【摘 要】
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临海管道作为海上运送油气资源重要的输送渠道,管道外涂层是保证临海管道能够正常运行的重要手段,但针对管道外涂层检测难度大的问题,目前并没有存在可靠和有效的检测手段。管道外涂层如果存在安全隐患,将对管道正常的运行带来巨大的风险和经济财产损失。国内对于管道外涂层的直接检测的相关研究较少,但是对管道外涂层的破损情况进行定期检测尤为重要,这是临海管道安全稳定的运行工作的重要保障。本文利用超声波检测技术对管道
【基金项目】
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国家重大科技专项“临海油气管道涂层检测技术研究及装置研发”(编号:2016YFC0802300);
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临海管道作为海上运送油气资源重要的输送渠道,管道外涂层是保证临海管道能够正常运行的重要手段,但针对管道外涂层检测难度大的问题,目前并没有存在可靠和有效的检测手段。管道外涂层如果存在安全隐患,将对管道正常的运行带来巨大的风险和经济财产损失。国内对于管道外涂层的直接检测的相关研究较少,但是对管道外涂层的破损情况进行定期检测尤为重要,这是临海管道安全稳定的运行工作的重要保障。本文利用超声波检测技术对管道外涂层缺陷进行了相关研究。为了更好的探究和设计检测装置的研究工作,因此需要对聚焦超声场进行具体分析研究,提出了利用多元高斯声束模型对聚焦超声场进行数值模拟,主要分析探头直径、曲率半径和探头频率三种参数对声场变化的影响,结果表明超声波探头的频率越低,探头直径越小,在远场区超声波衰减的越慢,结合模拟结果选择探头的参数:频率为2.5MHz,曲率半径为50mm,探头直径为12mm。对旋转反射镜检测装置的结构进行分析,给出了检测装置的具体结构二维图,绘制了其三维模型和装置的工作流程;对检测装置内部流场进行模拟,分析在1m/s、1.5m/s和2m/s流速下内部流场压力和流速的变化,确定内部区域适合超声波的传播,分析并确定反射镜的材料选用奥氏体不锈钢,反射镜角度为45°。其次,在试验室制作超声波检测涂层试块和实际检测管道外涂层试样,根据管道的实际工况提出了基于幅值变化的超声波检测试验方案。试验结果表明利用此超声波检测法能够检测到钢-空界面和钢-涂界面的超声回波信号,并在第六次回波时差异最大,区分度较大。研究实际管道涂层检测试验,其结果与试块检测的结果较为符合,提取两者最大回波幅值,差异大约为16%-22%之间,有着很好的区分度,基于此,能够很好的判定临海管道外涂层缺陷的情况。最后,对超声波数据远程传输系统进行研究,通过连接4G网络,利用内网IP地址+动态域名解析服务器的方式接入Internet网络,并对数据传输监控系统软件进行设计和编写,以及对检测系统的传输的稳定性进行试验分析,结果表明:在连续传输4000组数据时,传输过程中并不存在数据的缺失,数据传输系统有很好的稳定性。
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