张宇[1]2006年在《埋地管道防腐层缺陷快速检测系统的研究》文中研究说明由于管道输送在运送气体、液体、浆体等方面所具有的独特优势,管道运输已成为现代工业和国民经济的命脉,在经济建设和国防工业中正发挥着越来越重要的作用。金属的腐蚀是影响埋地钢制管道可靠性和使用寿命的关键因素之一。防腐层和阴极保护的综合应用对埋地钢制管道起着有效的保护作用,从而防止管道外部腐蚀。据有关数据表明,世界上的管道半数以上运行时间超过了30年,我国的长输油气管道也大多投产20年以上。根据国内外管道运行经验可知,此时的管道涂层逐渐进入事故高发期。因此,有计划地开展管道防腐涂层的检测及维修工作已刻不容缓。尽管现有的埋地管道防腐层缺陷检测技术多种多样,但没有一种方法能够提供管道防蚀状况的全部资料。CIPS技术和DCVG技术是国际上比较先进的防腐层检测技术,也是使用手持式仪器检测防腐层缺陷的典范,其检测效率很高。我国的管道防腐层检测技术尚处在发展之中,对此类相关仪器的研究和开发还处于比较落后的阶段。由于埋地管道检测的复杂性和必要性,研究管道防腐层缺陷检测技术及仪器,精确高效地测定管道的防腐层状况具有重要意义。本文对现有的各种埋地管道防腐层缺陷地面检测技术进行了比较分析,总结了各测试技术的优缺点,提出以CIPS和DCVG综合检测技术为本文的研究对象;介绍了埋地管道的阴极保护原理,分析了管道沿线外加电位的分布规律,特别指出了在测量管地电位中采用瞬时断电法来消除土壤的IR降;介绍了CIPS检测技术的原理和方法,并深入研究了CIPS的几个关键问题;阐明了DCVG技术的工作原理,并提出了DCVG检测时防腐层缺陷面积的计算方法;研制了国内第一套以CIPS和DCVG综合检测技术为原理的埋地管道防腐层缺陷快速检测系统,主要包括数据采集器、电流中断器、测试探杆和里程记录器;将开发仪器应用于工业现场,取得了满意的检测效果;最后对本文使用的检测技术的局限性进行了分析和总结,根据实际检测经验和理论分析,提出了系统具体的改进方法和措施。
李静[2]2009年在《埋地管道防腐层缺陷检测技术的研究》文中进行了进一步梳理在液体和气体的输送方面,管道运输有其不可取代的突出优势,在世界范围内得到了广泛应用。影响埋地管道可靠性和使用寿命的关键因素是管道金属的腐蚀。为了防止管道腐蚀,普遍采用防腐涂层和电化学方法进行保护。而防腐涂层会因多种因素产生缺陷,失去防腐效果,导致管道被腐蚀,甚至发生管道泄漏等恶性事故。根据国内外经验,我国大多长距离油气管道已逐步进入事故高发期。因此,有计划地开展管道防腐层的修复工作已刻不容缓。为了对管道防腐层修复决策提供科学依据,研究管道防腐层缺陷检测及其评价方法,精确高效地测定管道的防腐层状况具有重要意义。本文对防腐层缺陷检测技术进行了深入研究,主要进行了以下几个方面的工作:1.埋地管道涂层质量检测方法多种多样,深入研究了各种方法的优缺点,并最终提出了能同时检测破损和剥离缺陷的基于电化学阻抗谱技术的检测方法。2.分析了埋地管道体系的等效电路模型,为将电化学理论应用于管道涂层缺陷检测打下了坚实基础。3.采用小幅度正弦恒电流激励的涂层缺陷检测方法,研制了一套防腐层缺陷检测实验装置,利用研制的实验装置对防腐层破损和剥离试片进行测试,获得了大量数据,实验结果与实际情况吻合良好。证明了该方法可应用于防腐层缺陷检测。4.研制了用于现场检测防腐层缺陷类型的仪器。
胡晓莉[3]2005年在《埋地管道安全检测若干技术的研究》文中认为管道作为与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输业之一,管道运输业在经济建设和国防工业中发挥着越来越重要的作用。我国油气管道随着管龄的增长以及人为破坏或者施工缺陷和腐蚀等问题的存在造成管道防腐层严重失效,而管道防腐层失效引起的管道严重腐蚀所造成的管体开裂、穿孔等事故不仅影响了管道的正常生产和运营,而且造成巨大的能源浪费和经济损失,同时还将造成环境污染和生命财产的损失。所以,搞好管道安全检测工作已成为当务之急。防腐层缺陷检测和管道缺陷检测是管道安全检测的两个重要方面。一方面,尽管现有的防腐层检测方法和仪器多种多样,但国内的防腐层检测技术和设备水平还很落后,大多数误差较大且不易操作。CIPS技术是国际上最先进的防腐层检测技术之一,也是使用手持式仪器检测防腐层缺陷的典范,检测效率很高,但国内对相关仪器的研究与开发还处于比较落后的阶段;另一方面,现在普遍使用的管道缺陷无损检测的方法往往费时费力,无法满足长距离管道检测的需要。超声导波技术、模态声发射技术和应力波技术作为无损检测领域新兴的检测技术能够弥补常规检测技术的不足来对管道进行经济、方便、有效地检测。国内这方面的研究还处于起步阶段。本文从埋地管道防腐层缺陷检测和管道缺陷无损检测两方面对管道安全检测中的若干技术问题作了研究。研究了长输管道的电位分布模型,分析出根据实测的管地电位曲线就可以对涂层的缺陷进行定位,并分析了管地电位测量中的IR降,介绍了采用瞬时断电法解决IR降问题的具体方法;介绍了CIPS检测技术的原理和方法,并深入研究了CIPS方法的技术细节;在此基础上,开发了一套基于CIPS检测原理的埋地管道防腐层缺陷快速检测系统,包括手持检测仪器和WINDOWS下负责处理数据的数据管理系统,并在实验室条件下做了模拟试验。研究了超声导波的基本理论和主要特性;介绍了导波在圆管中的传播理论和激励方法;介绍了超声导波检测技术在长距离管道检测中的应用,包括单一模式导波的激发方法和检测技术的细节问题。
李明, 王晓霖[4]2013年在《埋地油气管道防腐层检测与评价》文中研究说明埋地油气管道在施工及运行过程中,外防腐层不可避免会产生各种缺陷。为了保证油气管道安全稳定运行,必须定期对管道实施外检测以及时发现缺陷并加以安全评价。首先对埋地油气管道外防腐层缺陷检测内容进行了介绍,进一步分析了各种检测技术的工作原理及优缺点、防腐层分级评价和外腐蚀直接评价,最后阐述了外腐蚀检测的应用及存在的问题、相关技术标准以及发展趋势。指出应该不断发展完善现有管道防腐层检测技术,建立相应的分级评价体系,同时充分利用挖掘各类检测数据,深入拓展各种评价标准,建立适合国情的外腐蚀检测方法与评价体系。
陈世利[5]2003年在《埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究》文中研究指明在油、气、水等流体的输送方面，管道运输有其不可取代的突出优势，在全世界范围内得到了广泛应用。管材大多选用低碳钢，影响埋地钢质管道可靠性和使用寿命的关键因素是管道金属的腐蚀。为了防止管道腐蚀，普遍采用防腐涂层和电化学方法进行保护。由于埋地管道的防腐层会因多种因素产生缺陷，失去防腐效果，导致管道被腐蚀，甚至发生管道泄漏等恶性事故。根据国内外经验，我国大多长距离油气管道已逐步进入事故高发期。因此，有计划地开展管道防腐层的修复工作已刻不容缓。为了对管道防腐层修复决策提供科学依据，研究管道防腐层缺陷检测及其评价方法，精确高效地测定管道的防腐层状况具有重要意义。本文对防腐层缺陷检测技术进行了深入研究，主要进行了以下几个方面的工作：1． 埋地管道涂层质量检测方法多种多样，深入研究了各种方法的优缺点，并最终提出了能同时检测破损和剥离缺陷的电化学方法。2． 研究了埋地管道体系的等效电路模型，为将电化学理论应用于管道涂层缺陷检测打下了坚实基础。3． 采用小幅度正弦恒电流激励和恒电流阶跃激励的涂层缺陷检测方法，并在实用过程中证明了该方法的可行性。4． 在小幅度正弦恒电流激励检测中，针对现场检测信号含有大量噪声这样的情况，采用改进的最小二乘法,实现频率已知的正弦序列参数的实时提取；同时利用小波理论对原始信号进行处理，得到反映涂层性能的真实信息。5． 在恒电流阶跃激励检测中，利用了人工神经网络的智能模式识别的能力，使得在管道涂层状态判断中消除了人为因素，同时避免了曲线拟合中的大量重复性计算，大大提高了涂层状态判断的速度。6． 研究了在阴极保护条件下涂层缺陷附近的电场、电势以及电流密度的分布规律与缺陷形状和大小的关系，建立了有限元计算模型。通过数值仿真计算，为仪器设计提供理论依据。7． 研制了用于现场判断防腐层缺陷类型的检测仪器，利用该检测仪器进行了20多公里的现场检测，取得了大量的检测数据。8． 探讨了埋地管道安全运行的综合评价问题，并以自行研制的快速检测仪和综合检测仪的检测数据为基础，建立了防腐层与管体的综合评价系统，编制了腐蚀与防护数据库和评价系统软件。在研究埋地管道的腐蚀剩余寿命时，提出了非开挖腐蚀预测方法
王长勇[6]2007年在《基于阴极保护的埋地钢质管道外覆盖层缺陷检测与评价方法研究》文中提出管道作为输送石油、燃气等能源的安全经济的手段在我国得到了日益广泛的应用,管道运输业已经成为与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大行业之一,在我国经济建设和国防工业中发挥着越来越重要的作用。随着管线运行年限的增长以及人为破坏或施工缺陷和腐蚀等问题的存在,造成管道外覆盖层失效,进而引起管体腐蚀,造成管体开裂、穿孔等事故的发生,造成巨大的经济损失和人民生命财产损失。管道外覆盖层检测技术是确保管道安全的重要手段,而国内的覆盖层检测技术还很落后,尤其是在覆盖层缺陷精确定位、评价覆盖层缺陷大小和评价覆盖层质量方面与国外存在较大差距。论文以目前世界上最为先进的覆盖层缺陷检测技术之一的DCVG和CIPS技术为基础,开展了埋地管道外覆盖层缺陷检测与评价研究,以期为管道覆盖层修复决策提供科学依据。对DCVG和CIPS检测技术进行了深入研究,并在实际工程中进行了运用,取得良好效果。提出了根据电压梯度判断覆盖层破损程度准则,进行了工程试验。提出了基于小波变换的埋地钢质管道外覆盖层缺陷定位理论。利用小波变换对阴极保护埋地管道通电电位、断电电位和电压梯度检测信号进行处理,根据小波变换模极大值对应信号奇异点理论,实现了覆盖层缺陷点位置的准确定位。实验表明,该方法定位准确,具有一定实用性。利用小波阈值降噪方法对仪器检测的埋地管道管地电位进行了处理,消除了噪声对管地电位影响。对外覆盖层缺陷的定量检测进行了研究和工程试验,试验表明,DCVG和CIPS的组合检测可以定量评价缺陷大小。实验室搭建了试验平台,模拟了管道阴极保护系统下覆盖层破损,主要分析了覆盖层破损对阴极保护系统各项参数的影响。开发了埋地钢质管道外覆盖层缺陷检测和评价系统。详细介绍了软件系统的主要功能模块以及实现技术。对软件系统进行了工程试验,实践表明,软件操作简便、定位准确、分析评价结果合理,具有一定实用性。
刘博闻[7]2016年在《基于北斗/GPS同步技术的管道检测方法研究》文中指出管道作为第五大运输产业,在国民经济和社会发展中承担了极其重要的作用。由于管道大多埋设于地下,在潮湿的土壤中极易发生腐蚀。目前主要有外加防腐层和阴极保护两种方式,虽然外加防腐层可以减少90%以上的腐蚀,但是防腐层材料会随时间的推移而日渐老化,在进行具体施工时,外涂防腐层也难免会有因施工人员疏忽造成的划伤、缺陷等问题,这时阴极保护系统为这些防腐层破损点提供了保护。除此之外,也可以通过测量阴极保护下埋地管道的一些参数来判断防腐层的健康性做出判断,是检测埋地管道防腐层缺陷的一种有效地方法。本文针对通过采集管道通/断电位来判断防腐层缺陷的密间隔电位检测系统进行了详细地研究,对电化学腐蚀的原理、阴极保护的原理做了深入研究,介绍了通过测量阴极保护的一些参数来判断埋地管道防腐层和阴极保护系统健康状况的检测方法,理论地证明了在防腐层缺陷处管道电位会有明显的突变。对密间隔电位检测法的原理、检测过程以及检测中需要注意的问题进行了描述和解释,并针对密间隔电位检测法中时间同步的问题,引入了北斗卫星时间同步方法,并论证了时间同步的准确性对整个系统检测精度的重要影响。分析了北斗同步秒脉冲的产生机理,以及造成同步脉冲延迟的原因。基于以上分析,给出了以STC89C52RC单片机为核心处理芯片,UM220-III N北斗卫星芯片为时间同步基准的硬件结构设计。本系统包括了电位采集器、电流中断器、时间同步模块、参比电极和里程轮5个部分,通过搭建阴极保护模拟实验平台验证了整个系统的正确性。首先对电流中断器的性能做了实验,实验证明电流中断器同步性良好,响应时间达到180us,通过对响应时间的重复实验可知标准差为23us,卫星同步脉冲同步性可达100ns。通过搭建模拟的实验平台模拟了阴极保护下防腐层缺陷的情况,并将本系统应用在模拟平台上,结果表明该检测系统可以定性地判断埋地管道防腐层的缺陷,可分辨的最小缺陷半径为3.7cm。
李彬[8]2004年在《阴极保护下埋地管道涂层及腐蚀与防护态势评价方法研究》文中研究说明本文在综合运用电磁学、电化学及模糊数学等学科理论的基础上，进行了管道腐蚀与防护技术的研究。研究结果表明，本文阐述的方法在理论上是科学的，实践证明也是可行的，可以更全面地从宏观上和微观上分析管道涂层破损的情况，帮助油田腐蚀工程师全面、正确地分析管道的腐蚀和防护态势，从而找到更有效的防护措施。具有十分重要的现实意义。 本文主要做出了以下几项工作。 (1) 根据稳流电场理论，分别推导出了阴极保护下埋地长输管道电位分布以及埋地管道土壤表面电位降的解析公式，阐述了现场实测的电位数据实际是管道金属电位分布△U_m、管道附近阳极电场分布△U_a和阴极电场分布△U_c之间的代数和，即△E=△U_m-(△U_a+△U_c)同时结合现场实测数据对公式进行了验证。 (2) 针对多种多样的埋地管道涂层质量的检测方法，分析比较了各种方法的优缺点。利用电磁学的相关理论和方法研究了在阴极保护条件下涂层破损后管线的电位分布以及不同缺陷形状、位置、大小对涂层缺陷附近的电场、电势以及电流密度分布的影响。 (3) 提出“针眼指数”的相关概念，它能直观反映涂层质量的状况。利用阴极保护的现场实测数据来评价管线的涂层质量。同时，结合现场检验情况以针眼指数为指标制定了相关的涂层评价标准。 (4) 根据管道腐蚀与防护的影响因素，探讨了埋地管道安全运行综合评价问题，利用模糊数学方法对埋地管道的腐蚀与防护态势进行综合评价，编制了腐蚀与防护数据库和评价系统软件。
陈潇[9]2015年在《埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究》文中进行了进一步梳理根据国内外的流体埋下管道的输送经验,我国长距离油气输送管道因埋于地下已逐渐到达事故的高发时期,因此本文将深入研究埋下管道防腐层缺陷检测和评价技术并提出建设性意见为开展计划性的修复工作提供参考。
吕瑞宏[10]2016年在《基于能量密度超声波管道防腐层剥离缺陷内检测方法研究》文中提出管道防腐层运行状态的检测是确保管道安全运行非常重要的内容。目前,对于管道防腐层检测方法主要采用外检测技术,这类方法无法满足油气管道完整性管理理念、对防腐层缺陷的定量化描述较为困难。若采用管道内检测技术对管道外防腐层运行状态进行分析研究,应用管道内检测器采集管道运行状况的数据,则可以满足管道检测的综合数据分析并实现管道防腐层定量化检测。为了解决上述问题,本文主要研究了基于非线性超声导波的管道防腐层剥离缺陷的内检测方法。将管道防腐层介质理想化为弹性-粘弹性双层结构,从理论建模、仿真分析和实验验证方面对超声导波的频散特性和能量传播特性进行分析,提出基于能量密度的防腐层检测方法并对其回波信号进行了定量化研究。主要的研究工作及贡献如下：(1)针对超声导波在管道防腐层双层结构中的传播机理十分复杂,仅分析导波多模态频散特性很难获取检测防腐层缺陷的有效信息的问题,本文从单层板状结构的弹性性能入手,研究了弹性-粘弹性双层结构介质的能量传播特性,从能量密度角度分析了不同双层结构中介质对超声导波传播过程中能量传播的影响因素,建立了试验平台对弹性-粘弹性双层结构介质的能量传播特性进行了实验研究。研究表明：超声导波各模态在双层结构介质产生剥离等缺陷时,其群速度、相速度及能量密度均发生较为明显的变化；防腐层剥离缺陷尺寸越大,能量衰减变小,节点振动速度变慢,则回波信号幅值越大。(2)针对超声导波传播机理复杂和多模态特性导致其回波信号难识别的问题,本文以兰姆波为研究对象,利用热力学第一定律建立钢板微体元中能量密度分布模型,对微体元力密度与振动位移的关系及能量密度分布特征进行理论分析和数值计算,提出已知激励频率下钢板中电磁超声兰姆波多模态的能量密度分布特征研究方法,并采用收发分离式电磁超声兰姆波换能器对理论分析和仿真计算过程进行初步的实验研究。研究表明：微体元振动位移与洛仑兹力、磁致伸缩力的函数关系反映电磁超声兰姆波中能量传递趋势。能量在动能和势能间不断转换；通过对不同模态兰姆波的能量密度分布特征分析,获得各模态的能量强度及能量传播速度,为基于能量密度的超声导波检测提供一定的理论依据。在不同激励频率下,通过实验研究验证了电磁超声兰姆波的能量密度分布特征,依据波群信号能量密度分布特征,可简化回波信号的识别。(3)针对管道防腐层存在的孔洞、剥离等缺陷问题,提出SH导波能量密度检测方法。利用粘弹性动力学理论建立能量平衡单元体V的双层结构波动模型,对单元体V的频散特性、能量密度和导波衰减进行理论分析和数值计算；设计SH-EMAT换能器对轴向防腐层剥离缺陷进行了仿真和实验研究。研究表明：在一定频率范围内,防腐层剥离厚度越大,SH导波模态对应相速度、群速度越大,且差异显着。频率趋于无穷时,SH导波相速度与防腐层严重剥离缺陷对应的线性度较好。防腐层剥离程度可引起单元体V中SH0模态的频散曲线变化,通过检测SH0模态群速度可实现钢管防腐层剥离缺陷的内检测。防腐层剥离缺陷轴向长度和位置信息可通过SH导波衰减表示,单元体V中能量密度因子QE的特征参数可为管道防腐层剥离、孔洞缺陷的内检测提供一定量化研究的理论依据。(4)针对防腐层缺陷检测信号进行时频分析获得产生剥离缺陷交界处的非线性特征参数,对管道防腐层剥离缺陷进行量化研究,以此作为防腐层剥离缺陷检测的等级量化标准,为防腐层缺陷程度的评价提供一定的量化研究依据。综上所述,本文针对管道防腐层的超声导波内检测技术进行研究,以弹性-粘弹性双层结构介质为研究对象,建立能量密度传播模型进行分析,对其获取导波传播特性和缺陷信息,并采用时频分析手段对缺陷轴向尺寸进行等级量化研究,最终实现对管道防腐层缺陷信息的内检测目标。
参考文献：
[1]. 埋地管道防腐层缺陷快速检测系统的研究[D]. 张宇. 天津大学. 2006
[2]. 埋地管道防腐层缺陷检测技术的研究[D]. 李静. 天津大学. 2009
[3]. 埋地管道安全检测若干技术的研究[D]. 胡晓莉. 天津大学. 2005
[4]. 埋地油气管道防腐层检测与评价[J]. 李明, 王晓霖. 当代化工. 2013
[5]. 埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究[D]. 陈世利. 天津大学. 2003
[6]. 基于阴极保护的埋地钢质管道外覆盖层缺陷检测与评价方法研究[D]. 王长勇. 北京工业大学. 2007
[7]. 基于北斗/GPS同步技术的管道检测方法研究[D]. 刘博闻. 沈阳工业大学. 2016
[8]. 阴极保护下埋地管道涂层及腐蚀与防护态势评价方法研究[D]. 李彬. 西南石油学院. 2004
[9]. 埋地管道防腐层缺陷检测与评价技术研究[J]. 陈潇. 化工管理. 2015
[10]. 基于能量密度超声波管道防腐层剥离缺陷内检测方法研究[D]. 吕瑞宏. 沈阳工业大学. 2016
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