腐蚀声发射信号分形方法研究

作     者：袁彩虹 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：于洋

授予年度：2015年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 07[理学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 070104[理学-应用数学] 082003[工学-油气储运工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0701[理学-数学] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：分形维 独立分量分析 腐蚀 声发射 

摘      要：声发射信号检测技术是检测储油罐罐底腐蚀的常用方法。绝大部分原油泄漏事故都是由腐蚀产生，所以对于储油罐的腐蚀检测，每个国家和原油开采及储运公司都格外重视。若能及时有效地检测到罐底的腐蚀情况，则可规避很多事故和财产损失。分形方法作为一种新兴的分析方法，在短短的时间里，已迅速为各国研究者们探究并应用于实际的检测。针对腐蚀检测的难题，本文探究了分形维与钢板腐蚀之间的关系。 本文在理论分析和实验研究的基础上，开展了两方面的工作：检验快速独立分量分析算法（Fast ICA）的滤噪提取作用以及声发射信号分形维与钢板腐蚀之间的关系。 针对分形维受噪声影响较大的特点，在比较了各种声发射信号分析方法之后，决定采用Fast ICA对声发射信号进行滤噪提取。并设计了钢板与铝板之间的电偶腐蚀实验，通过滤噪前后分形维与声发射事件数之间的对应关系，检测其预处理能力。 为了探究分形维与腐蚀之间的关系，设计了不同腐蚀速率的钢板腐蚀实验。分别对实验的声发射信号进行分形盒维数求取，观察分形维与腐蚀之间有无对应关系，以判别分形维是否能够表征腐蚀的状态。 通过上述的理论和实验研究发现，Fast ICA可以对声发射信号很好地进行滤噪提取，分形维与钢板腐蚀间也有很好地对应关系，用分形维表征腐蚀状态是可行的，从而表明分形故障诊断法在罐底腐蚀方面的应用具有可行性和有效性。