压电超声管道腐蚀检测传感器的支撑结构设计

传感器支撑结构在检测过程中的稳定性决定了检测数据的准确性,是压电超声管道腐蚀检测器结构设计的核心。针对长输管道对压电超声腐蚀检测技术的迫切需求,提出一种适用于在役管道腐蚀内检测的压电超声传感器支撑结构设计方案,并设计了三维虚拟样机。通过运动学仿真分析,该支撑结构在不同条件下均能与管壁保持良好的贴合效果。通过将传感器支撑结构在旋转试验平台的试验测试,进一步验证了结构的稳定性和设计方案的可行性。该结构设计对于压电超声管道腐蚀检测技术及装备国产化的实现具有重要意义。(图4,参21)     

管道压电超声腐蚀内检测技术研究进展

压电超声腐蚀内检测技术检测灵敏度高,并能够直接对腐蚀缺陷进行深度量化,在液态在役管道腐蚀检测方面得到广泛应用。通过分析管道压电超声腐蚀内检测技术的基本原理,总结了国内外压电超声腐蚀内检测技术的发展现状,列举了现阶段国外知名检测公司3种较先进的压电超声腐蚀内检测器的产品性能、特点,指出了压电超声腐蚀内检测技术未来的发展方向,为中国管道压电超声腐蚀内检测技术的发展提供了参考。     

64通道压电超声管道腐蚀检测原型机研制及试验

基于压电超声管道腐蚀检测技术,研制了一套适用于油、水等液体长输高压管道的64通道压电超声腐蚀检测原型机,并开展原型机整机静态和动态测试工作。验证结果表明:由电子系统、机械载体、传感器支撑结构、里程信息采集单元、超低频发射及接收单元组成的跟踪定位系统能够满足设计指标和性能需求,可以获得高质量的检测数据。64通道压电超声管道腐蚀检测原型机的研制与测试,对于提高中国压电超声管道腐蚀检测技术水平,促进管道检测技术手段的多样化具有重要的推动作用。     

基于压电陶瓷传感器的管道损伤识别

为研究外荷载冲击作用下管道裂纹损伤的识别方法,以自制的落球控制装置对空管和充水埋土管道2种不同服役工况下的健康管道、单损伤管道以及多损伤管道进行荷载冲击试验.利用压电陶瓷传感器拾取外荷载冲击不同损伤工况下的空管以及充水埋土管道所产生的应力波信号,先以小波包能量公式分别健康与损伤管道上传感器监测信号的能量,再根据均方根偏差计算得到损伤指数,基于损伤指数变化进行管道损伤识别可行性研究.结果表明,空管损伤指数随着传感器至损伤距离的增大而减小,同时损伤识别的灵敏度也随之降低,空管的损伤指数随着损伤轴向宽度的增大而增加;以损伤指数为判定指标,不仅能有效定位空管单个裂纹损伤和多个裂纹损伤的存在和存在位置,还能有效识别裂纹损伤的严重程度;改变管道的服役工况,基于该指标仍能实现不同服役工况下管道单损伤与多损伤的存在位置及损伤严重程度的识别.以损伤指数为指标来进行管道损伤识别的方法切实可行且具有普遍性.该研究成果为服役管道的健康监测提供了重要参考.     

超声波管道腐蚀检测器现场检测

介绍了从德国引进的φ７２０型超声波管道腐蚀检测器和φ７２０型管道通径检测器的技术性能，及共在鲁宁输油管道首次现场检测的过程和结果，这两种检测器都是在不中断输油生产的条件下进行在线性测的设备，检测时先运行通径检测器，检测管道通径变化量，看其是否满足管道腐慢检测器通过的要求，然后进行一系列的清管工作，刮除管道内壁的结蜡层，以减少超声波信号的衰减，最后才运行管道腐蚀检测器，两种检测器在管道中随油流推动运     

充液管道振动特性研究

充液管道振动特性研究具有广阔的工程背景,对推进基础学科理论进步和国民经济发展有着举足轻重的作用。结合充液管道的研究状况,从是否考虑固液耦合两方面划分了充液管道振动特性的研究内容,归纳了其研究方法并对各种方法的适用范围以及优缺点进行了研究,对目前研究中的典型模型进行了探讨,可为今后的研究工作提供一定的参考价值。     

长输管道腐蚀检测及维护措施

针对大庆油田3条输油管道防腐层老化，阳极地床阻值增大，参比电极失效和四线电缆破损等问题，对阳地床电阻值，漏铁点和防腐层绝缘电阻率进行了测试，提出了阴极保护，系统管理，测试方法及维护措施，并对措施实施后的效果进行了评价。     

基于光纤光栅应变箍传感器的管道局部腐蚀监测

为了对管道局部腐蚀进行长期、实时监测,自行开发了一种光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)应变箍传感器。介绍了基于FBG应变箍传感器的管道局部腐蚀监测原理,利用这种传感器测量管道的平均环向应变,实现对管道局部腐蚀的监测。将FBG应变箍传感器安装在局部壁厚不同程度减小的钢管道外壁上,分别测量各个管段的平均环向应变,开展局部腐蚀模拟试验。利用材料力学理论计算相同压力下不同腐蚀程度管段的平均环向应变,并用有限元软件进行模拟分析。结果表明:FBG应变箍传感器可以监测到管道平均环向应变的变化,进而反映管道局部腐蚀程度。这种基于管道环向应变监测管道局部腐蚀的方法具有很好的应用前景。     

油气管道腐蚀检测技术发展现状与思考

通过定期对油气管道实施内外检测,及时、准确地发现管道的腐蚀缺陷,采取相应的维修、更换措施,可有效降低腐蚀事故的发生概率。针对外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀开裂、穿越段外腐蚀等问题,阐述了油气管道腐蚀检测技术及相关标准的发展现状,介绍了瞬变电磁、超声导波、磁应力等非开挖检测技术原理及工程应用,总结了中国在油气管道腐蚀检测技术应用和管理中存在的问题,从管理提升和技术提升两方面探讨了未来的发展需求。在管理提升方面,提出建立统一的技术规范、数据管理平台及专业化腐蚀检测效能评价队伍;在技术提升方面,建议持续开展应力腐蚀开裂检测与评价技术研究,启动微生物腐蚀机理和检测技术研究,开展针孔腐蚀缺陷的检测与验证技术研究,研发组合式内外检测工具。(图4,参27)     

大型渡槽结构振动特性分析

根据大型渡槽的结构特点，应用ANSYS有限元分析软件，对实际工程中某大型渡槽进行了振动特性分析，探讨了该大型渡槽在4种工况（空槽，满槽，中槽过水，边槽过水）下的模态变化范围，所得结果可为该大型渡槽的抗震设计提供依据。     

国内外管道腐蚀检测技术的现状与发展

综述了国内外管道腐蚀检测技术发展的现状，并对当今国外比较先进的管内智能爬机检测技术进行了介绍，通过分析国内外的差距，指出目前管道腐蚀检测技术的发展趋势就是使用管道内检测技术，结合国外爬机的使用情况，对国内在这方面的研究提出了建议。     

湿气输送天然气管道腐蚀检测与安全性分析

为预测分析20号碳钢湿气输送天然气管道未来的腐蚀速率,选取了具有代表性的采气管段进行了极端情况下金属的损伤积累速度的腐蚀检测.结果表明,管道输气量和水气比是激化腐蚀的主导因素,指出腐蚀速率会随着输气量和水气比的增大而提高,在输气量和水气比相近的情况下,腐蚀速率随H2S含量增加而升高;在靠近焊缝的母材中H2S容易诱发氢致裂纹和脆化,并且随着天然气中H2S含量增加,氢致裂纹的倾向会加大.此外,受冲刷腐蚀的影响,弯管处的腐蚀速率较高.     

钢筋混凝土梁腐蚀损伤超声检测试验研究

在役混凝土结构中,钢筋与混凝土间有效的粘结是保证其安全工作的前提。环境对混凝土结构的腐蚀作用可导致钢筋腐蚀并使钢筋与混凝土间的有效粘结大大降低。最终,混凝土结构会因锈蚀钢筋与混凝土间有效粘结的失效而发生破坏。本文通过两种不同配筋间距钢筋混凝土小梁试件在氯盐溶液中的浸泡腐蚀试验,研究了钢筋在不同腐蚀程度下,相同配筋间距小梁,以及相同钢筋腐蚀程度下,不同配筋间距小梁的超声波检测数据与钢筋腐蚀程度的相关关系,研究了钢筋腐蚀程度与超声波波速的一些相关规律,得出了在建立了原始钢筋混凝土超声波检测纪录的情况下,可以利用其某一时刻检测得到的超声波波速来初步估计钢筋混凝土腐蚀损伤程度的结论。这一结论对及时发现混凝土结构的腐蚀程度,并及时采取有效的防护措施具有现实意义。     

压电超声内检测器探头阵列的声场瞬时特性

为探究压电超声内检测器探头阵列声场的瞬时特性,采用COMSOL Multiphysics软件建立了探头阵列在管道中的有限元模型,基于自研压电超声内检测器试验测试条件,验证了有限元模型的正确性。分别研究单探头与双探头工作状态下阵列声场的瞬时特性,得到了两种工作状态下声场中各点的声压变化规律。结果表明:回波信号对相邻探头信号接收的影响较小;相邻双探头同时工作时,声压叠加区域远离探头表面,对相邻探头信号接收的影响也易消除。该模型可以确定管道中探头阵列在给定工况下的总声场,为压电超声内检测器的设计提供理论依据。     

成品油携水特性对管道内腐蚀的影响

为了研究成品油携水特性的主要影响因素,分析成品油管道内腐蚀原因,以兰成渝管道为例,采用Fluent软件,模拟了流速、油品黏度、上倾角度等因素对油携水能力的影响,分析在地形起伏管段及工况参数改变的情况下油携水时的积水分布形态。重点研究兰成渝管道各年运行工况下的临界倾角,在此基础上判断兰成渝管道运行过程中的积水情况和内腐蚀原因。研究表明:流速和黏度的增加能够有效地提高油携水能力;成品油管道沿线坡度较大的上倾管段处是低洼积水的危险位置,而管道沿线低洼处存在大量积水是导致成品油管道内腐蚀的根本原因。     

检测H9亚型AIV的压电免疫传感器的研究

[目的]研制检测H9亚型禽流感病毒的压电免疫传感器。[方法]用巯基丙酸在镀银电极石英晶体自组装巯基丙酸单分子膜再通过N-乙基-N-′（3-二甲氨基）丙基碳化二亚胺盐酸（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）偶联抗H9亚型禽流感病毒的特异性单抗构建传感器芯片,建立可以检测H9N2亚型禽流感病毒的免疫传感器。[结果]该方法具有较好的特异性,不与H5亚型流感病毒和新城疫病毒（NDV）反应;检测灵敏度达到20~100EID50。[结论]该研究为深入研究检测禽流感病毒的免疫传感器奠定了基础,为其他相关病毒的监测提供了一种新途径。     

小型无人机振动特性对超声波传感器的影响

【目的】安全避障是目前无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)领域迫切需要解决的一个难题,利用超声波传感器是无人机避障的重要手段之一,针对无人机飞行过程中机械振动的特性以及对超声波测距传感器的影响进行了研究,以提高超声波测距传感器的精准度,改善无人机作业稳定性。【方法】通过采集无人机不同油门开度的振动数据,进行多信号分析,得到无人机振动强度的空间和频域分布,并根据振动强度的空间分布,测定无人机振动对于超声波测距传感器的误差影响。【结果】随着离无人机中心距离的增加,无人机机臂上振动强度的空间分布存在减弱和加强交替出现的现象,离无人机中心最远处出现最大振动强度;振动幅度随着频率的增加而降低;无人机在载桨运行过程中对于机载超声波测距传感器水平测距影响最大,最大误差达到0.69 m,垂直方向的误差最大为0.20 m。【结论】随着离无人机中心距离和油门的增大,振动强度增大;调整传感器的振动频率可以减少无人机振动对传感器的影响。本研究结果为超声波传感器在农业无人机安全避障方面的应用提供了参考。     

输油气管道结构振动声辐射仿真分析

针对输油气管道中流体与结构之间的耦合作用引发的管道疲劳破坏和辐射噪声问题,采用有限元法进行流固耦合振动特性分析,得到固有振动频率和振动模态,分析流固耦合作用对输油气管道固有振动频率的影响;采用ANSYS软件进行谐响应分析,得到简谐激励作用下管道振动的位移、速度和加速度等参数;将谐响应分析得到的位移数据导入声学软件LMS Virtual.Lab,基于间接边界元法模拟得到管道振动的辐射声场,从而建立管道振动声辐射模型。研究结果表明:径厚比、是否考虑流固耦合作用以及管道形态均对管道的固有频率有不同程度的影响;不同径厚比管道的壁厚越小,辐射声压越大。输油气管道结构振动声辐射仿真分析可为管道辐射噪声控制和管道结构优化提供借鉴。     

压电免疫传感器及其在兽药残留检测中的应用前景

压电免疫传感器是将高灵敏度的压电质量传感功能和高选择性的免疫反应结合在一起的一种生物传感器。其具有仪器装置简单、灵敏度高、选择性好、检测快速、无需标记、能连续监测和准确定量等优点,将在食品兽药残留检测中发挥重要作用。     

大庆地区管道腐蚀的超声波内检测的研究

大庆地区水域受到典型的盐碱地质及石油的污染,注水式的石油开采方式运用了大量的输水管道,因此,管道腐蚀的检测尤为重要。本文运用超声波检测技术对大庆地区管道腐蚀按管道地域及管道服役时间进行探测并分析,结果表明,管道腐蚀按地域差别明显,按时间呈现非线性变化,腐蚀原因一方面是由于碳钢表面的不均匀性与水(有溶解氧)接触时形成腐蚀电池。另一方面,在水管内的少量沉淀及油污处容易形成充气不均匀型闭塞腐蚀电池。