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长输油气管道内检测技术

沈阳工业大学学报 2024年第5期46卷 676-684页

作者：杨理践石萌耿浩沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870

管道内检测技术是长输油气管道内检测最有效的方法之一,是长输油气管道缺陷检测、评估与完整性评价的重要手段。随着我国能源行业的高速发展,管道成为能源输送的最有效载体,这对管道内检测技术提出了新的挑战,应运而生多种新的检测方法... 详细信息

管道内检测技术是长输油气管道内检测最有效的方法之一,是长输油气管道缺陷检测、评估与完整性评价的重要手段。随着我国能源行业的高速发展,管道成为能源输送的最有效载体,这对管道内检测技术提出了新的挑战,应运而生多种新的检测方法与解决方案。梳理了长输油气管道内检测技术的发展过程,阐述了长输油气管道内检测技术的国内外研究现状,针对长输油气管道内检测现存在的问题,对新技术、新方法的原理、应用情况进行归纳总结,并提出管道内检测行业的未来展望。

关键词：油气管道内检测技术缺陷检测漏磁检测超声检测涡流检测裂纹检测应力检测

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基于磁各向异性的管壁应力集中区域检测方法

沈阳工业大学学报 2024年第1期46卷 97-102页

作者：杨理践吕志鹏高松巍郑福印刘斌沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870

针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量... 详细信息

针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量应力判断其是否发生屈服失效,搭建了应力检测实验平台。实验结果表明,应力会导致管壁产生磁各向异性,磁各向异性检测方法能够检测出管壁当量应力的变化趋势和主应力方向所在延长线的角度,进而判断管壁是否产生应力集中区域。

关键词：磁各向异性管壁屈服失效第三强度理论能量最低原理能量守恒定律磁化率应力集中区域

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球墨铸铁管道磁记忆应力检测的数值模拟及验证研究

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装备环境工程 2024年第8期21卷 163-171页

作者：范翔峰杨理践沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870 中国原子能科学研究院北京102413

目的针对当前磁记忆应力检测方法研究较少的问题,建立适用于球墨铸铁管道的磁记忆应力检测方法,并进行合理验证。方法采用解析计算和有限元仿真模拟2种方法,建立球墨铸铁管道磁记忆应力检测模型,研究应力值和传感器提离值对球墨铸铁管... 详细信息

目的针对当前磁记忆应力检测方法研究较少的问题,建立适用于球墨铸铁管道的磁记忆应力检测方法,并进行合理验证。方法采用解析计算和有限元仿真模拟2种方法,建立球墨铸铁管道磁记忆应力检测模型,研究应力值和传感器提离值对球墨铸铁管道磁记忆信号的影响,并通过搭建球墨铸铁管道磁记忆应力检测实验平台进行模型验证。结果轴向峰值和径向零点位置不随应力变化发生偏移,信号强度随应力值增加呈线性变化。球墨铸铁管道磁记忆信号随着提离值的增加呈指数衰减,在2.5~4 mm内,提离值的衰减近似呈线性,信号波动较小,适用于信号采集。结论2种方法的结果较为吻合,球墨铸铁管道磁记忆应力检测实验平台的结果与数学仿真计算具有很好的一致性,这些模拟和实验结果均验证了基于解析计算和有限元建立的2种磁记忆应力检测模型的数值合理性。

关键词：球墨铸铁管道应力检测磁记忆数值研究有限元模拟磁信号

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磁层析成像管道检测信号空间传递过程的能量变化

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辽宁石油化工大学学报 2024年第2期44卷 71-76页

作者：刘琳琳杨理践高松巍沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870 辽宁石油化工大学信息与控制工程学院辽宁抚顺113001

磁层析成像管道检测方法已经被广泛应用于埋地和海底管道的无损外检测。该方法基于金属磁记忆原理,通过在管道外测量空间磁场分布中的异常情况来判别应力集中区的危险等级和位置。为了研究磁层析成像法管道检测信号在空间中的分布特征... 详细信息

磁层析成像管道检测方法已经被广泛应用于埋地和海底管道的无损外检测。该方法基于金属磁记忆原理,通过在管道外测量空间磁场分布中的异常情况来判别应力集中区的危险等级和位置。为了研究磁层析成像法管道检测信号在空间中的分布特征和传递规律,对磁化管道的应力集中区空间磁记忆信号的能量分布和变化规律进行了研究。利用磁偶极子场建立管道内壁应力集中区磁场模型,基于磁能理论对管道外不同提离空间磁记忆信号的磁场能量和磁能密度进行有限元计算,得出空间磁场的分布规律,分析了不同提离磁信号磁能密度之间的相关性。结果表明,管道外空气中的磁场能量随着提离值的增加而衰减,在管道外壁至提离值小于50 mm时衰减最快;管道外磁层析成像法检测的磁信号与管道内壁应力集中区信号同源。从理论上解释了磁层析成像管道检测的有效性,为从检测数据中提取有效信号提供了理论依据。

关键词：磁层析成像管道检测金属磁化磁能

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基于深度学习的管道焊缝法兰组件识别方法

仪器仪表学报 2018年第2期39卷 193-202页

作者：杨理践曹辉沈阳工业大学信息科学与工程学院

针对管道内检测中焊缝法兰组件的识别精度不够问题,提出了一种基于深度学习网络的智能识别方法。该方法利用漏磁检测（MFL）图像而不是MFL测量量,因此它可以跳过特征提取的过程。改进的结构主要包括2个卷积层、1个局部响应归一化层、2... 详细信息

针对管道内检测中焊缝法兰组件的识别精度不够问题,提出了一种基于深度学习网络的智能识别方法。该方法利用漏磁检测（MFL）图像而不是MFL测量量,因此它可以跳过特征提取的过程。改进的结构主要包括2个卷积层、1个局部响应归一化层、2个池化层、1个全连接分类层和1个Softmax层。实验结果表明,提出的基于深度学习网络的焊缝法兰组件识别方法拥有良好的识别精度,所提出的3项指标均在90%以上;在信噪比小于10 d B特征不明显样本中,所提方法的识别灵敏度为85.3%,优于其他基于特征的智能识别方法,同时,改进的深度学习网络对于漏磁图像具有良好的位移和畸变鲁棒性。

关键词：深度学习焊缝法兰组件漏磁内检测

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长输油气管道漏磁内检测技术

仪器仪表学报 2016年第8期37卷 1736-1746页

作者：杨理践耿浩高松巍沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检... 详细信息

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的,可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。对油气管道漏磁内检测技术原理和影响因素等进行归纳总结,阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的国内外研究现状,对国内外漏磁内检测器的检测能力进行对比,介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术,最后提出了管道漏磁内检测行业的未来展望。

关键词：漏磁检测油气管道轴向励磁周向励磁完整性评价

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基于故障诊断观测器的管道多点泄漏研究

仪器仪表学报 2020年第5期41卷 261-268页

作者：郭颖杨理践郎宪明沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870 辽宁石油化工大学信息与控制工程学院抚顺113001

针对管道同时发生多点泄漏时,难以有效检测的问题,提出一种基于故障诊断观测器的多点泄漏检测方法。首先,基于故障诊断观测器构建残差产生器,通过残差来提取泄漏系数信息。然后,采用干扰解耦技术使观测器对未知扰动有较好的鲁棒性。结合... 详细信息

针对管道同时发生多点泄漏时,难以有效检测的问题,提出一种基于故障诊断观测器的多点泄漏检测方法。首先,基于故障诊断观测器构建残差产生器,通过残差来提取泄漏系数信息。然后,采用干扰解耦技术使观测器对未知扰动有较好的鲁棒性。结合Lyapunov函数和Barbalat引理,证明了故障诊断观测器的稳定性。该方法可以检测和估计出泄漏各点的泄漏系数。通过模拟多点泄漏实验,泄漏点的泄漏系数最大估计误差为1×10-5 m5·s-1,最小估计误差为0.2×10-5 m5·s-1,验证了该方法的可行性及有效性。

关键词：多点泄漏检测非线性模型故障诊断观测器鲁棒性

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金属磁记忆效应的第一性原理计算与实验研究

物理学报 2013年第8期62卷 391-397页

作者：杨理践刘斌高松巍陈立佳沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

为研究铁磁材料应力集中区域金属磁记忆信号的产生机理及其变化规律,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,建立了磁记忆效应的磁力学模型;计算分析了力与磁记忆自发漏磁信号的定量变化关系.研究结果表明:力作用导致晶格畸变... 详细信息

为研究铁磁材料应力集中区域金属磁记忆信号的产生机理及其变化规律,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,建立了磁记忆效应的磁力学模型;计算分析了力与磁记忆自发漏磁信号的定量变化关系.研究结果表明:力作用导致晶格畸变是磁记忆自发漏磁信号产生的根本原因;常温下,磁记忆信号随应力近似线性变化的规律与X70钢管水压爆破实验结果具有很好的一致性.研究结果有助于金属磁记忆检测机理的研究.

关键词：金属磁记忆第一性原理漏磁信号

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人工生物瓣膜血流动力学行为的有限元分析

材料研究学报 2018年第1期32卷 51-57页

作者：刘晨杨理践张兴沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870 中国科学院金属研究所沈阳110016

使用脉动工作站检测生物瓣膜在近似生理条件下的血流动力学特性,结合有限元分析研究了生物瓣膜在心动周期过程中的微观应力和应变情况,寻求一种快速评价人工心脏瓣膜结构—力学性能间关系的方法。结果表明,生物瓣膜(Edwards #2625)在体... 详细信息

使用脉动工作站检测生物瓣膜在近似生理条件下的血流动力学特性,结合有限元分析研究了生物瓣膜在心动周期过程中的微观应力和应变情况,寻求一种快速评价人工心脏瓣膜结构—力学性能间关系的方法。结果表明,生物瓣膜(Edwards #2625)在体外脉动流检测条件下的平均跨瓣压差为10.8 mmHg、有效开口面积为2.0 cm^2、返流百分比为8.4%,均符合ISO-5840国际检测标准。生物瓣膜有限元模拟结果揭示其在收缩期最大主应力达到425 kPa,应力集中在弯曲变形严重的腹部以及瓣叶缝合边;舒张期最大主应力为1.46 MPa,应力集中在瓣叶缝合边的两侧。在脉动检测的不同时间点,瓣膜有限元模型开口面积均与实验条件下样品的开口面积近似,证明了有限元模拟结果的可靠性。本文提出的体外脉动流检测实验与有限元仿真计算相结合的方法,为评价人工心脏瓣膜的结构—力学性能间关系提供一种高效可靠的途径。

关键词：有机高分子材料生物瓣膜血流动力学特性应力分布有限元分析脉动流检测