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复杂裂纹涡流检测与评估方法研究

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 280-288页

作者：靳建辉张卿韩博杨世品任毅南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211816 江苏省特种设备安全监督检验研究院南京210009

钢轨表面及上表面产生的滚动接触疲劳裂纹通常以斜裂纹或多角度复杂裂纹的形态存在,对其检测和评估是个难题。基于此,采用基于无线能量传输的涡流检测方法(WPT-ECT),设计新的探头结构并结合神经网络算法对裂纹进行检测和评估。首先,有... 详细信息

钢轨表面及上表面产生的滚动接触疲劳裂纹通常以斜裂纹或多角度复杂裂纹的形态存在,对其检测和评估是个难题。基于此,采用基于无线能量传输的涡流检测方法(WPT-ECT),设计新的探头结构并结合神经网络算法对裂纹进行检测和评估。首先,有别于现有WPT-ECT方法,采用增大激励频率,而非串并联电容的方式,构造谐振电路;其次,根据复杂裂纹的特点,设计由两个八字形激励线圈和两个矩形接收线圈组成的方向性探头结构;最后,充分提取检测信号的特征,并运用径向基神经网络算法对裂纹进行识别。仿真和实验结果表明,所提出的探头结构对任何角度的缺陷均敏感。同时,RBF算法对斜裂纹、T裂纹、Y裂纹和1.2 mm提离下的T裂纹的识别准确率分别为92.00%、95.27%、96.64%和89.50%。

关键词：滚动接触疲劳裂纹无线能量传输涡流检测特征量提取径向基神经网络

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含缺陷管道碳纤维复合材料补强数值模拟研究

化工设备与管道 2024年第3期61卷 84-93页

作者：周云王琪王一宁江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏南京210036

当代石油、天然气等能源的主要运输方式为管道运输,管道在长期使用时会产生各种缺陷,这些缺陷将对管道的结构和强度产生影响。目前先进的管道修复技术为复合材料补强技术,其中碳纤维复合材料是较优的选择。为了测试有/无碳纤维补强管道... 详细信息

当代石油、天然气等能源的主要运输方式为管道运输,管道在长期使用时会产生各种缺陷,这些缺陷将对管道的结构和强度产生影响。目前先进的管道修复技术为复合材料补强技术,其中碳纤维复合材料是较优的选择。为了测试有/无碳纤维补强管道缺陷处的效果,开展了不同层数碳纤维复合材料的拉伸实验研究,结合ANSYS数值模拟探究了修复前后不同缺陷管道在承载时的应力、应变分布,分析了修复补强效果的影响因素。结果表明:缺陷减薄厚度对管道的应力、应变状态影响较大,碳纤维复合材料修复技术能在减小管道缺陷处应力、应变的同时优化其应力、应变分布,可以通过增加碳纤维修复层数来提升修复效果,相关研究对于管道的修复补强有一定指导意义。

关键词：承压管道局部缺陷复合材料碳纤维补强数值模拟

微重力条件下PCM液桥内固液相变过程及热毛细对流数值模拟

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空间科学学报 2024年第3期44卷 536-543页

作者：张永春董文利孙涛高胤宇李至柔段文豪周小明江苏省特种设备安全监督检验研究院南京210036 河海大学机电工程学院南京210024

为揭示微重力条件下PCM液桥相变过程流动特征及相变演化规律,建立PCM液桥数理模型,采用数值模拟的方法系统研究了不同工况下PCM液桥相变过程中固液界面的演化过程,分析不同高径比和温差对液桥形状、固液界面演化规律、相变速度和热毛细... 详细信息

为揭示微重力条件下PCM液桥相变过程流动特征及相变演化规律,建立PCM液桥数理模型,采用数值模拟的方法系统研究了不同工况下PCM液桥相变过程中固液界面的演化过程,分析不同高径比和温差对液桥形状、固液界面演化规律、相变速度和热毛细流动的影响.研究结果显示,在大温差条件下热毛细流动更加强烈,处于外部壁面处的相变材料的相变速度也会更快,外壁处的相变界面与壁面的夹角会更小.大高径比条件下会有同样的效果,同时也会产生更多的涡胞结构,热毛细对流效果更明显.结果表明,微重力条件下通过流体界面热毛细效应强化PCM相变是一种有效的方法.

关键词：液桥相变材料热毛细对流相变界面流动

12Cr5Mo压力容器制造监督检验及工艺优化

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化工设备与管道 2024年第3期61卷 16-21页

作者：戴永成江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院江苏泰州225400

以某单位首次试制造12Cr5Mo耐热钢制压力容器为例,介绍了耐热钢制压力容器制造监督检验过程中的质量控制,重点描述了12Cr5Mo的材料入库检验控制、焊接相关过程的控制、热处理的工艺控制过程。通过分析压力容器本体上不同受压元件之间的... 详细信息

以某单位首次试制造12Cr5Mo耐热钢制压力容器为例,介绍了耐热钢制压力容器制造监督检验过程中的质量控制,重点描述了12Cr5Mo的材料入库检验控制、焊接相关过程的控制、热处理的工艺控制过程。通过分析压力容器本体上不同受压元件之间的焊接结构形式以及12Cr5Mo的材料性能,根据提供的焊接工艺评定、焊工资格项目、热处理工艺,发现相关部分焊评焊工资质不覆盖问题。通过优化热处理工艺和选择合适焊评焊工,最终顺利通过了无损检测及耐压试验。

关键词： 12Cr5Mo 耐热钢压力容器监督检验

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摩托过山车乘客加速度分析与评价

机械设计与制造 2024年

作者：张琨梁朝虎陈卫卫孙艺峰国家市场监管重点实验室(特种设备安全与节能)中国特种设备检测研究院

游乐设施乘客加速度是影响乘客生理指标的最重要的技术参数，科学评价乘客加速度是保证游乐设施乘客安全性和乘客束缚装置有效性的重要技术手段。针对摩托过山车乘客加速度分析方法尚不完善的问题，分析并得到了用于评价乘客加速度阈值... 详细信息

游乐设施乘客加速度是影响乘客生理指标的最重要的技术参数，科学评价乘客加速度是保证游乐设施乘客安全性和乘客束缚装置有效性的重要技术手段。针对摩托过山车乘客加速度分析方法尚不完善的问题，分析并得到了用于评价乘客加速度阈值范围和乘客束缚装置技术参数的测试坐标系及其解析方法并进行了乘客加速度测试。基于5Hz的4阶巴特沃斯低通滤波数据进行了乘客加速度阈值范围评价，结果表明摩托过山车的单向加速度和组合加速度符合标准要求，但YZ组合加速度有超出允许值边界的数据，能够以此为指导对设备进行优化。基于1Hz的4阶巴特沃斯低通滤波数据进行了乘客束缚装置技术参数评价，结果表明摩托过山车乘客束缚装置的技术参数满足加速度区域3所对应的技术要求。通过乘客加速度分析与评价，保证了摩托过山车的乘客安全性和乘客束缚装置有效性。

关键词：游乐设施摩托过山车单向加速度分析组合加速度分析乘客加速度评价

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油气管道非饱和磁化应力检测技术研究

石油机械 2024年第7期52卷 137-144页

作者：陈潇辛佳兴苏政达史徐武何仁洋刘畅陈金忠江苏省特种设备安全监督检验研究院中国特种设备检测研究院中广核研究院有限公司北京燃气绿源达清洁燃料有限公司

应力集中是在役油气管道损伤、失效的重要原因,为能源的输送安全埋下巨大隐患。为此,提出一种非饱和磁化管道应力检测新方法,分析了非饱和磁化油气管道应力检测机理,推导获得了应力检测等效磁路模型,利用有限元方法探究了屏蔽层对应力... 详细信息

应力集中是在役油气管道损伤、失效的重要原因,为能源的输送安全埋下巨大隐患。为此,提出一种非饱和磁化管道应力检测新方法,分析了非饱和磁化油气管道应力检测机理,推导获得了应力检测等效磁路模型,利用有限元方法探究了屏蔽层对应力响应信号的影响规律,对X52管道钢试件在0~140 MPa范围内进行拉伸应力检测试验,验证了非饱和磁化检测探头对试件应力状态的感知能力。研究结果表明:随磁屏蔽层长度增加,信号畸变度持续增加,但梯度值减小;随磁屏蔽层厚度增加,信号畸变度先增加后减小;拉伸应力与响应信号呈现负相关的线性变化趋势。研制的检测探头对应力状态感知的灵敏度达到18.48 mV/MPa。研究成果可为管道应力集中在线检测探头及装备研制提供参考。

关键词：油气管道应力检测非饱和磁化等效磁路屏蔽

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FCM-FastICA的点蚀声发射信号分离识别方法

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应用声学 2024年第1期43卷 169-177页

作者：姚俊宇张颖赵鹏程王雪琴钱一呈常州大学安全科学与工程学院常州213164 江苏省特种设备安全监督检验研究院南京210000

金属点蚀是一种破坏性和隐患较大的设备损伤形式。点蚀会产生声发射信号。点蚀过程中产生的多种声源类型会造成信号混叠,影响腐蚀进程的判断。针对点蚀信号混叠问题,提出一种模糊C均值聚类与快速独立分量分析算法相结合的点蚀信号分离... 详细信息

金属点蚀是一种破坏性和隐患较大的设备损伤形式。点蚀会产生声发射信号。点蚀过程中产生的多种声源类型会造成信号混叠,影响腐蚀进程的判断。针对点蚀信号混叠问题,提出一种模糊C均值聚类与快速独立分量分析算法相结合的点蚀信号分离识别方法。通过分析单、双点蚀声发射数据将点蚀分为钝化膜破裂阶段、点蚀诱导成核及发展阶段,由聚类确定信号类别并用快速独立分量分析分离混合信号,利用相关性函数验证分离效果。结果表明:单点蚀过程存在3类原信号,双点蚀过程存在7类信号,其中包含单个信号与混合信号;单个信号与原信号相关性极高,达到0.8以上,混合信号的分离分量与原信号相关性达到0.6以上,分离效果较好。该方法可对点蚀混合信号进行有效分离和识别,为腐蚀进程判断提供支持。

关键词：点蚀混合信号盲源分离相关性系数信号分离聚类

基于脉冲涡流检测系统的管道内检测机器人设计研究

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中国测试 2024年

作者：谢浩平姚文胜叶宇峰陆树华浙江省特种设备科学研究院浙江省特种设备安全检测技术研究重点实验室

因工作条件恶劣，石化装置中附塔管线常出现面积型腐蚀、结垢等缺陷，从而导致管道失效，给工厂正常运作与生产带来巨大风险，需要定期对管道内部进行安全检测。该文基于附塔管线的损伤模式与结构特点，针对人工检测痛点，设计一套搭载... 详细信息

因工作条件恶劣，石化装置中附塔管线常出现面积型腐蚀、结垢等缺陷，从而导致管道失效，给工厂正常运作与生产带来巨大风险，需要定期对管道内部进行安全检测。该文基于附塔管线的损伤模式与结构特点，针对人工检测痛点，设计一套搭载多通道脉冲涡流检测系统的自驱动壁压三段式柔性管道内检测机器人，该机器人具有良好的运动居中和稳定支撑性能。为探究脉冲涡流检测系统在工业管道中的检测效果，建立铁磁管道脉冲涡流磁测有限元模拟模型，并通过测厚实验验证可行性。最后，结合集成完备的内检测机器人样机，以直径DN200的带弯头样管作为试验对象，将机器人检测结果同超声测厚结果对比。结果表明：该管道机器人能够对工业管道壁厚面积型腐蚀缺陷实现高灵敏度、全覆盖和无损伤内检测，测厚检测误差控制在±7%以内，能快速筛查可疑腐蚀位置，可在相关行业设备检测中进一步推广。

关键词：附塔管线管道腐蚀检测铁磁管道脉冲涡流检测自驱动壁压式内检测机器人

高参数大型游乐设施服役健康管控技术体系设计

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工程设计学报 2024年第4期31卷 409-419页

作者：宋伟科赵召王华杰陈哲邝振燕崔高宇国家市场监管重点实验室(特种设备安全与节能)中国特种设备检测研究院北京100029 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310058 云南省特种设备安全检测研究院云南昆明650228

高参数大型游乐设施结构型式多样,运动型式复杂,失效模式众多。其服役健康管控涉及风险评价、检测/监测、故障诊断、寿命评估、健康评价、使用管理等多方面。只有建立全面系统的健康管控技术体系,才能从根本上保障设施的运行安全。以高... 详细信息

高参数大型游乐设施结构型式多样,运动型式复杂,失效模式众多。其服役健康管控涉及风险评价、检测/监测、故障诊断、寿命评估、健康评价、使用管理等多方面。只有建立全面系统的健康管控技术体系,才能从根本上保障设施的运行安全。以高参数大型游乐设施为研究对象,以设备失效、故障和事故为问题导向,设计了系统科学的健康管控技术体系,分别从健康管控指标体系、检测/监测关键技术、健康评价关键技术、健康恢复与保持等四方面分析了有待解决的技术问题和服役健康研究方向。研究结果为全行业开展相关技术研究提供了思路和指导。

关键词：高参数大型游乐设施健康管控健康评价技术体系设计

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