埋地管线腐蚀坑的导波检测方法研究

论文摘要

19世纪随着石油资源的开发以及市场需求量的增加,管道运输得到突飞猛进的发展,迅速成为了国有石油企业的命脉。但是随着使用寿命的增长并长期埋于地下,出现的大量腐蚀缺陷已经开始对管道安全造成了威胁,因此要及早的发现并采取相应的措施来保证管道运输的安全性。通过研究管道腐蚀的机理和类型,运用常规的和非常规的无损检测方法对这些腐蚀坑进行检测,得出一个既省人力、物力和财力而又快捷有效的检测方法—超声导波。利用超声导波进行管道腐蚀检测,通过观测回波的变化,达到一次检测数十米的管道范围,从而进行全范围的检测。但是,导波的多模态特性及频散特性,都大大使数据分析异常复杂。因此,正确的选择和激励单一模态导波检测管道可大大简化问题分析的复杂性。本文就是针对这一课题深入研究了MsS(磁致伸缩)超声导波技术及其检测管道缺陷的方法。首先,对当前研究领域进行综述,简要介绍了超声导波相关的物理基础；其次,简单介绍了MsS技术的应用和基础理论,分析得出了影响检测灵敏度相关的影响因素；最后,通过对比实验,在表面腐蚀不同的管道上进行检测实验,验证了表面腐蚀对检测灵敏度的影响,根据管状导波的传播具有频散现象和多模态特性,通过不同频率和模态的选择,得出最适合的检测频率和模态。经过大量实验验证,实验结果和理论分析较吻合。利用实验分析得出的方法,对现场检测提供了理论依据减少了缺陷的漏检与漏判,从而提高了管道安全的系数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 埋地管道腐蚀的无损检测
• 2.1 引言
• 2.2 管道腐蚀的类型
• 2.2.1 管道内腐蚀
• 2.2.2 管道外腐蚀
• 2.3 埋地管道的无损检测
• 2.3.1 埋地管道安装时的无损检测
• 2.3.2 埋地管道服役时的无损检测
• 2.4 超声导波在管道检测中的特点
• 2.5 本章小节
• 第三章 导波检测原理
• 3.1 导波概念
• 3.2 群速度与相速度
• 3.3 管道中的导波及其特性
• 3.3.1 管道中的导波及散射曲线
• 3.3.2 管道中导波的特性
• 3.3.3 长距离管道检测中导波模式及频率
• 3.4 平板中的导波
• 3.4.1 板中的SH导波
• 3.4.2 板中的Lamb波
• 3.5 导波的激励与接收
• 3.5.1 管道中导波的激励和接收
• 3.5.2 平板中的激励和接收
• 3.6 本章小结
• 第四章 磁质伸缩导波技术
• 4.1 引言
• 4.2 MsS检测原理
• 4.3 MsS条件因素
• 4.3.1 MsS导波模式
• 4.3.2 MsS磁质传感器
• 4.3.3 MsS检测频率
• 4.3.4 MsS导波方向控制
• 4.3.5 MsS薄铁磁性条带
• 4.4 MsS脉冲周期数及频率带宽
• 4.5 MsS技术在长距离管线检测中的优点及局限性
• 4.6 本章小结
• 第五章 实验与应用
• 5.1 实验装置
• 5.1.1 设备组成
• 5.1.2 技术参数
• 5.1.3 检测范围
• 5.2 实验准备
• 5.2.1 检测程序
• 5.2.2 检测符号说明
• 5.2.3 缺陷描述
• 5.3 MsS对腐蚀坑灵敏度的试验
• 5.3.1 表面腐蚀的影响
• 5.3.2 频率选择的影响
• 5.3.3 模式选择的影响
• 5.4 现场项目检测
• 5.5 本章小结
• 第六章 实验结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要