超声导波对不同类型管道腐蚀检测的适用性研究

以超声导波检测技术理论为基础,结合压力管道实际腐蚀类型,对腐蚀检测进行了理论分析;介绍对一段压力管道进行超声导波检测试验情况,并对结果进行了分析。总结并用试验验证了超声导波检测技术适用的压力管道腐蚀类型。     

管道腐蚀缺陷超声导波检测数值模拟研究

简述管道导波检测理论基础.运用有限元分析法,对目前现场检测中应用的L(0,2)及T(0,1)模态导波在管中传播过程进行数值模拟研究.在模型的特定部位删除部分单元模拟腐蚀缺陷,分别对管一端加载轴向和切向瞬时位移载荷模拟L(0,2)模态和T(0,1)模态入射波,计算得到管道的瞬时动力学响应,对回波信号作频谱分析.计算结果表明,缺陷位置可以根据缺陷处回波信号到达时间和波速确定.给出缺陷回波反射系数与缺陷横截面积各影响因素之间的关系曲线,可以近似判定缺陷的几何尺寸.并提出以回波信号对缺陷横截面尺寸大小的综合灵敏度来检测、评价管道腐蚀缺陷的思路.     

聚脲防腐管道中超声导波的缺陷检测研究

聚脲涂料作为近些年发展起来的新型防腐材料,现已广泛应用于管道内外壁的防腐保护。为了克服传统超声波检测效率低的短板,提出了超声导波检测技术对聚脲防腐管道中裂纹损伤的检测应用设想,利用数值仿真的方式对此展开研究。通过分析聚脲防腐管道的解析模型,借助有限元分析软件Abaqus,建立黏弹性-弹性复合材料的三维圆柱模型,并模拟不同激励频率下L(0,2)模态导波在其中的传播状态。结合频散和衰减特性两方面的研究,获取优化的激励频率,并对聚脲防腐管道进行不同类型缺陷检测的仿真分析和实验验证。研究结果表明,数值仿真结果与实验验证基本吻合,说明了超声导波对聚脲防腐管道的缺陷检测方法有效,同时也可实现对缺陷定位分析。     

超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用

为了提高高压蒸汽管道超声检测的效率,研究了超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用。通过试验对比,设计并实践了高频导波换能器,确定了高压蒸汽管道高频导波检测灵敏度,为实现高压蒸汽管道快速检测提供了一种方法。     

磁致伸缩纵向导波管道检测数值建模与分析

检测模型是磁致伸缩纵向导波检测技术发展的基石。现有磁致伸缩纵向导波检测模型存在不包含接收过程和不包含静态磁场计算等不足,难以满足设计优化接收传感器、增强导波检测信号等方面的研究需求。因此,以磁致伸缩纵向导波管道检测为背景,分析激励和接收过程中的控制方程,在此基础上建立了包括激励过程、声场传播和接收过程的有限元模型。分别采用仿真和实验分析了接收线圈的提离效应,仿真和实验结果吻合较好,验证了该数值模型的正确性。     

埋地管道管体超声导波检测技术的试验研究

介绍超声导波检测技术在埋地管道检测中的应用,采用预制缺陷管道试验和对带防腐层埋地管现场试验进行研究,结果表明,MsS超声导波系统可以用于对有PE胶带防腐层管道缺陷的检测．在埋地涂有防腐层的管道上传播距离较近,宜采用较低的检测频率,MsS超声导波系统的轴向位置精度较高。     

导波检测技术在城市燃气管道腐蚀检测与监测中的应用

随着燃气工业的发展,各个城市都敷设了大量的燃气管道,在人口稠密的城区因管道腐蚀、穿孔和引起泄漏等事故时有发生,给城市居民的生命安全构成重大的威胁,同时给国民经济和管道业主造成不可估量的经济损失。这些事故的发生给人们在日常生活上造成很大的心理恐慌,因此城市燃气管道腐蚀问题与安全监测措施越来越受到人们的重视[1]。本文就MsS导波技术的特点做简要的介绍,论述MsS导波技术对城市燃气管道的腐蚀检测和对管网进行实时的在线监测,提供了又一种有效的检测和监测手段,对城市燃气管网的安全运行具有非常重要的意义。     

基于ARM和Linux的超声导波管道检测系统

针对目前我国基于嵌入式的超声导波管道检测仪器稀少的现状,提出了一种基于ARM9的管道超声导波检测系统的设计方法,进行了硬件的设计、驱动程序和应用程序的开发.硬件部分采用模块化设计,便于开发过程中的测试和后续的开发.使用基于ARM920T架构的微处理器S3C2440A作为系统的硬件平台,选用Linux2.6.30版本的操作系统内核,应用程序使用Qt/Embedded4.5编写.实验表明,系统各部分运行正常,能发射超声导波窄带激励信号,可以对信号进行放大、采样和显示,实现了系统设计的功能要求.     

管道缺陷的超声导波检测研究

针对管道缺陷与超声导波交互的特点,为解决在管道超声导波检测中的缺陷定位困难、轴向尺寸无法量化等繁琐和耗时严重等问题,设计了自发自收和一发一收两种管道缺陷的超声导波检测平台,对特定环形缺陷进行管道超声导波检测进行了研究,探究了环形缺陷的轴向长度和径向深度对超声导波检测的影响。结果表明:采用自设计的超声导波检测平台可实现管道缺陷的定位检测及轴向尺寸定量检测,缺陷的轴向长度主要影响缺陷回波的形态,缺陷的径向深度主要影响回波的能量。     

基于磁致伸缩效应的管道纵向超声导波检测传感器

研制了一种用于工业管道和海洋平台结构检测的纵向超声导波传感器,分析了纵向超声导波传感器的工作原理——磁致伸缩效应及逆效应,讨论了传感器结构设计及结构参数的选择方法。该传感器具有灵敏度和检测效率高、非接触检测和结构简单等主要特点,可广泛应用于各种工业管道、海洋平台结构、杆件、钢丝绳等构件的裂纹、腐蚀或者断丝等缺陷的检测。     

基于权值差除法的MsS超声导波管道检测试验研究

将基于磁致伸缩效应的MsSR3030系统用于管道中的缺陷检测。超声导波在管道中传播速度受管道材质、防腐漆层等因素影响将发生变化,降低MsS-3064型磁致伸缩传感器的方向控制水平,导致管道检测信号中包含异向检测信号。为消除异向检测信号,提出一种权值差除的方法,对正反向检测信号做H ilbert变换,再利用小波函数分解重构得出信号包络线,赋予正反信号包络线一定权值后做减法,可以有效消除不需要的异向信号,提高检测信号的可识别性。     

管道导波时反聚焦检测系统的设计与实现

在分析管道中超声导波时反聚焦原理的基础上,设计并实现了一套适合激励压电换能器阵列,并对管道中超声导波能量在缺陷处进行时间-空间聚焦的时反聚焦检测系统.该系统实现的关键技术为:改进DDS( direct digital synthesis)结构,实现脉冲激励电路对时反特征信号进行合成发射;采用脉冲方式,实现小体积大输出功率的宽带线性功放电路;通过时反聚焦检测过程,实现管道中超声导波能量在缺陷处的时间-空间聚焦.采用该系统进行八通道时反聚焦检测实验,其结果表明,对于所用的含缺陷的管道而言,在特定的检测条件下,缺陷回波信号的幅值相对常规检测可提高246％,并且很好地抑制了导波的频散和多模态特性,提高了回波信号的信噪比.     

腐蚀管道修正B31G评定方法研究

对于腐蚀缺陷 ,应用最为广泛的评定方法就是美国ASMEB31G规范 ,在B31G中 ,它将缺陷简化成矩形或抛物线 ,但实际的腐蚀剖面曲线十分不规则 ,并且具有近似的自相似嵌套结构 ,具有分形的特征。本文运用分形理论来表征腐蚀缺陷的剖面曲线 ,进而求得分形曲线所形成的面积 ,并用此面积修正了B31G公式。实际算例表明 ,本文的方法是可行的     

波源对纵向模态导波在管道中传播的影响研究

针对波源对纵向模态导波在管道中传播的影响问题,建立改进的管道纵向模态导波半解析有限元(Semi-analytical finite element,SAFE)模型,相对先前的SAFE模型,实现纵向模态导波的单独计算求解,提高了计算效率。在此基础上,利用正交模态展开法建立波源对纵向模态导波在管道中传播影响的数学模型,分析数学模型可以看到纵向模态导波的幅值取决于导波的波结构和波源特性。为论证波源对纵向模态导波在管道中传播影响的数学模型,通过数值计算和试验方法,从相同波源激励的不同纵向模态导波之间的幅值关系和不同波源激励的同一模态导波之间的幅值关系两个方面开展研究工作。对比数值计算结果和试验结果,说明建立的波源对纵向模态导波在管道中传播影响的数学模型是可信的。研究结论为设计合适的导波传感器实现在管道中激励特定的纵向模态导波奠定了基础。     

在役管道超声检测系统的现状及发展趋势

介绍当今国外地下管道智能在役检测系统的发展状况、水平与发展趋势。有的系统已达到声、光、电综合的高技术产品水平。机体外径范围为φ１５９￣１５０４ｍｍ，整机可在管内水平和竖直行走。国内在该领域的研究现状。     

基于TRIZ的在役管道腐蚀检测装置创新设计

针对目前在役管道腐蚀检测装置存在的可靠性差、检测效率低以及适应性差等问题,对在役管道腐蚀检测装置进行改进设计。基于TRIZ方法,对现有管道腐蚀检测装置存在的问题进行分析,并应用相关工具解决问题,在此基础上设计出一种新型在役管道腐蚀射线检测装置。该检测装置采用8轮定位驱动机构以及滑块变径结构,实现系列在役管道高效可靠检测,满足实际检测要求。     

腐蚀管道剩余强度的评价方法及剩余寿命预测

介绍了ASME B31G-2009、BS 7910-2005、PCORRC和API 579-1/AMSE FFS-1-2007四种标准中计算腐蚀管道剩余强度的经验公式,分析对比了四种管道剩余强度评价准则对预测结果的影响;并采用AMSE B31G-2009标准公式、有限元模拟和可靠性分析三种手段分别对某缺陷集输管道进行了剩余寿命预测。结果表明:对于不同钢级管道,API 579-1/AMSE FFS-1-2007标准方法预测的剩余强度最为保守,其次为ASME B31G-2009标准方法预测的,BS 7910-2005标准和PCORRC标准方法得到了相似的曲线,BS7910-2005标准的计算结果要稍大一些;为提高预测精度,需采用非线性有限元和可靠性分析法进一步预测剩余寿命;采用经验公式、有限元法和可靠性分析得到的剩余寿命结果较为接近,分别为10.8,12,13.6a。     

集输管道腐蚀原因及防护措施分析

胜利油田是一个以油气开采集输为主的综合性采油单位,每年油田的各种管道穿孔都较为严重。对油田生产直接造成了严重的经济损失和安全隐患。介绍了胜利油田目前生产上在用管道的现状及近三年来管道腐蚀穿孔情况,详细阐述了造成管道腐蚀穿孔的客观条件和主观因素,提出了相应的解决办法和对管道的保护措施,对以后日常生产中管道的施工和管理有一定的指导作用。     

基于流固耦合的换热管道污垢超声回波检测数值模拟与实验

对换热管道污垢的有限元建模、耦合边界处理进行了分析与讨论,以压力声学与固体力学为理论基础,基于COMSOL Multiphysics中的PDE模式构建平面辐射声源下的声波振动控制方程,采用超声回波法对换热管道污垢厚度进行无损检测,求解不同振动频率下的回波振型和响应时间历程,为检测多层管材时模态和频率选择提供理论依据。针对多组不同管材污垢厚度回波特性,将有限元仿真与测点检测结果进行对比,验证了模型的准确性。基于换热污垢动态模拟实验装置进行了污垢定量实验。结果表明：采用实验和有限元结合的方式实现换热管道污垢超声回波检测的方法是可行的,数值模拟与实验结果吻合,超声波对管道沉积污垢的检测误差在±4%左右,该结果对工程在役换热集输系统的运行和清管具有实际意义。