ACFM技术及其在钻修机械平台无损检测中的应用

无损检测技术对于确保钻修机械平台安全生产十分重要,交流电磁场检测技术(ACFM)由于具有非接触测量、无需标定且一次完成缺陷的定性定量检测等诸多优点而取得广泛应用。首先简介了ACFM技术的检测原理、检测系统及检测标准和认证,并与交流电位降方法(ACPD)、涡流检测方法(ET)等无损检测方法进行了比较。分别以钻修机械平台的钻机井架、底座关键部位焊缝检测和平台吊机检测为例,详细阐述了利用ACFM方法进行工程检测的仪器选择、探头扫描及诊断结果,并分析了检测过程中的干扰因素及处理方法。最后,进一步探讨了ACFM方法应用于钻修机械平台结构损伤检测的可能性和解决思路。     

现役导管架平台结构监测系统开发与数字孪生技术

目前我国海上有近1/3的导管架平台已超过或即将达到设计寿命,平台结构维护或修复延寿方面的需求比以往任何时候都更为迫切。传统的导管架水下结构损伤检测,测点少、难度大、费用高且无法预测平台结构的状态。开发了南海某导管架平台结构监测系统,该系统主要包括海上风浪的环境监测和平台结构振动、应变的响应监测。根据监测数据提出了基于双重有限元模型修正的现役导管架平台结构数字孪生,通过数字孪生技术修改平台结构安全评估及寿命预测模型,掌握海上导管架平台结构在整个服役周期内的结构行为,科学预测、预防性维护,以延长平台寿命。     

铁磁性材料早期损伤的磁无损检测方法综述

无损检测铁磁性材料在产生宏观裂纹或缺陷之前的早期损伤,对于确保设备的安全运行具有重要的工程意义。综述了近年来结构早期损伤检测技术的各种磁无损检测方法,包括磁滞回线法(MHL)、超导量子干涉器法(SQUID)、磁巴克豪森噪声法(MBN)、磁声发射法(MAE)和金属磁记忆法(MMM)的检测原理、特点和发展现状,讨论了各方法在理论和实际应用中存在的问题。在国内外现有研究的基础上,指出了早期损伤无损检测方法发展的方向和趋势。     

无线传感系统在石油井架承载能力计量中的应用研究

为了解决现有石油井架实际测试中安装繁琐、测试精度低等不足,提出基于Wifi的无线应力测试方法进行在役石油井架承载能力评价。根据力学和电学理论,对应变传感器的工作原理进行了分析,并讨论了测试系统所使用的网络系统,结构承载性能评价时以无线测试获得的实测应力和结构理论分析结果之间的残差构建优化修正函数,并以某油田使用的在役井架为例进行分析,结果表明应用此方法可以取得满意的结果,为有损伤在役石油井架的安全评定及状态监测提供了有效的方法和依据。     

导管架平台结构多质点简化模型研究

在导管架结构损伤识别与健康监测中,由于受到海洋环境的限制,传感器布置的数量非常少,使得试验模态的自由度数远远小于实际结构有限元模型的自由度数,其在空间上不完备的问题比较突出。根据导管架平台结构的特点,引入平台各层刚体运动的假设,按柔度方法将导管架结构三维有限元模型简化为x、y向平动和绕z轴转动的串联多质点模型,并将其计算结果与有限元模型的结果进行比较。研究结果表明:导管架有限元模型与多质点简化模型在x、y向平动和绕z轴转动的1阶模态参数上两者结果比较接近,绕z轴转动的最大误差为3.055%;而在x、y向平动的最大误差不超过1%。该模型的简化为导管架结构损伤识别与健康监测提供了便利。     

某终端关键设备管线的光纤光栅应力监测技术

传统的电阻式应变计、振弦式应变计在耐腐蚀、抗干扰和耐久性方面难以满足工程需求,提出了采用光纤光栅传感技术进行在役管线应力监测的新方案。分析了光纤光栅传感器的传感原理,构建了光纤光栅管线应力监测预警系统;并在某终端关键设备管线表面成功布设了96个应变传感器和10个温度传感器,详细阐述了施工过程中的传感器安装、光缆铺设及注意事项。工程应用证明了光纤光栅传感器用于管线应力监测及其实施方案的可行性,监测数据表明了监测系统的可靠性,为软土地基沉降引起的管线应力安全预防起到实时预警的作用,具有广泛的应用前景。     

基于模糊综合评判方法的钻井队设备现状评估

为了客观、科学地评价钻井队设备的现状,减少由于主观性和随意性而产生的评估不足,采用多层次模糊评判方法,以一个实例进行分析,阐述模糊评判方法在钻井队设备质量评估中的应用。     

基于模态测试与模型修正的结构损伤识别方法

结构损伤通常以结构中刚度损失为特征,在有限元模型修正中以弹性模量降低来表示。文中以模态参数对结构弹性模量变化的灵敏度出发,应用FEMtools软件中贝叶斯参数估计的模态灵敏度方法进行有限元模型修正。对三根无损伤和有损伤的悬臂梁钢板试件,用力锤激励试件测量振动响应,在试件无损伤和有损伤的状态下获取结构模态频率和振型,通过实测模态参数与模型修正的三个损伤识别实验,寻求一种最佳的结构损伤识别方法。     

基于模态柔度与有限元模型修正的海洋平台结构损伤识别研究

结构模态特征的改变直接揭示了结构的损伤,基于模态柔度较频率、振型对结构损伤的识别更为敏感的特点,文中提出了一种基于模态柔度和有限元模型修正相结合的结构损伤识别方法.文中以某海上导管架平台为例,在设定的3个损伤样本下建立了导管架21-DOF测试模型,获得该模型低阶结构模态参数,通过模态柔度差的方法进行结构损伤层定位;然后通过21-DOF测试模型与2454-DOF导管架有限元模型的自由度匹配,采用贝叶斯的有限元模型修正方法,对某导管架结构损伤层中具体损伤杆件的损伤程度、损伤位置进行识别.其识别结果与原设定的3个损伤样本基本一致,表明了该方法的正确性和有效性,可应用于海上导管架结构损伤检测与评价.     

模块化机械加工工件运移装置设计

社会和科学技术飞速发展,机器人、加工中心机床的广泛应用扩展了柔性制造系统的柔性化、高效化。本文提出了一种新型模块化机械加工工件运移装置设计,以模块化运移单元为基础,通过对各模块单元的控制,可以实现按任意工艺需求对工件进行运送。该装置具有安装方便、承载能力强、定位准确、柔性大、可控性好等优点,适用于机加工行业生产线的使用。