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。     

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。     

管径508 mm单节双封型内封堵器结构设计及封堵性能

随着油气管道管内高压封堵技术的发展,为了提高管内高压封堵器封堵的安全性和可靠性,基于对国外管内封堵器结构设计现状的充分调研,提出了一种适用于管径为508 mm油气管道的单节双封型内封堵器结构方案,并依据设计性能指标进行了封堵能力的理论分析计算。利用有限元仿真分析方法对设计的单节双封型管内封堵器的封堵能力进行仿真分析,仿真分析结果高于指标要求的理论计算值,说明设计的单节双封型管内封堵器封堵能力满足设计指标要求。该研究可为单节双封型管内封堵器结构设计提供参考,对中国管内高压封堵技术水平的提升及相关装备的高质量发展具有一定的推动作用。     

直径323.9 mm管道全聚氨酯清管器的通过性能

为了评估小口径管道内复杂工况条件对全聚氨酯清管器通过性能的影响,分析可能造成清管器整体断裂的原因,现场截取直径323.9 mm 的真实变形管道,利用三维数字扫描成像(Scan To 3D)技术和聚氨酯材料力学性能实验,分别建立直径323.9 mm 全聚氨酯清管器通过直管单边变形和管内结垢管道的3D 显式动力学仿真分析模...     

直径355.6 mm管道复合耐磨皮碗结构设计及密封性能

为了减少某些特殊工况下,清管器和检测器皮碗在清管和检测过程中产生的皮碗偏磨现象。深入分析了导致皮碗出现偏磨的原因,提出一种适用于直径355.6 mm油气管道的复合耐磨皮碗结构设计方案。利用有限元模拟仿真分析方法验证了复合耐磨皮碗结构在不同管道壁厚下的适应能力和密封性能。结果表明:复合皮碗结构与不同壁厚管道的接触过程中,在保证固有密封性能的条件下,皮碗外边缘上的万向滚珠可以有效减少皮碗唇边与管壁之间的接触面积,分担皮碗唇边所受的正压力和接触应力。说明该复合耐磨皮碗结构设计方案具有可行性,可以有效减缓皮碗唇边磨损,减少皮碗偏磨现象的产生。该复合耐磨皮碗结构设计和密封性能的分析验证,对于丰富中国清管器和检测器用皮碗设计理念,完善清管器和检测器结构设计具有重要意义。     

压电超声管道腐蚀检测传感器支撑结构振动特性

压电超声管道腐蚀检测器是一种利用超声波对长输管道进行在役腐蚀检测的内检测设备,结构合理的压电超声传感器支撑结构是管道腐蚀检测成功的前提。采用基于有限单元法的结构分析软件对支撑结构三维模型进行预应力状态下的模态分析,结果表明:预应力会使传感器支撑结构的固有频率高于自然状态下的固有频率,但更接近于结构的真实固有频率。通过支撑结构振动测试试验,验证了仿真分析的可靠性,同时发现试验结果与仿真结果的误差主要来源于仿真过程中对支撑结构模型的简化。研究结果对于压电超声管道腐蚀检测器的整机研制具有重要的参考价值。(图6,表3,参23)     

可变径管道检测器皮碗结构设计及密封性能

可变径油气管道检测器是一种可以同时对一个发、收球站间距内的不同口径管道进行在役检测的管道检测设备,其优点是通过能力强、适用范围广、经济性好。通过对实现变径检测的可变径皮碗的结构设计及密封性能进行研究,提出一套适用于油气介质的40～48 in(1 in=25.4 mm)可变径皮碗结构。利用有限元仿真分析、可变径管道检测器牵拉、气体密封驱动测试方法,验证了可变径皮碗结构方案的合理性和可行性。通过现场工业应用,证明可变径皮碗结构设计及密封性能均满足设计指标和现场应用要求。打破了国外长期对可变径清管与检测技术的垄断,为中国自主研发可变径清管及检测装备早日实现系列化工业现场应用奠定了坚实的技术基础。(图7,表2,参20)     

管内封堵器橡胶筒长度对封堵性能的影响

橡胶筒是油气管道内封堵器封堵模块中的核心部分,为了研究橡胶筒轴向长度对封堵过程的影响规律,通过橡胶材料的力学性能测试及材料非线性和接触非线性理论研究,结合动力学有限元仿真分析方法,建立了封堵器橡胶筒封堵过程力学模型。利用该模型进行了不同长度橡胶筒封堵过程的模拟仿真分析,总结了橡胶筒长度对封堵性能的影响规律。研究表明:在同样的驱动力作用下,随着橡胶筒有效长度的增加,橡胶筒与管壁之间的接触力不断减小,对应的等效应力和接触应力也减小。因此,在封堵器橡胶筒选型阶段,在保证压缩后有效密封长度大于封堵所需安全长度阈值的前提下,应尽量选择有效长度相对较短的橡胶筒结构。     

管径813 mm复合检测器速度控制单元的研制

为了进行管径813 mm复合检测器用速度控制单元理论研究及结构设计,利用计算流体动力学理论,建立了速度控制单元降速能力计算模型,仿真分析了不同工况下速度控制单元的降速能力,并通过管径813 mm复合检测器的牵拉测试进行验证.研究表明:设计的管径813 mm复合检测器速度控制单元在一定的管输介质压力(3.4～7.4 MP...