發(fā)布時間：2017-11-02 03:05

  本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射技術(shù)的管道腐蝕與泄漏檢測研究

  更多相關(guān)文章： 聲發(fā)射技術(shù)(AE) 管道 腐蝕 泄漏 小波分析

【摘要】：管道作為運輸介質(zhì)的載體,具有經(jīng)濟、安全、占據(jù)空間小、不間斷性、運輸量大等多重優(yōu)勢,實現(xiàn)了自動控制,提高了運輸效率。在提供便利的同時,由于管道鋪設(shè)線路長、環(huán)境惡劣,造成巡檢效率低下,且運輸?shù)慕橘|(zhì)多數(shù)處于易燃易爆劇毒狀態(tài),因腐蝕、老化或人為破壞等因素的影響,一旦發(fā)生泄漏事故,后果頗為嚴重,損壞國民經(jīng)濟甚至威脅生命安全。因此,尋求并研究能對管道進行實時監(jiān)測并及時發(fā)現(xiàn)管道早期異常缺陷的方法,已引起全球各國的高度重視。聲發(fā)射技術(shù)(AE)作為一種具有在線動態(tài)監(jiān)測特點的新型檢測技術(shù),可以及時發(fā)現(xiàn)管道的早期缺陷,提高檢測效率,具有良好的工程實際應用價值。本文從管道實時監(jiān)測的角度出發(fā),以運輸?shù)妮d體——管道的腐蝕與泄漏的動態(tài)監(jiān)測為研究主旨,對實驗數(shù)據(jù)進行有效的理論分析和軟件處理,分析了X60管線鋼的腐蝕以及管道泄漏平臺的典型聲發(fā)射信號,討論了采用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測管道安全狀態(tài)的可行性。針對管道易受腐蝕的特點,對X60鋼在10%Fe Cl3·6H2O溶液中的腐蝕過程進行了在線監(jiān)測,通過AE信號特征參量分析、波形分析和小波分析相結(jié)合的方法處理信號,分析了X60鋼在10%Fe Cl3·6H2O溶液中的聲發(fā)射信號的變化規(guī)律及不同階段的信號特征。結(jié)果表明,X60鋼在10%Fe Cl3·6H2O溶液中的腐蝕過程可以分為初始腐蝕期、加速腐蝕期和平穩(wěn)腐蝕期三個階段;不同腐蝕階段的AE信號類型不同,信號頻譜特征和能量比例也存在明顯差異;三個腐蝕階段的頻率呈現(xiàn)低頻-高頻-低頻的發(fā)展規(guī)律。結(jié)合AE信號的三種分析方法可以判定不同的腐蝕階段,進而為X60管線鋼腐蝕狀態(tài)的安全性評價提供依據(jù)。針對因未及時發(fā)現(xiàn)早期缺陷而發(fā)生泄漏的情況,搭建了管道泄漏實驗模擬平臺,對管道泄漏AE信號的影響因素和初步定位技術(shù)進行了分析研究。探討了傳播距離、泄漏孔徑、壓力與AE信號之間的關(guān)系,通過相關(guān)分析法實現(xiàn)管道泄漏的定位。結(jié)果表明:AE信號頻譜幅值隨傳播距離的增大呈衰減趨勢;隨著壓力的增大,泄漏信號的能量與幅值遞增,頻率由低頻向高頻擴展;隨著孔徑的增大,高頻成分逐漸減少,低頻成分有明顯分布;經(jīng)小波分解后的能量比例可以作為表征信號差異性的特征值,對頻譜圖進行補充判斷;傳感器間距較小時,互相關(guān)分析法能夠得出理想的定位結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：聲發(fā)射技術(shù)(AE) 管道 腐蝕 泄漏 小波分析
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U178
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景和研究意義10-13
• 1.2 管道的幾大常規(guī)無損檢測技術(shù)13-15
• 1.2.1 超聲波檢測13-14
• 1.2.2 渦流檢測法14
• 1.2.3 漏磁檢測法14
• 1.2.4 磁粉檢測和滲透檢測14
• 1.2.5 管道腐蝕檢測技術(shù)的確立14-15
• 1.3 聲發(fā)射檢測技術(shù)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究內(nèi)容17-18
• 第2章 聲發(fā)射檢測技術(shù)原理18-26
• 2.1 聲發(fā)射技術(shù)概述18
• 2.2 聲發(fā)射波的傳播18-19
• 2.2.1 橫波19
• 2.2.2 縱波19
• 2.2.3 表面波19
• 2.2.4 Lamb波19
• 2.3 聲發(fā)射技術(shù)的特點19-20
• 2.4 聲發(fā)射檢測系統(tǒng)20-22
• 2.4.1 傳感器20-21
• 2.4.2 中間處理環(huán)節(jié)21
• 2.4.3 記錄、分析與處理21-22
• 2.4.4 聲耦合劑22
• 2.5 聲發(fā)射信號的分析方法22-25
• 2.5.1 聲發(fā)射信號的分類22-23
• 2.5.2 參數(shù)分析23-24
• 2.5.3 波形分析24-25
• 2.5.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡分析法25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 管道腐蝕的聲發(fā)射檢測技術(shù)研究26-41
• 3.1 管道腐蝕的成因26
• 3.2 管道腐蝕的分類26-28
• 3.2.1 氧腐蝕26-27
• 3.2.2 二氧化碳腐蝕27
• 3.2.3 硫化氫腐蝕27-28
• 3.2.4 土壤腐蝕28
• 3.3 腐蝕實驗的目的28
• 3.4 腐蝕實驗系統(tǒng)與實驗方案28-31
• 3.4.1 實驗材料與設(shè)備28-30
• 3.4.2 實驗方案30-31
• 3.5 腐蝕聲發(fā)射信號分析31-39
• 3.5.1 腐蝕過程與時間關(guān)系31-32
• 3.5.2 腐蝕過程AE信號特征分析32-35
• 3.5.3 小波分析的原理35-37
• 3.5.4 腐蝕過程AE信號小波分析37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-41
• 第4章 管道泄漏的聲發(fā)射檢測技術(shù)研究41-56
• 4.1 實驗目的41
• 4.2 管道聲發(fā)射泄漏信號的特點41
• 4.3 基于聲發(fā)射檢測的管道泄漏定位原理41-42
• 4.4 實驗材料與設(shè)備42-44
• 4.5 管道泄漏聲發(fā)射信號影響因素的研究44-52
• 4.5.1 傳播距離對聲發(fā)射信號的影響44-46
• 4.5.2 泄漏孔徑大小對泄漏聲發(fā)射信號的影響46-49
• 4.5.3 壓力變化對泄漏聲發(fā)射信號的影響49-52
• 4.6 管道泄漏聲發(fā)射源定位52-54
• 4.6.1 相關(guān)分析方法定位的原理52-53
• 4.6.2 管道泄漏的定位53-54
• 4.7 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻58-63
• 致謝63-64
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄64

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本文編號：1129685