速度控制清管器的研发及实现

管道清管及内检测作业是管道安全运行的保障。迈向深海、提速天然气是当今世界能源开发、储运的前沿课题。常规的清管和内检测设备受限于管道介质的速度,容易发生清洗不完全、检测数据失效、对管道产生冲击等问题。文章提出主动速度控制方法,降低设备在管道中的运行速度,使之低于管道介质流速,实现设备安全与合理地清管、检测及不损伤管道的目的。     

Fe_2O_3掺杂对ZnO-Pr_6O_(11)系压敏电阻材料电学性能的影响

通过烧结法制备了Fe2O3掺杂的ZnO–Pr6O11压敏电阻材料,研究了Fe2O3掺杂量对ZnO–Pr6O11系压敏电阻材料电学性能的影响。实验表明:当Fe2O3掺杂量小于0.005%(摩尔分数,下同)时,ZnO–Pr6O11系压敏电阻材料的非线性系数和压敏电压随Fe2O3掺杂量增大而逐渐提高。当Fe2O3掺杂量为0.005%时,压敏电压达到最大值571V/mm,非线性系数达到最大值26。当Fe2O3掺杂量大于0.005%时,非线性系数和压敏电压均急剧下降。过量Fe2O3使ZnO压敏电阻材料非线性下降的主要原因是:Fe元素偏析在晶界处,提供额外载流子降低了晶界电阻率,同时晶界处PrFeO3相的堆积会破坏晶界结构,从而影响压敏电阻材料的电学性能。     

基于AIF和TT的滚动轴承复合故障诊断

针对滚动轴承复合故障模式下的微弱特征难以提取的问题,提出了基于自适应迭代滤波（adaptive iterative filtering,简称AIF）和改进的时时变换（time?time transform,简称TT）的滚动轴承复合故障诊断方法。首先,采用AIF将信号分解,得到一系列本征模态分量,并以最大相关峭度作为评价准则,筛选出其中的特征分量,实现滚动轴承复合故障振动信号的特征分离;其次,利用改进的时时变换方法对特征分量进行降噪,增强特征分量的冲击特征;最后,对降噪的特征分量进行包络谱分析,提取故障特征频率,实现滚动轴承故障模式的精确判别。仿真实验和故障诊断实例表明,该方法可以有效提取滚动轴承复合故障模式下的微弱特性信息。     

610管道检测机器人速度控制装置研究

针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计 610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压力可到10 MPa,有效检验了速度控制装置泄流阀在高压运转情况下的密封性及动作准确性。动态试验结果表明： 610速度控制装置泄流阀开启量在1/2区间对速度控制装置产生的压差影响最为明显,当泄流阀开启量超过 2/3 区间对速度控制装置产生的压差影响很小。工业试验针对带固定泄流孔的管道机器人启动力问题,测试了泄流阀开启固定泄流面积时的启动力,建立了泄流状态下机器人启动压差方程,并测试了速度控制装置的实际降速能力,为大口径、大流速工况下管道检测机器人的调速技术提供了理论和试验基础。     

高精度系列变形检测器

为了解决传统单通道变形检测器检测精度低、动态性能差、数据分析效率低等问题,管道局进行科研课题立项,对设备结构、探头机构、电子包、发射机系统、数据分析软件等进行系统研究设计,成功研制了系列化高精度管道变形检测器。作为目前在役长输油气管道进行检测的最有效工具,高精度系列变形检测器可在管道运行过程中分辨并确定弯头、阀门、焊缝、凹陷、椭圆度等管道特征,进行里程定位和周向位置定位,具有动态性能好、检测精度和灵敏度高、可移植强等优势。相比老设备,高精度变形检测器实现了变形缺陷的周向位置定位,变形大小的量化也得到了提高,探头灵敏度达0.5mm。目前,系列化变形检测器已经有多套设备进行了长输油气管道的现场变形检测工程,市场应用前景良好,为我国长输油气管道的安全运行提供了技术保障。     

基于红外热成像技术的材料表面缺陷识别研究

针对当前材料表面缺陷识别方法存在的误差大,实时性差等不足,为了提高材料表面缺陷识别精度,提出了基于红外热成像技术的材料表面缺陷识别方法.首先分析材料表面缺陷识别的原理,找到不同方法的局限性,然后计算材料表面的温度,判断材料表面是否完整,并采集材料表面缺陷识别的红外热图像,最后采用全局阈值分割对材料表面缺陷进行分割和边缘...     

管道检测机器人在垂直输气管道的运动分析

管道检测机器人用于管道腐蚀缺陷和变形缺陷的定期巡检,当管道存在较大倾角时会对机器人的运行状态产生影响,尤其是机器人进入垂直管道内运行,机器人自重将明显影响设备的运行速度,严重时可能导致机器人超速运行,影响检测数据质量。利用动量守恒定律建立了在垂直管道向下运行时机器人前后端气体的压差增量与机器人运行速度增量间的关系式,指出压差增量与气体的密度、扰动波传播速度和机器人的速度增量等因素有关。建立了机器人在垂直管道内运行加速度和运行距离的关系式,并对关系式进行了简化,方便工业现场应用。通过与数值仿真结果对比,建立的关系式可有效计算出机器人在垂直管道内运行时的速度增量和运行距离,为工业现场预测机器人的运动参数提供了保障。     

流体驱动式管道裂纹检测机器人探头结构设计

管道机器人能有效的检测出油气管道存在的腐蚀缺陷,但对管道存在的裂纹缺陷无法有效的检出。设计了一种流体驱动式管道裂纹检测机器人的探头结构,可用于管道轴向裂纹的检测。论述了探头总体结构设计、弹簧支撑结构设计、支撑轮设计和检测探头壳设计。对设计的探头结构进行测试,结果表明:测试里程超过250 km,满足现场使用要求。该探头结构的设计为管道裂纹检测机器人的研制提供了参考。     

管道检测设备探头机构研究进展

由于施工、地质条件变化、输送介质腐蚀等因素影响,可能使管道产生变形、腐蚀等缺陷,需要管道检测设备定期对管道进行内检测作业,保证管道安全运行。一般管道检测设备主要由驱动、支撑、里程轮、探头和记录仪等部分组成。其中,探头部分直接与被测管道相接触,测量管道变形、腐蚀缺陷的信号。文章介绍了管道检测设备探头机构的研究进展,对各种探头机构的优缺点进行了总结,指出针对不同口径、不同检测原理设计的探头机构其结构可能是不同的。