基于XGBoost的管道防腐层裂纹损伤识别算法研究

埋地管道因为在长期服役后防腐层产生的裂纹易导致管道金属层受到损害,为了避免损伤造成管道泄漏,有必要建立管道防腐层裂纹损伤识别智能化平台。通过引入集合经验模态分解,提取管道防腐层结构在裂纹损伤状态下的频域特征值并构建裂纹损伤数据系统。依次利用孤立森林、缺失森林和核主成分分析对损伤数据进行异常检测、数据补全和特征降维优化,构建适于管道防腐层裂纹损伤识别的extreme gradient boosting（XGBoost）模型。研究表明：基于XGBoost的管道防腐层裂纹损伤识别模型可准确地对裂纹长度进行有效检测,与gradient boosting decision tree（GBDT）和随机森林算法相比,其决定系数最大且均方误差最小,裂纹长度识别误差保持在4.37厘米以内,为管道防腐层结构健康检测和安全运输提供了有效的识别方法。     

基于SH导波的防腐层能量密度检测机理研究

涂敷防腐层是确保油气管道完整性非常重要的手段,但因环境或外力等因素使防腐层产生剥离、孔洞等缺陷。本文针对埋地管道外涂防腐层轴向剥离、孔洞缺陷,利用粘弹性动力学理论建立能量平衡单元体F的双层结构波动模型,对单元体F的频散特性、能量密度和导波衰减进行理论分析和数值计算,并设计SH-EMAT换能器进行了防腐层剥离缺陷实验研究。研究表明:防腐层剥离程度可引起单元体F中各模态频散特性变化,防腐层剥离厚度越大,SH导波模态对应相速度、群速度越大,且差异显著。在一定频率范围内,其相速度与防腐层剥离缺陷尺寸成正比。导波能量衰减依赖于能量密度因子QE且独立于导波模态,能量密度趋向于防腐层等效粘弹性介质的剪切速度倒数;单元体F中能量密度因子QE的特征参数可为管道防腐层剥离、孔洞缺陷内检测的量化研究提供理论依据。     

钠碱法脱硫问题的研究与探讨

介绍了某企业钠碱法烟气脱硫工艺流程,针对系统运行过程中出现的逆喷管堵塞、上液管道振动及压滤系统污泥黏稠等问题,通过对烟气温度、逆喷管结构、结晶机理、管道冲击力、混凝剂及絮凝剂特性等进行分析,找到合适的解决办法,实施后问题得到改善,保证了系统的安全平稳运行。     

电磁超声兰姆波模态能量密度分布特征研究

针对钢板中兰姆波传播机理复杂性和多模态特性导致回波信号识别难的问题,建立热力学第一定律求解钢板中能量密度分布模型,对钢板中微体元的力密度、振动位移和能量密度分布的相关性进行理论分析和数值计算。研究了钢板中电磁超声兰姆波模态与能量密度分布的关系,并对能量密度分布特征进行实验研究。结果表明:电磁超声兰姆波频厚积增大,钢板微体元中各兰姆波模态振动位移增大,振动能量增加;通过兰姆波多模态的能量强度、能量速度研究回波信号能量密度分布特征,证明兰姆波多模态具有可量化的能量密度分布特征信息,为基于能量密度的电磁超声兰姆波量化检测提供理论依据。     

有界双层结构SH导波频散特性分析

为了检测附着防腐层层状结构中是否存在剥离、孔洞等缺陷,利用超声SH导波研究层状结构频散特性的影响因素,基于弹性及粘弹性波动理论并依据Navier运动位移方程推导了附着防腐层双层结构的频散方程,并分析了防腐层剥离缺陷状态对频散特性的影响.结果表明:通过研究SH导波频散特性的变化可反映附着防腐层的双层结构是否存在剥离缺陷;防腐层产生剥离缺陷时,导波SH_0模态发生频散且向防腐层横波速度渐近.防腐层剥离缺陷尺寸增大,回波信号幅值增加,截点振动速度变慢,导波能量衰减减小.     

无水亚硫酸钠低成本生产工艺研究及应用

介绍了金川集团股份有限公司150 kt/a无水亚硫酸钠生产工艺及存在问题。分析了工业纯碱和工业烧碱两种生产原料对无水亚硫酸钠生产的影响,采用工业纯碱和工业烧碱两种原料互相切换的生产模式,可在工业纯碱和烧碱市场价格出现较大变动时,选择廉价原料生产无水亚硫酸钠,降低企业生产成本。     

基于随机森林的桁架结构损伤程度预测

为适应桁架结构健康监测技术的发展,进一步优化桁架结构损伤程度预测效果,提出一种基于随机森林的桁架结构损伤程度预测算法。算法建立并优化桁架结构损伤数据库,对多个损伤信号分量提取频域特征,通过孤立森林算法和缺失森林算法对数据库进行异常检测和数据补全,并采用主成分分析法对其进行特征降维。经实验验证,算法能够针对不同损伤程度的桁架结构敏感度做出有效判定,与极端随机树、AdaBoost、Bagging等回归算法相比,均方误差显著降低,为桁架结构健康监测提供了有效的预测手段。     

基于材料参数的管道防腐层粘接状态识别研究

附着防腐层管道的粘接状态识别是管道状态预诊断的热门研究方向。将弯曲的管道划分为多个紧密相连的微体元平板结构,建立非线性超声导波在微体元结构中的传播模型,分析导波在微体元中以及相邻微体元之间传播的频散特性及能量传递特性,采用SPWVD时频分析与小波包分解算法对回波信号进行分析,以提取能够表征管道不同粘接状态的特征量。以与附着防腐层管道性能接近的有机玻璃-铝双层粘接结构为实验对象,分别采集其粘接完好状态、基于密度变化的弱粘接状态和基于厚度变化的部分脱粘状态下的超声回波信号,分析其材料参数与粘接状态之间的对应关系,并采用特征量间具有独立性的朴素贝叶斯分类器对其粘接状态进行识别分类,得到识别率为92.31%。