油轮管系及石油储运管道微波无损检测研究

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石油是“工业的血液”,在全球工业发展中发挥了不可替代的作用,同时也为社会经济发展做出了突出贡献。石油的利用离不开运输环节。当前通过油轮、石油储运管道运输是主要的石油运输方式。目前我国石油进口来源主要集中在中东地区和非洲。2017年全球原油海运量为4010万桶/天,其中中国占比19%,达到780万桶/天。由于地域的原因,我国石油进口的主要渠道是通过油轮实现的。石油泄漏会带来严重的环境污染问题以及较大的经济损失。要想保证油气的安全、稳定运输,就需要定期对管道进行安全检测。目前管道检测中常采用无损检测方法,如射线检测、超声监测、磁粉检测等都是常用的无损检测方法,以上方法均具有各自的优点与局限性。近年来微波技术快速发展,并开始应用于油轮管系及石油储运管道缺陷检测中。本文对基于微波反射的油轮管系及石油储运管道无损检测进行研究,所设计的检测系统具有检测效率与精度高、对材料无污染损伤等特点。油轮管系与石油储运管道材质基本一致,多为碳素钢材。即油轮管系与石油储运管道均可当作微波波导。本文首先对有关基于微波反射的油轮管系及石油储运管道表面无损检测试验原理进行了概述:其次进行试验设计工作,搭建微波金属管道表面无损检测系统,结合油轮管系及石油储运管道产生缺陷种类的实际情况(如管壁腐蚀、开裂、凹陷、焊缝缺陷等),采用与管道同材质试件预置上述缺陷进行模拟试验,研究提取可用于定位缺陷和识别缺陷特征的信号参量,确定各参量与缺陷位置、尺寸之间的响应曲线,并用类似的方法研究管壁整体减薄量对微波反射信号的影响;然后研究波导探头与试件距离变化条件下管道缺陷反射信号的变化规律,并比较其与普通检测条件下各参数指标的异同:研究目前国际上常用的在役含缺陷管道安全评价准则与评价方法,根据各标准中对油轮管系及油气管道缺陷种类、缺陷尺寸等参数的规定,设计一种缺陷评级方法来对油轮管系及油气管道进行缺陷评级。并以实例为背景,利用该方法对某输油管道工程进行管道缺陷等级评价。本文所设计的微波管道无损检测系统,详细分析了微波技术应用于管道检测理论的各种影响因素。为油轮管系及石油储运管道检测提供一种发现/定位缺陷、确定缺陷尺寸、评价缺陷等级于一体的缺陷检测与评级方法。
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