海洋平台导管架对AE波传播机制影响研究及设备智能点检系统开发

论文摘要

钢质导管架是很多结构体的基础构件,但由于长期工作在交变重载、冲击腐蚀的环境中,导管架极易产生疲劳断裂而失效；另一方面,随着设备投入运行时间的不断累积,设备出现故障的可能性大大增加,因此,开展并加强对大型结构件和机组设备的健康监测具有十分重要的意义。本文综合声发射技术和振动测试技术在故障识别、故障评价及寿命预测等方面各自的优势,开展了早期故障预警机制下的海洋平台导管架对AE波传播机制影响研究及基于机组设备健康状态监测的设备智能点检系统开发。第一篇海洋平台导管架对AE波传播机制影响研究。结合声发射技术的特点,针对海洋平台整体性安全监测的现状,论证了利用声发射技术进行海洋平台导管架监测的可行性。从弹性波在各向同性固体介质中传播的角度,分析了声发射波在钢质空心圆管中的波动方程。利用声发射数据采集系统,开展声发射源在焊缝、弯管、直径和壁厚四种不同结构特征的钢质空心圆管中传播的实验研究,并对不同位置的传感器所采集的数据进行整理和分析,提取了代表声发射波传播特性的参数。通过对各个参数的交叉对比,找出了空心圆管不同的结构特征对声发射波传播机制的影响。第二篇设备智能点检系统开发。针对现场机组设备的运行和管理情况,利用振动测试技术对设备状态参数拾取的有效性,融合设备的运行维护与故障管理,开发了基于面向对象的设备健康监测和综合应用平台。通过设备智能点检系统在炼油企业的实践,成功地开展了常减压装置中热油泵在运行过程中的故障诊断,准确地定位了故障位置,快速地诊断出故障原因,科学地评估了损伤程度,并从介质流动的角度揭示了故障产生的动力学原理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一篇 海洋平台导管架对AE波传播机制影响研究
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本课题来源及主要研究内容
• 第二章 声发射技术基础
• 2.1 声发射技术的特点
• 2.2 声发射信号的分类
• 2.3 声发射技术的应用
• 2.4 本章小结
• 第三章 声发射波在各向同性空心圆管中传播的理论分析
• 3.1 声发射波在无限大各向同性介质中的传播
• 3.2 声发射波在空心圆柱波导中的传播
• 3.2.1 周向模态
• 3.2.2 纵向模态
• 3.3 本章小结
• 第四章 声发射的实验研究
• 4.1 实验仪器
• 4.1.1 声发射仪器介绍
• 4.1.2 声发射仪器组成
• 4.1.3 采集软件的设置
• 4.2 模拟声发射源
• 4.3 实验导管架结构及尺寸
• 4.4 两根相同直径和壁厚的圆钢管对焊结构
• 4.4.1 实验目的
• 4.4.2 实验方案
• 4.5 两根相同直径和壁厚的圆钢管端面垂直焊接结构
• 4.5.1 实验目的
• 4.5.2 实验方案
• 4.6 两根不同直径和壁厚的圆钢管中部垂直焊接结构
• 4.6.1 实验目的
• 4.6.2 实验方案
• 4.7 两根不同直径和壁厚的圆钢管中部非垂直焊接结构
• 4.7.1 实验目的
• 4.7.2 实验方案
• 4.8 本章小结
• 第五章 实验数据分析处理
• 5.1 两根相同直径和壁厚的圆钢管对焊结构
• 5.2 两根相同直径和壁厚的圆钢管端面垂直焊接结构
• 5.3 两根不同直径和壁厚的圆钢管中部垂直焊接结构
• 5.3.1 小管端产生声发射激励
• 5.3.2 大管端产生声发射激励
• 5.4 两根不同直径和壁厚的圆钢管中部非垂直焊接结构
• 5.4.1 小管端产生声发射激励
• 5.4.2 与小管成135°的大管端产生声发射激励
• 5.4.3 与小管成45°的大管端产生声发射激励
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 未来展望
• 第二篇 设备智能点检系统开发
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第二章 系统需求及总体设计
• 2.1 系统介绍及功能需求
• 2.2 服务器软件框架设计
• 2.2.1 系统测量的对象
• 2.2.2 服务器软件的开发工具
• 2.2.3 服务器软件的文件管理
• 2.2.4 振动数据预处理
• 2.3 本章小结
• 第三章 设备智能点检系统服务器软件
• 3.1 系统设置模块
• 3.2 点检人员设置
• 3.3 专家系统模块
• 3.4 振动标准模块
• 3.5 报表输出模块
• 3.6 费用管理模块
• 3.7 计划管理模块
• 3.8 设备阶段报告
• 3.9 设备故障管理
• 3.10 本章小结
• 第四章 数据采集子系统和服务器组件的集成与封装
• 4.1 数据采集子系统
• 4.1.1 点检系统点检采集模块
• 4.1.2 点检系统无线采集模块
• 4.2 服务器组件的集成与封装
• 4.2.1 软件移植的运行机制
• 4.2.2 集成文件的设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 设备智能点检系统在热油泵故障诊断中的应用
• 5.1 热油泵的故障状态及振动测试
• 5.2 热油泵的故障分析与诊断
• 5.2.1 热油泵故障分析
• 5.2.2 离心泵常见故障
• 5.2.3 热油泵故障诊断
• 5.2.4 热油泵解体检查
• 5.2.5 综合分析
• 5.2.6 处理措施及效果
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书