文档介绍：上海交通大学
博士学位论文
海底管道漏磁检测器的设计与关键技术研究
姓名:黄作英
申请学位级别:博士
专业:精密仪器及机械
指导教师:阙沛文
20051001
海底管道漏磁检测器的设计与关键技术研究摘要管道运输是石油、天然气运输采用的主要方式。管道一旦发生事故,不仅会造成巨大的经济损失,而且对社会和环境也会产生严重的后果,其直接、间接经济损失巨大,修理费用也非常之高。漏磁检测技术是应用最为广泛的管道检测技术,具有适应性强,。研制开发适合我国管道实际状况油气管道智能检测系统装置,对我国在役油气管道进行全面检测和安全评价,将管道的安全状况置于运行管理之中,可以防止恶性事故的发生,大幅度降低管道维护、更换费用,具有重大的经济、社会、环境效益。本论文是海洋资源开发技术主题下资源与环境技术领域中的一项国家海洋卮笞ㄏ羁翁狻昂5坠艿滥谂佬衅骷捌浼觳饧术”中的一项关键研究内容。针对海底管道的检测要求,研制成功了管道漏磁检测样机,对漏磁检测器研制中的若干理论和实际问题进行了深入研究。论文在简要介绍了漏磁检测的基本原理的基础上,研究了磁偶极子法对工件表面点状缺陷,裂纹的涌磁场分析,针对以往磁偶极子理论只能处理无限长缺陷的情况,与实际缺陷的局部化特点不相符合的缺点,对磁偶极子理论进行了研究推广并分析了常见三种类型缺陷,并得到了缺陷漏磁场的三维的解析解。论文论述了有限元理论在漏磁检测中的仿真分析方法,介绍了漏磁检测的二维和三维有限元模型和基本分析过程,针对以往研究中二维有限元模型与实际中缺陷形状多数为有限,局部化特点不相符合的问题,本文主要采用三维有限元模型通过仿真实例研究了检钡鞯拇呕慷任侍狻⒙┐判藕庞跋煲蛩胤治觥⑾嗔诤复杂耿陷等问题。结果表明,有限元法的正确运用可以节省实验费用并加快实验进度。本文还研究开发了漏磁检测参数化有限元分析系统,使研究中可以摆脱重复而繁琐的分析过程。大大提高分析效率。为缺陷特征库的生成提供了基础。论文还研究了漏磁检测样机的总体设计方案,包括探头单元总体方案的确定、磁敏传感器的选择和布置、材料的选择、漏磁检测探头结构的优化设计。结合实际的设计要求,论述了漏磁信号在线数据采集系统的硬件设计方案,并且对系统的各部分硬件模块┐判藕旁ご砟?椋珼数据处理模块,涌谀块辛私舷晗傅慕樯堋论文在分析研究管道和检测过程特点基础上设计了一种新型海底管道缺陷定位系统,该系统的基本原理是利用管道本身的对接焊缝作为定位标记,结合里程计的计里值得到缺陷的精确位置,
本论文受国家“十五”。论文介绍了漏磁信号的特点和漏磁信号处理的基本过程,运用小波理论研究了潺磁信号的去噪方法,构造了改进阈值函数,选用《啥孕藕沤蟹纸夂重构,得到了较好的去噪效果并为数据压缩提供了基础。设计了漏磁检测的实验系统,对加工的模拟缺陷进行了实验,对不同缺陷的检测中获得了理想的效果,证明了检测装置设计的合理性,与有限元分析结果进行了对比,结果验证了有限元分析方法的有效性。关键词:漏磁检测,有限元,优化设计,缺陷,管道上海交通大学博士学位论文Ⅱ
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/玩一~删如,.积㈣一碰张上海交通大学学位论文答辩决议书移锄苍/一翟磁黝利⋯磁狐摄一翮矗教授;虾=煌ù笱,谘Э专业;虾=煌ù笱Ы萄Ф一—‘鸨缛掌H沃拔年,口月力日申请者精密仪器及机械论文题目海底管道漏磁检测器的设计与关键技术研究所在工作单位教授委员Q黄作英答辩地点姓名职称备注签名主席陈桂林。上海技术物理研究所无丁永生东华大学信息科学与技术学院高级工苏恒兴上海核工院程师施文康上海交通大学陶正苏王恰之无阙沛文评语和决议:黄作英同学的博士论文结合率学科前沿发展方向和应用需求,以海底管道漏磁检测器为研究对象,对漏磁检测理论模型、有限元模型、探头和采集系统的设计及实验进行了深入的研究。论文具有理论性、:芯苛舜排及庾臃ǘ阅D馐约砻娴阕慈毕荨⒘盐频穆┐懦》┐偶觳獾亩腿邢拊DP偷牟恢芴氐悖唇寺┐偶觳獠问邢元分析系统,得到了缺陷周围漏磁场的径向、轴向和周向分布,得出了管道缺陷特征值和检测参数对漏磁场的影响规律的结论。杓屏撕5坠艿缆┐偶觳馄鞴こ萄暮诵牡ピ#绰┐盘酵泛吐┐判藕糯淼ピ#┐偶觳獾氖笛槠教ḿ澳D馊毕菔约辛巳毕莶问月┐懦∮