厚壁管道周向超声导波缺陷检测研究

厚壁管道在特种承压设备领域中广泛使用,常规无损检测技术难以实现其快速有效地检测。本文采用数值模拟与实验相结合来研究周向导波快速检测厚壁管道的方法。首先,利用有限差分软件研究了不同角度激励下外径269mm、壁厚32mm的厚壁管道中周向导波的传播特性,优化了探头激励角度范围;然后分别制作了55°和45°的斜楔,并搭建了实验系统,研究了周向导波与厚壁管道壁厚方向不同位置缺陷的相互作用规律。研究结果表明,周向导波适用于厚壁管道快速检测。检测时需选择角度适中的探头。激发角度过小时,厚壁管中形成的周向导波模式较多,使得波包宽度较大,影响检测分辨率;而角度过大时,会使得盲区增大,导致靠近内壁区域缺陷漏检。本文的研究结论为厚壁管道缺陷周向导波的实际检测应用提供了指导。     

低温储罐夹层管路的应力分析与优化设计

采用有限元方法对某低温管道进行了详细的应力分析,提出了改进措施从而达到了降低应力的目的。在管道的直管段增加两个π型弯头,可以提高管道柔性。依靠经验的设计不能完全保证压力管道的安全可靠性,采用类似有限元方法的详细应力分析是有必要的。该文的结果对工程设计问题具有参考意义。     

一种用于高压输气管道泄漏检测的次声传感器的研究

研究了一种用于检测高压输气管道泄漏次声波的次声传感器。针对管道泄漏频带宽,频率低的特点,该次声传感器换能元件选用电容式传声器,设计了一个前端耐压壳,将前端敏感单元与前置放大器隔离,可耐12 MPa静态压力;通过对比信号放大电路,实现了对调制电路优化设计,使得在1 Hz以下频段仍有较高灵敏度,传感器自噪声降低;该传感器只对声波敏感,对振动的灵敏度平均值1 mV/g,具有很好的抗振动干扰性能。测试结果表明：该传感器能有效地检测到声波信号,频率响应范围0.5 Hz至300 Hz,覆盖了管道泄漏次声频带和低频可听声频段,不放大的Ⅰ档灵敏度200 mV/Pa,Ⅱ档和Ⅲ档分别将信号放大5倍和20倍,输出信号的自噪声小于15 mV,该传感器可适用于天然气输气管道的泄漏监测。     

天然气管道泄漏的声-压耦合识别方法

为了提高对城市燃气管道泄漏检测的准确性,该文提出了一种基于声波与压力波耦合的识别方法,并通过实验考察了它的可行性。实验发现管道的气体泄漏引起了两个显著特征,即泄漏噪声与压力下降。泄漏噪声的强度随泄漏量增大而增大,但噪声的频率基本保持不变;管道内压力降低的速率与泄漏量大小正相关。据此发展了一种基于相关算法的泄漏耦合识别方法,通过判别泄漏噪声与压力降是否同时出现,以及相关函数值大小与阈值对比,来判别泄漏是否发生及其大小。实验验证了耦合识别方法的有效性,并展示了比单一信号识别方法更好的抗干扰能力。     

天然气水合物浆体分解对其在垂直管中流动特性影响的研究

针对天然气水合物浆体开采提升过程中水合物分解的问题,采用Euler多相流模型以及Finite-Rate/Eddy-Dissipation模型对天然气水合物浆体垂直管输的固-液两相流动以及气-液-固三相流流动特性进行研究。结果表明,受天然气水合物分解产生的气体影响,天然气水合物颗粒的速度分布、体积浓度分布均随高度的变化呈现出波动-均匀-波动的规律;水合物分解对浆体管道运输具有减阻作用,并提出天然气水合物浆体分解工况下,其流动速度不应低于3m·s~(-1);通过对管道的阻力特性分析,拟合出水合物分解下的水力提升阻力损失与流速的关系式,为天然气水合物浆体管道的经济提升参数提供指导。     

气流管道有源降噪研究

如何消除气流的影响是管道有源降噪的难点之一，本文分析了湍流对有源降噪系统的影响，并开发了一种抗湍流传声器探管，最后在某种通风系统的进气管段进行了降噪试验，气流速度为２０ｍ／ｓ时，在６０－６３０Ｈｚ频带取得了１５ｄＢ（Ａ）的降噪效果。     

低温管道保冷材料热导率对绝热计算影响的分析

建立了平板及圆管低温保冷结构导热计算模型,考虑到材料热导率随温度变化获得非线性偏微分控制方程,引入克希霍夫积分方法对方程处理、编程与迭代计算,获得保冷层温度变化曲线,分析了四种保冷材料的热导率对传热过程计算的影响;酚醛泡沫、憎水珍珠岩及硬质聚氨酯泡沫在超低温下具有更优越的保冷性能,泡沫玻璃在常温区上保冷性能较好;考虑热导率影响,LNG接收站卸液管采用的组合式保冷材料可适当减少内层材料厚度,既节约资源又节省投资。同时,也提供了一种处理变热导率传热问题新思路。     

离心力场中管道内油液压力分布特征研究

在离心力场中，液压系统能否正常工作取决于离心力液压系统的影响，通过从离心力场中管道内油分布特征入手，研究了离心液压随管道安放方向的不同所具有性质，对离心力场中液压系统的进一步设计具有指导意义。