基于应力波反演的管道损伤识别技术研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文基于应力波反演的管道损伤识别技术研究姓名：李杰申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：耿艳峰20080501摘要管道是五大运输工具之一，在石油化工及天然气等行业中有着不可替代的作用。管道在服役过程中，由于老化、腐蚀、人为损坏等多种原因，管道泄漏时有发生，不仅造成了巨大的经济损失，也污染了环境。管道损伤识别及定位技术对管道安全运行具有重要意义。随着导波技术的不断成熟与应用，将应力波导波技术应用于管道损伤识别逐渐成为研究的热点。应用应力波导波技术检测管道损伤位置，其基本

2、原理是在管道一端激励产生应力波，同端接收反射波，通过检测反射波的回波时间差，反演计算出管道损伤的位置。应力波导波技术应用于管道损伤识别尚不成熟，实验落后于理论研究，因此对基于应力波导波技术的管道损伤定位实验研究显得尤为重要。本文属于应用基础研究，首先简要回顾了管道损伤识别方法以及导波基础知识，并介绍了应力波反射的相关理论，以及应力波在管道中的应用。然后对基于应力波反演的管道损伤识别技术进行了数值模拟和实验研究，得到了初步的结论，本文主要工作有：1．建立并修正了应力波在管道中传播的一维模型，并根据反射回波理论推导

3、出管道损伤定位公式。对完整管道、单缺陷管道应用该模型进行了时域和频域仿真计算。2．实验用加速度传感器接收非轴对称加载的应力波振动信号，用带通滤波的数据处理方法分析应力波导波特征。3．对完整管道、单缺陷管道中非轴对称激励的应力波传播特性分别进行了实验研究，反演计算出损伤点位置。结果表明，非轴对称加载方式下产生的应力波可以对缺陷定位。关键词：管道，应力波，导波，无损检测TheStudyofPipelineCrackIdentificationBasedonStressWaveInversionLiJie(Measu

4、rementTechnologyandAutomaticEquipment)DirectedbyProfessorGengYanfengABSTRACTPipelinesarcirreplaceableinoilandnaturalgastransportation．Duetoaging，corrosion,andothermall—madedamagescausedbyvarietiesofreasons，theeconomiclossesandenvironmentalpollutionscausedbyp

5、ipeleakingagehuge．Pipelinecrackidentificationtechnologyisthusplaysanimportantroletoaddresstheproblem．Withthedevelopmentoftheguidedwavetechnology，theUseoftheechoesofastresswavetodetectpipelinecracksisbecomingincreasinglypopular．Thetechnique，basedontheprincipl

6、eofpropagatingofguidedwaves，detectstheechoesbythesensorsmountedatthespecifiedlocations．Themeasurementsarethenusedtodeterminethecracklocations．Byfagthepipelinecrackidentificationtechnologyisrelativelynew．ItisscientificallyimportanttodevelopsomemeansthatCanbeu

7、sedforpipelinecrackdetection．Thispaperbelongstothebasicapplicationofresearch，itreviewsthestatusofthepipelinecrackidentificationtechnologyandtheknowledgeofguidedwaves，anddescribestheusingofthestresswaveinthepipeline．Focusingonpipelinecracksdetection,thispaper

8、describessomeworkperformedonsimulationsandexperiments．mainworksintroducedinthispaperareasfollows：l、Aone．dimensionalmodelhasbeenestablishedandsimplified，themodelwassimulatedbythelongitudinalstres