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《长输管道泄漏故障诊断方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第19卷 第2期应用力学学报Vol.19No.22002年6月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDMECHANICSJun.2002文章编号:100024939(2002)0220038206X长输管道泄漏故障诊断方法的研究1,21112蔡正敏 彭 飞 易发新 吴智中 胡时岳(辽河石油勘探局 盘锦 124010)12(西安交通大学 西安 710049)摘要:将序贯概率比检验法(SPRT)应用到管道泄漏的在线故障诊断中,基于SPRT检验法提出了泄漏识别因子,该因子的提出大大提高了泄漏监测系统的
2、识别精度。同时对于非稳定流体,引入了相对稳定过程的概念,通过对均衡流量的检验可以进行泄漏监测。最后,利用参数识别等方法对泄漏进行定位,实验结果证明了方法的有效性。关键词:序贯概率比检验法(SPRT);泄漏;监测;定位中图分类号:O322 文献标识码:A检测时间长,而且设备的价格昂贵,所以不易较大面1 引 言积地推广。国外也有利用对管道内流体进行建模等[1,3,4]手段对管道泄漏进行监测。随着科学技术的不断进步和发展,压力容器及本文以压力管道的泄漏研究为背景,在管道内管道逐步向大型化、轻型化发展。由
3、于种种原因,这部流体流动特性变化的基础上,利用统计检验中些设备难免在制造中存在各种各样的缺陷,在使用SPRT对在不同工况环境下,管道泄漏的发生时间的过程,构件固有的微小缺陷以及使用过程中产生进行了确定,并提出了“泄漏识别因子”,最后利用参的疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹,在循环载荷的作用下,数识别对管道泄漏的位置进行确定。实验结果证明以及腐蚀或高温的环境中,裂纹会缓慢地扩展,最终了该管道泄漏监测系统可以快速、有效地对管道泄导致恶性事故的发生。用长输管道输送原油、天然漏的时间和位置以及泄漏量的大小进行识别。气等
4、原料是一种既方便又经济的运输方式,这种运输方式不仅被用于各种流体和气体的运输,而且还2 管道中流体的动力学模型用于煤浆等工质的运输中,因此管道一旦发生泄漏事故,除了影响正常的生产外,还会因为流体流失造当流体在管道内流动时,其流动状态的参数有成经济损失、可燃液体或气体泄漏引起火灾以及对四个,压力、密度、流速以及温度,为求解这四个量,环境污染等后果。必须列出四个基本方程:连续性方程、运动方程、能目前,国内外对压力容器及管道泄漏的诊断主量方程和气体状态方程。通常情况下,输油管道的要有超声、光学、涡流及射线等
5、方法。例如:利用声直径在很长的距离上是不变的,管路的曲率半径比的发射及反射原理对泄漏的部位进行检测,这种方直径大很多。垂直于流线方向上的流体参数的变化法受外界的影响太大,误差及误报率高;利用X光与沿着流线方向的变化相比可以忽略不计,因此这等探测法进行无损检测,其在线性较差,该方法不仅种流动可以看作一元流动,所以流体运动参数:压X来稿日期:2000206212修回日期:2001202212第一作者简介:蔡正敏,男,1969年生,西安交通大学工程力学系博士,上海交通大学工程力学系博士后;研究方向:故障诊断
6、、检测仪器1©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期 蔡正敏,等:长输管道泄漏故障诊断方法的研究39力、密度和流速以及温度都只是时间和沿管轴线长处的压力差仍保持不变。度的函数,以下首先对管道内流体建立基本方程。为了研究问题的方便,在此作以下的假设:①管道中声波传播的速度为常数;②管道中流体的流速与流体中传播的声波速度相比要小得多,减小所谓的“对流”效应;③忽略管道的刚度变化。依据以
7、上的假设,由管道中流体的动量守恒定理和质量守恒定理,可得5ρ5qA+=05t5z15q5P15q2图1 流体流量和压力分布图++2=-ρgsinθ(1)A5t5z2Aρ5z312 非定常流情况2fq2对于非定常流的管道中,管道内流体的压力和-2DρA流量分布是变化的,情况复杂得多。2其中:g为重力加(m/s),θ为管道的倾斜角度,f为在管道无泄漏情况下,进出口处的流量有可能3沿程阻力系数,ρ为管道中流体的密度(kg/m),P同时增大或同时减小,保持一定的同步性,即进出口2为管道上某点的压力(N/m),
8、z为管道中心线的坐处的压力有可能同时增大或同时减小,保持一定的标(m),q为管道中流体的质量流量(kg/s),A为管同步性,但是由于受到管道距离以及流速等其他原2道的截面积(m)因的影响,进出口流量和压力的变化之间有一个时[5]方程(1)中的沿程阻力系数f可以由下式定义间滞后,这个滞后时间是一个变化的值,它受到流速1Δ2.51等因素的影响。=-2.0log(+)(2)f3.7dRef在管道泄漏情况下,进出口处的流量变化比较ν·d复杂,依据泄漏量的大小,有
