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。

目录

天然气集输系统压力容器角焊缝裂纹检测技术研究

REAEARCH ON CRACK DETECTION TECHNOLOGY OF FILLET WELD ON PRESSURE VESSEL IN NATURAL GAS GATHERING AND TRANSPORTATION SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 课题国内外研究现状

1.4 主要研究内容

第2章 角焊缝裂纹分析及其检测方案的研究

2.1压力容器角焊缝裂纹分析

2.2 裂纹检测系统方案的研究

2.3本章小结

第3章 裂纹检测系统硬件设计

3.1 硬件系统结构分析

3.2硬件系统设计方案的分析与制定

3.3硬件系统关键模块设计

3.4 本章小结

第4章 裂纹检测系统软件设计

4.1 上位机软件系统功能分析

4.2上位机软件开发工具

4.3上位机软件功能设计与实现

4.4 本章小结

第5章 延迟模块仿真与软件系统模拟测试

5.1 硬件系统延迟模块仿真

5.1.1仿真实现

5.1.2仿真结果分析

5.2 软件系统模拟测试

5.2.1 模拟测试的实现

5.2.2 模拟测试结果分析

5.3 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢