山区滑坡管道应力磁检测技术

滑坡灾害导致的山区管道局部应力集中严重威胁油气管道的安全运行。而现有技术难以确定滑坡管道局部应力集中位置及其严重程度,亟需一种滑坡管道应力集中检测与评价方法。因此,提出了一种埋地管道应力磁检测技术,用于确定滑坡管段的局部应力集中位置,并提出了应力状态评估方法。将该技术应用到中石油某长输支线滑坡管道,然后利用金属磁记忆检测手段对应力磁检测结果进行了验证。结果表明:磁场梯度模量与管道应力状态存在密切联系,利用应力磁检测技术可以有效识别滑坡管道局部应力集中位置,现场开挖检测结果验证了该技术的可行性与准确性。     

基于金属磁记忆技术的钢筋应力无损检测试验

介绍了一种运用自主设计的三维磁场扫描装置检测、评估桥梁钢筋应力的无损检测技术.首先,对不同应力阶段的钢筋试件进行基于金属磁记忆技术的磁感应强度检测试验;其次,为了分析混凝土对试验结果的影响,进一步开展不同应力阶段的外包混凝土试件的相应试验;最后,通过研究磁感应强度随钢筋应力变化的依赖关系,得到了基于金属磁记忆技术的钢筋应力初步评定依据.结果表明:通过钢筋漏磁场的磁感应强度曲线,能够定性判断钢筋内部应力大小,即磁感应强度曲线与背景线重合,钢筋处于强化阶段,曲线发生畸变,钢筋处于颈缩阶段;当提离高度超过6 cm时,漏磁信号依然具有较高的表征准确度.     

传感器提离值对管道漏磁检测的影响

为了提高油气管道漏磁检测的准确度,需要在确保检测灵敏度的同时,减小磁传感器与被测油气管道表面的距离即提离值的波动的影响。分析了提离值选择的主要原则,并从磁路设计角度,提出了一种通过改进油气管道检测器结构抑制传感器提离值波动影响的方法。通过仿真计算验证了这种方法的效果。结果表明:该方法不仅可以有效地提高检测灵敏度,而且信噪比可以提升30%以上。该方法有助于为优化检测器结构和提高漏磁检测的准确度提供重要的依据。     

管道缺陷漏磁检测大容量高保真数据压缩研究

管道检测是石油天然气工业的一个重要课题.在管道缺陷检测中,利用缺陷的漏磁通从而设计有效的漏磁检测装置来检测缺陷是目前研究的热点,而如何对漏磁检测数据进行大容量高保真数据压缩是其中的一个关键问题.本文在分析漏磁检测原理和漏磁检测数据特征的基础上,根据对重要数据采用无损压缩、对非重要数据采用有损压缩的原则,通过数据的差分和动态范围阈值判断数据块的检测重要性,结合Huffman算法以及小波有损压缩的优点,设计了大容量高保真管道漏磁检测数据压缩算法,并利用FPGA设计了相关的数据采集压缩电路来验证和实现该算法.实验表明该算法具有较高的压缩比并能很好的再现管道检测原始数据.     

地磁场激励下残余应力分布的磁检测方法

为实现铁磁材料内部应力分布的无损评估,在地磁场激励条件下,将ASTM1020钢Y型坡口焊缝试样水平放置,通过测量试样表面上方10mm处磁感应强度垂直分量的分布,得到了试样热影响区的应力分布。试样应力分布磁测量结果同盲孔法应力分布测量结果具有较好的一致性,说明在不用人工磁化场磁化材料的情况下,仅依靠地磁场激励就可以通过磁检测方法获得材料内部应力的分布情况。     

基于磁致伸缩效应的管道检测纵向导波模型

基于铁磁性材料在磁场作用下具有的磁、力学特性，推导了磁致伸缩无损检测技术在管道中检测导波模型．在静态偏置磁场和通过传感器激励线圈交变电流形成的交变磁场作用下，管道中产生弹性导波，由弹性导波运动方程，推导其位移表达式，由位移求出应变．根据逆磁致伸缩效应，应变导致磁感应强度的变化，其变化引起穿过接收线圈磁通量的改变从而推导出感应电压表达式．由此建立了作用在激励传感器线圈上的电流与接收传感器输出电压之间的定量关系，为磁致伸缩效应用于无损检测提供了检测理论和技术手段．     

考虑端部效应的钢筋锈蚀自发漏磁检测试验与仿真

自发漏磁检测技术可以对钢筋锈蚀缺陷进行诊断,但是当锈蚀区域距离钢筋端部较接近时,该区域漏磁信号会受到端部退磁场信号的影响。针对端部效应较明显的钢筋进行加速锈蚀试验,采集钢筋空间自发漏磁信号,通过试验和COMSOL仿真分析,提出了基于切向磁感应强度梯度峰值间距的钢筋锈蚀宽度判别方法,构建了考虑端部效应的钢筋锈蚀度评价指标。结果表明:当提离高度为6 cm时锈蚀宽度判别方法的最小相对误差为4%,平均相对误差为27.9%;通过有限元仿真分析验证,该方法同样适用于锈蚀区域不对称时锈蚀宽度的判断;该钢筋锈蚀度评价指标能有效的排除磁参数差异造成的端部效应影响,且该指标数值出现异常下降时,表示钢筋的锈蚀程度已经处于严重阶段。     

管道检测机器人加速度定位方法

针对目前运用较为广泛的几种管道检测机器人定位法所存在的一些局限性,提出了受环境影响较小的加速度定位法,介绍了其理论原理,给出了适合整个管道的定位公式（包括水平管段和倾斜管段）;通过定位误差分析,发现其误差随时间的平方而递增,采用加速度定位和光电码盘定位相结合,同时结合内外时钟的办法降低定位误差,得到改进后的应用结构流程图,并根据机器人行进中振动噪声的影响分析确定了加速度计的安装位置。     

管道漏磁检测的智能方法综述

管道漏磁检测技术利用漏磁原理对管道进行无损检测.传统的人工检测方法通常使用漏磁检测器采集的管道漏磁数据,绘制出漏磁信号曲线,然后根据曲线的变化特性对管道上的缺陷和组件进行人工判别,这种方法效率低下且具有很强的主观性.随着人工智能技术的快速发展,许多基于人工智能的漏磁检测方法被提出,可实现更加高效和更加准确的智能检测.本文对管道漏磁检测的智能方法进行了综述,首先简要介绍了漏磁检测的基本原理和漏磁检测器的组成结构,随后重点阐述了管道漏磁检测中的机器学习方法(含基于分类的方法、基于目标检测的方法和多分量方法)、基于知识的智能专家系统和多传感器融合方法,最后进行了总结,并讨论了当前智能方法仍然存在的问题.     

基于非轴对称涡流场的保温管偏心检测

保温管的偏心检测对防腐保温管的生产质量及使用寿命有重要影响。基于偏心检测的原理,提出了一种可消除管道自身形变的涡流传感器布置方式。利用电磁场数值计算方法,对非轴对称涡流场模型进行了数值分析,求得了管道表面的涡流密度与磁感应强度;并验证模型的正确性,分析了管径大小、激励频率对偏心检测中涡流传感器灵敏度的影响。理论上为保温管偏心检测涡流传感器激励频率的选择以及信号的误差分析提供了参考。     

基于神经网络的管道泄漏检测方法及仪器

研究了管道泄漏后形成多相湍射流所引发的应力波在管壁中的传播机理,分析了泄漏引发的管道横振、纵振和圆环振动,提出一系列应力波特征提取指标及其离散数据算法。首次提出了以泄漏信号特征指标构造神经网络输入矩阵,建立对管道运行状况进行分类的神经网络模型以检测管道泄漏故障的发生。实验研究了这一新理论的有效性并设计了适用于工业应用的管道检测仪器。     

基于TDLAS的管道泄漏检测载机飞行路径规划

从检测仪的检测灵敏度和检测激光对管道自主定位时保证检测管道不漏检两方面对载机的飞行路径进行规划。确定在两管段接头处载机的具体飞行方位。基于检测仪的检测灵敏度得到载机的可飞行高度与偏离管道距离的关系。结果表明:考虑实际检测时各因素的影响,建议载机飞行时偏离管线的距离应在45 m之内,飞行高度应低于110 m,且在保证飞行安全的前提下尽量降低飞行高度。     

紧邻浅埋暗挖地铁隧道地下密集管线及土层变形

针对地铁隧道施工影响下紧邻密集管线保护问题,依托南昌地铁实际工程,采用ABAQUS软件建立土体-密集地下管线-隧道暗挖三维有限元模型,结合现场实测数据与数值模拟结果,分析了隧道CRD (cross diaphragm)工法施工时的地层变形规律、地下管线应力特性与地下管线变形规律,并对管线周边土体有无注浆加固时的管线力学特性进行了对比。研究结果表明：(1)隧道开挖引起的管线变形以沉降为主,管土刚度差异对管线变形和应力影响显著。(2)管土刚度差异越小,管线变形趋势与土体变形趋势越接近;管土刚度差异越大,管线对地层变形的抵抗作用也越强会产生较大应力。(3)隧道左右导洞上方管段是危险区域,需重点保护。(4)密集地下管线主要表现为管线材质、管线几何特性、管线与隧道的空间位置关系不同,保护地下管线的核心在于控制地层沉降,地下管线保护关键阶段是隧道掌子面接近管线,此时应确保超前注浆效果和初期支护快速封闭,并加强对管线变形的监测。     

爆炸载荷作用下埋地聚乙烯管的动力响应分析

爆炸载荷作用下埋地管线的动力响应研究对管道附近的爆破施工和管道安全防护设计具有重要意义。数值模拟研究了四种相同标准尺寸比(管外径与壁厚的比值)的埋地聚乙烯(PE)管在爆炸载荷作用下的动态响应,初步揭示了PE管的振速、应变、应力和压力等指标参数的动响应规律。研究表明：PE管正对爆心截面处受横向振动影响最大,而管道正对爆心截面两侧受轴向振动影响最大;管道受压应变影响程度比拉应变大,易受压损伤;在误差允许范围内,四种相同标准尺寸PE管的动态响应参数(峰值振速、峰值环向压应变和峰值压力)可采用考虑场地系数和衰减系数的拟合公式进行预测分析。     

基于应变设计的长距离输送管道抗震可靠度评估方法*

根据QSY-GJX-0135-2008埋地管线穿越强震区管道应变设计方法,结合目前国内外工程可靠性设计规范,提出了一种基于应变设计的管道抗震可靠度直接计算方法。该方法综合考虑了地震荷载作用和管道材料本身材料性能的不确定性,建立了管道在地震作用下的应变极限状态方程,研究不同地震烈度下,不同管道径厚比的管道可靠度指标变化规律,给出管道可靠性评估。结果表明:管道径厚比的变化对管道的安全性有着显著影响,相同地震烈度下,管道可靠度指标随着管道径厚比的增加呈指数减小;地震烈度越高,地震效应越大,管道的可靠度指标越低;基于应变设计的管道抗震可靠度计算方法,实现了管道在地震作用下的管道可靠度定量描述,符合工程实际,能够为科学、合理地进行管道抗震设计提供一定的计算依据。     

基于K均值聚类的油气管道漏磁缺陷标记方法

为了提高漏磁数据缺陷区域标记能力,将聚类算法应用于漏磁检测数据分析中,提出了一种基于K均值聚类的管道漏磁缺陷信号标记方法,并进行了不同口径和不同壁厚管道检测试验验证。结果表明:该方法可有效识别出漏磁数据中的缺陷区域,识别准确度满足工程要求。由于该方法无需根据检测器和管道情况单独设置阈值,因此其具有较广泛的适应性。     

不均匀场地钢制波纹接头埋地管线地震响应

震害调查表明,地震作用下埋地管线主要发生轴向接头拔出破坏,提升接头变形能力可有效地减轻埋地管线地震破坏。提出一种柔性大变形钢制波纹接头,以土弹簧模型考虑管土相互作用非线性特征,考虑两种力学性能的场地土,采用有限元方法对不均匀场地下埋地管线进行地震响应分析。分别建立有波纹管接头连接和无接头埋地管线有限元模型,数值分析了不同地震动作用下波纹管接头对地下管线应力、能量耗散、内力等的影响规律。结果表明：埋地管线在不均匀场地交界面处最大应力显著增加,波纹管接头可以有效减小管道轴力、弯矩以及von Mises应力。     

基于Kullback信息测度的长输管线的故障诊断

提出了一种基于 Ｋｕｌｌｂａｃｋ信息测度的长输管线泄漏诊断方法．它通过对管线两个 端点附近的压力梯度所构成的时间序列进行分析，从而检测出泄漏，并在此基础上对泄 漏点进行定位．此法只需测量２个端点附近的４个压力信号，且计算量小．在实际中较 容易实现。用该方法在一条长１２０ｍ、内径１０ｍｍ的液体管线上进行了实验，当泄漏量 为０．５％时，定位误差为总管长的２％。结果表明．这是一种很有实用价值的诊断方法。