结,阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的国内外研究现状,对国内外漏磁内检测器的检测能力进行对比,介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术,最后提出了管道漏磁内检测行业的未来展望。     

基于神经网络和支持向量机的导波弯管腐蚀损伤程度辨识研究

利用导波的远场检测优势和机器学习模型,开展管道弯曲处腐蚀损伤程度智能辨识方法研究.在普通碳质钢管弯头处加工不同程度的腐蚀缺陷,按腐蚀程度分为10个等级.采用自激自收和一激一收两种信号激励接收方式,在管道中激励具有非频散的T(0,1)型超声导波,采集得到不同腐蚀程度缺陷对应的导波检测信号.在时域和频域对检测信号进行分析,提取多个导波信号特征值用于表征损伤程度,并通过BP神经网络和支持向量机两种分类模型对数据进行训练分析得到缺陷损伤辨识模型,实现弯曲处腐蚀程度的准确辨识.研究中分析两种模型的超参数对缺陷辨识模型精度的影响,对比研究两种模型对弯管腐蚀损伤辨识的性能.试验结果表明,两种损伤辨识模型对不同激励接收模式下的导波检测信号均能取得较优的分类效果.相较于BP神经网络,支持向量机在小样本条件下对弯管腐蚀损伤具有更好的辨识效果.     

埋地钢质管道综合检测评价技术与应用

介绍了基于埋地钢质管道外检测的综合检测方法与仪器、安全评价方法与相应技术规范。提出了埋地钢质管道综合检测与安全评价的具体步骤和方法,该方法可实现对管道外防腐层破损点和阴极保护状况的检测,并对检测中发现的超标缺陷进行安全评价。对某埋地输气管线进行了综合检测评价,提出了确保管道安全运行应采取的相应措施。     

Statistical modeling of the oil and gas pipeline lifetime under bending and compression

The distribution of lifetime and reliability indices of oil and gas pipelines under bending and compression was found by means of a deterministic formula using a statistical modeling method. In this case, the strain-hardening coefficient is governed by the uniform law, while the conventional ultimate strength, shear modulus, working pressure, torque, compression force, diameter, and the wall thickness is subject to the normal one. As a result, the operational safety limits were established for northern oil and gas pipelines.     

Statistical modeling of the residual life of an oil and gas pipeline with axial crack-like defects

According to the deterministic formula using the statistical modeling method, the remaining life distribution and indices of the oil and gas pipeline reliability are found when the characteristics of the strength, stress and the dimensions of the defects in the axial and radial directions are subject to the normal law. As a result, the safe service life limits of the diagnosed oil and gas pipelines were established.     

一种管道漏磁无损检测传感器的设计与实现

针对管道缺陷检测的现状,研制了一种适用于输油、输气管道的漏磁无损检测传感器,该传感器由磁敏器件、励磁模块、导轮等部分组成,具有灵敏度高、可用性强的特点,能满足不同管径和工况的管道缺陷检测,内容涉及漏磁检测、磁敏器件的选择、永磁体的优化以及导轮的设计等。     

载荷作用下管道漏磁内检测信号定量化研究

管道漏磁内检测技术是国际公认的长输油气管道安全维护的最有效方法。为解决载荷作用下长输油气管道漏磁内检测信号定量化问题,本文基于J-A理论建立了改进的三维磁荷数学模型,分析了管道缺陷在内压作用下的磁力学效应对漏磁信号的影响规律,研究了外部载荷作用下缺陷尺寸对漏磁信号影响规律,并通过系统的实验验证了理论模型的正确性。研究结果表明：管道内压增加,材料磁化强度减小,漏磁信号径向分量和轴向分量呈指数函数下降规律;漏磁信号径向分量峰值和轴向分量极大值随着缺陷深度增加而增加,增长率逐渐降低,特征值分别变化6.5%和14.7%;径向分量峰值增长率随长度增加而逐渐降低,轴向极大值线性减小,特征值分别变化21.0%和36.8%,轴向分量对缺陷深度和长度变化更敏感。     

Aggregation behavior analysis of hydrate particles in the bend pipe based on the population balance model

Journal of Mechanical Science and Technology - The hydrate particle aggregation is crucial for the flow safety of oil and gas pipelines. In this paper, coupled with the Eulerian-Eulerian model,...     

油气管道中智能机器人跟踪定位关键技术综述

国民经济的持续快速发展对于油气供给提出了更大的需求。油气资源主要依靠管道进行运输,为保证管道运输安全可靠,需定期使用智能机器人对其进行检测。检测过程中要对智能机器人进行跟踪定位以确保知道管道内机器人的实时位置、状态,特别是发生故障如卡堵时的位置。油气管道通常为长距离管道,跟踪定位方式只能采用无缆或无线方式,其中极低频信号对于金属介质等具有良好穿透能力的特点特别适合于管道内智能机器人的跟踪定位。基于极低频磁技术的跟踪定位问题,本质上可以归纳为微弱磁信号的高分辨率探测和微弱瞬态磁信号的实时(快速)检测这两方面的问题。本文总结了油气管道中智能机器人的跟踪定位技术,介绍了国内外基于极低频技术的智能机器人跟踪定位装置;重点阐述了高分辨率磁传感器、微弱瞬态信号实时检测算法两项关键技术的研究现状,并介绍了基于极低频磁信号发射与接收的智能机器人跟踪定位系统的现有工作及未来展望。     

埋地电缆对金属管道电磁干扰的耦合计算

由于路面上可用的输电走廊资源日趋减少,电能输送渠道逐渐向埋地电缆倾斜。埋地电缆与输油输气管道往往共用走廊,交流电磁场会在管道上产生纵向感应电压。该电压可能损坏金属管道,甚至威胁作业人员的生命安全。为了研究埋地电缆对金属管道电磁干扰的特点,本文建立了埋地电缆与管道耦合模型,讨论了不同因素对感应电压和纵向电流影响规律。仿真结果表明:埋地电缆对金属管道的电磁干扰随着并行间距的增加逐渐减小,最终趋于稳定;随着并行长度的增加,埋地电缆对金属管道的电磁干扰呈现缓慢增大,最终趋于稳定。     

大口径油气管道快速夹紧装置的设计

为满足对大口径管道破损泄漏事故进行快速安全维抢修作业的需要,研制开发了大口径油气管道快速夹紧装置。该装置采用液压系统作动力,能够将大口径油气管道维抢修卡具快速的安装到油气管道泄漏位置,达到快速封堵,隔离危险源的目的,并减少经济损失及环境污染。