天然气集输系统压力容器角焊缝裂纹检测技术研究

【摘要】：石油工业中，原油、天然气等是经过管道进行压力输送的，因此在天然气集输系统设有多个增压站。为了缓解压缩机加压过程中产生的脉动压力对后续输油管道的影响，通常压缩机的输出口以及管路汇集处会焊接一个附属的容器罐以达到缓冲压力的目的。在实际工作过程中压力容器焊接部位受力后容易产生裂纹缺陷。如不能及时检测会导致泄漏事故的发生，从而影响生产安全。 目前，国内对压力容器角焊缝裂纹的检测主要应用超声波、磁粉、渗透等传统的无损检测方法。由于压力容器角焊缝结构的特殊性以及传统检测方法具有一定局限性，压力容器角焊缝裂纹缺陷的漏检时有发生，从而导致泄漏事故。因此，建立一种有效的压力容器角焊缝裂纹缺陷检测技术具有重要意义。 本文首先分析了压力容器角焊缝裂纹的形式与特征，结合实际出了工况总结角焊缝裂纹缺陷产生的原因。通过参考国内外无损检测技术的发展情况以及实际检测需要，制定了以超声波相控阵技术为核心的无损检测方案。 根据压力容器角焊缝的结构特点确定了检测参数，设计了阵列探头的结构尺寸。搭建了检测信号前置处理模拟电路，应用FPGA技术实现了超声波相控阵检测的延迟功能，保证了超声波相控阵电子聚焦功能的实现。应用LabVIEW开发了检测系统上位机分析处理软件，用于处理和显示接收到的检测信息。 本文在检测信号收发模块中，应用简单可靠的算法配合FPGA硬件实现了纳秒级的时间延迟控制功能，满足了超声波相控阵检测对于延迟时间控制的要求；在上位机分析软件中，依据检测回波信号的特点进行有用信息的筛选，简化了后续处理模块。设计了“去极小值润化”算法，有效滤除噪声影响，突出了回波信号的特征成分，提高了超声波相控阵检测系统的准确度。 【关键词】：压力容器角焊缝 超声波相控阵技术 时间延迟 电子聚焦 FPGA LabVIEW
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TE977;TG441.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 课题研究的目的和意义10-11
• 1.3 课题国内外研究现状11-15
• 1.3.1 国内发展现状11-14
• 1.3.2 国外发展现状14-15
• 1.4 主要研究内容15-17
• 第2章 角焊缝裂纹分析及其检测方案的研究17-24
• 2.1 压力容器角焊缝裂纹分析17-19
• 2.1.1 压力容器工况介绍17
• 2.1.2 压力容器角焊缝的形式特征17-18
• 2.1.3 角焊缝裂纹的形式特征18
• 2.1.4 角焊缝裂纹形成原因的分析18-19
• 2.2 裂纹检测系统方案的研究19-23
• 2.2.1 检测方案的制定19-23
• 2.2.2 裂纹检测系统总体结构设计23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 裂纹检测系统硬件设计24-52
• 3.1 硬件系统结构分析24-25
• 3.2 硬件系统设计方案的分析与制定25-29
• 3.2.1 检测参数的分析与确定25-26
• 3.2.2 硬件系统方案设计26-29
• 3.3 硬件系统关键模块设计29-51
• 3.3.1 超声波阵列探头设计29-38
• 3.3.2 超声波延迟功能设计38-45
• 3.3.3 探头驱动及回波信号前置处理电路设计45-48
• 3.3.4 回波信号接收模块设计方案制定48-50
• 3.3.5 通信模块设计50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 裂纹检测系统软件设计52-69
• 4.1 上位机软件系统功能分析52-53
• 4.2 上位机软件开发工具53-54
• 4.3 上位机软件功能设计与实现54-68
• 4.3.1 通信与预处理功能设计54-58
• 4.3.2 数据处理功能设计58-62
• 4.3.3 检测信息显示功能设计62-64
• 4.3.4 检测信息存储功能设计64-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 延迟模块仿真与软件系统模拟测试69-78
• 5.1 硬件系统延迟模块仿真69-73
• 5.1.1 仿真实现69-71
• 5.1.2 仿真结果分析71-73
• 5.2 软件系统模拟测试73-77
• 5.2.1 模拟测试的实现73-77
• 5.2.2 模拟测试结果分析77
• 5.3 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-84
• 致谢84

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

结构无损检测与小波分析方法    李多田;张伟林;

焊接缺陷X射线自动检测技术研究现状    殷晓辉;韩晓微;高原;王刚;

基于FPGA和FIFO的信号延时系统设计    唐鹏;吴国安;马晖;

基于频率敏感度和振型的圆柱壳损伤检测方法研究    王志华;陈建云;马宏伟;

金属疲劳裂纹的扩展及其寿命的估算    黄斌

超声红外热像技术及其在无损检测中的应用    洪毅,缪鹏程,张仲宁,张淑仪,孙利,水修基,季晓勇,张志炳

基于电磁检测原理的疲劳裂纹检测方法    曹益平,李路明,黄刚,董婕,郝红伟,谢宜学

联箱管座角焊缝裂纹原因分析    胡新芳;岳增武;薛琦;刘青;

金属疲劳断裂的声发射检测技术    周洁;毛汉领;黄振峰;曾德良;

油气管道裂纹缺陷检测技术探讨    郑贤斌;

管道金属摩擦阻尼减振器性能的实验研究    王强;何立东;

小型柴油机曲轴表面缺陷磁粉探伤    刘必荣

影响表面缺陷磁粉探伤检测质量的研究    刘必荣,董家美

管道流固耦合振动及声传播的研究现状及展望    刘忠族,孙玉东,吴有生

水锤冲击时管路系统流固耦合响应的特征线分析方法研究    孙玉东,刘忠族,刘建湖,张效慈

工业用X-CT检测技术    王敏;

基于CCD成像的火车轴承滚子表面磁粉探伤检测系统研究    张颖;

高集成度超声相控发射电路的设计    刘婧;靳世久;陈世利;孙芳;张聪颖;

超声相控阵探头的模型研究与参数优化    况迎辉;

基于冗余方案电磁式漏磁传感器管壁测厚的研究    赵乃卓;孙威;

抑制POGO振动的蓄压器动力学分析    严海;方勃;杨天智;黄文虎;

管道非恒定流动数值模拟研究    余祖耀;张辉意;李宝仁;

管道配置对阀控缸液压系统动态特性的影响    张玮;冀宏;于振燕;王峥嵘;

舵机电液伺服调节器水击仿真研究    廖金军;李宝仁;

FADS测压管路动态响应特性分析    高隆隆;杜经民;李宝仁;

基于神经网络PID控制的轧机液压弯辊系统研究    吴考;王益群;杨阳;曾春峰;

管道结构漫谈    陈贵清;

浑水环境下的成像检测技术    张爱恩;

超声相控阵的数字相位控制系统    郭涛;曾益;张建秋;

南京市特大暴雨城市积涝的仿真模拟    沈树勤;解以扬;李大鸣;李培彦;曾明剑;

扫描激光源法激发声表面波用于金属表面裂纹检测的研究    倪辰荫

基于蓄能器和组合功能加载油缸的安全阀试验技术研究    王勇

液压系统脉动衰减器的特性分析    杜润

管道环焊缝焊接缺陷相控阵超声检测系统研究    白世武

面向再制造铁磁性构件损伤程度的磁记忆/超声综合无损评估    石常亮

离心压缩机无叶扩压器失速与系统喘振先兆分析研究    高闯

涡流阵列无损检测中裂纹参数估计和成像方法研究    刘波

钢结构地震损伤分析与损伤识别方法研究    段红霞

导电结构涡流/超声检测与评估技术的研究    李国厚

合金钢显微组织超声无损表征研究    林莉

奥氏体不锈钢组织超声无损评价研究    张颜艳

船舶液压舵机系统中的流体噪声控制    马兴瑞

新型低碳贝氏体高强度钢焊接缺陷统计分析研究    徐亮

水闸结构损伤的动力诊断研究    高盼盼

永磁激励下应力检测方法的研究    刘百成

基于单片机和CPLD的超声波人造板强度检测    孙达根

HIFU多焦点声焦域形态研究    向军

基于G-S算法的治疗超声相控阵声场调控研究    陈伟

声发射检测中传感器布置及声源定位的研究    刘艳

海洋平台管节点裂纹的声发射健康监测    朱绍锋

小波分析在管道缺陷超声检测中的应用    黄晶,阙沛文

土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评    李宏男,李东升

基于小波分析和神经网络的框架结构损伤诊断方法    李宏男,孙鸿敏

基于小波分析的结构损伤检测研究进展    孙增寿,韩建刚,任伟新

基于小波分析的桩基础完整性的检测    康维新

基于小波包分析的框架结构损伤识别    孙增寿;任伟新;陈隽;

金属材料疲劳裂纹扩展曲线的拟合方法研究    田秀云,杜洪增,孙智强

基于小波变换在线结构损伤检测分析研究    唐和生,薛松涛,陈镕,王远功

X光图像中缺陷的自动提取方法研究    周贤;刘义伦;

X射线数字成像检测中缺陷的自动评判技术    付丽琴;韩焱;陈树越;

X射线底片焊缝缺陷智能识别的研究    金忠

锅炉和压力容器管座角焊缝的无损检测    孔凡一;

渗透检测在大型储罐底板角焊缝检测中的应用    付元杰;苏红霞;

火力发电厂测温热电偶套管角焊缝的超声波检测    张杰;周进;罗宏建;

天然气集输加工节能学术会在成都召开    

天然气集输增压机组润滑与磨损状态监测试验    房建华,樊建春,张来斌

微波解堵在涩北气田应用的探索    郭永刚;

天然气集输网络计算机优化的运行    吴燕龙;郭殿杰;梁学章;

孔板流量计在天然气商业计量中的应用    张兴盛;黄晓琳;

模糊数学综合评判法在天然气集输工程方案选择中的应用    杨家笠;

浅谈节流效应及在天然气集输工艺中的应用    董海生,卢宝春

超声凹面相控阵列及其应用    师芳芳;孔超;张碧星;

超声相控阵技术在石油测井中的应用及相关仪器研制    邓方青;张碧星;宫俊杰;王东;

超声相控阵检测技术在海管环焊缝检测中应用    孙钟;

遗传算法在毫米波相控阵中的应用    姚兴利;沈喜明;张光生;

川西天然气集输管网地理信息可视化研究    邬云龙;邓一平;李荣娟;

基于光纤信号分配网络的相控阵技术    蒋跃;

凹面相控阵换能器的优化设计    王文龙;张碧星;汪承灏;

相控圆弧阵声波辐射器激励研究    杨哲;鞠晓东;乔文孝;

基于Lamb波和相控阵的复合材料损伤识别研究    孙亚杰;袁慎芳;邱雷;王强;

平面相控阵的聚焦特性研究初探    张秀梅;林伟军;

企业信息化从规划开始    刘军国

保障天然气安全集输    陶文忠通讯员 刘美琴

100人如何管好53亿资产    本报记者 卞学中

让首都的天空更加蔚蓝    记者 王巧然 通讯员 邓迪群

石油济柴双燃料发动机研制成功    记者 赵惠

陕京二线：几组对比映衬北京巨变    本报记者 瞿剑

双燃料发动机在济南研制成功    张奇

传承信念 芳傲航空    汤颖

亚洲首个“盐穴储气库”投运    沈向阳 赵鹤茂

张欣：激情与气流一起律动    李素珍

管道环焊缝焊接缺陷相控阵超声检测系统研究    白世武

天然气集输管网系统最优规划研究    袁宗明

相控阵三维摄像声纳系统信号处理关键技术研究    袁龙涛

相控阵三维成像声纳系统的稀疏阵及波束形成算法研究    陈朋

川西地区天然气管网优化及仿真技术研究    柏毅

铝合金搅拌摩擦焊接头超声信号特征与质量评价方法    赵雪梅

高压天然气非金属玻璃钢管承载能力与应用研究    南发学

用于结构损伤检测的OPFC超声相控线阵驱动理论及技术研究    王自平

合成孔径聚焦超声成像技术研究    杜英华

液晶光栅相控阵波前检测及性能分析    郑春艳

天然气集输系统压力容器角焊缝裂纹检测技术研究    张海涛

角焊缝漏磁检测数值模拟的研究    郭春飞

电站锅炉T型接管角接接头相控阵检测技术研究    邓江敏

液晶相控阵建模与性能分析研究    潘斐

液晶相控阵建模分析与波控算法研究    林振华

层状多界面脱粘的相控阵超声检测技术研究    黄佩

相控阵聚焦法则算法实现关键技术研究    张伟

Linux下相控阵探伤仪软件系统设计与实现    沈立梅

相控阵超声检测关键参数优化研究    杨平华

无损检测新技术在某钢结构桥梁中的应用研究    刘赞