定 價：158 元
叢書名：“十二五”國家重點圖書出版規(guī)劃項目 現(xiàn)代電磁無損檢測學術叢書
- 作者：劉斌 楊理踐 著
- 出版時間：2017/11/6
- ISBN：9787111557128
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TE973
- 頁碼：244
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
無損檢測是現(xiàn)代工業(yè)進步與發(fā)展的質量保證。無損檢測集成技術能綜合多種無損檢測方法的優(yōu)點，有效提高檢測精度和效率。本書基于著作者多年的研究與工程應用成果，系統(tǒng)介紹了電磁無損檢測集成技術的基本原理、系統(tǒng)組成、信號處理與分析以及從儀器集成到結合機電一體化集成技術的新自動化集成無損檢測的研究進展，針對不同材料、機械構件研制的多種檢測方法的組合與集成系統(tǒng)及其在冶金、核電、鐵路及航空方面的應用，展示了自動化集成無損檢測系統(tǒng)研制與工業(yè)應用的廣闊前景�？晒└叩仍盒o損檢測專業(yè)研究生、教師和相關領域及學科的技術研究人員閱讀、參考。
管道運輸是國際油氣運輸?shù)闹饕绞街�，具有運量大、不受氣候和地面其他因素限制、可連續(xù)作業(yè)以及成本低等優(yōu)點。自1865年美國賓夕法尼亞州建成世界上第一條輸油管道至今，管道運輸業(yè)已有一百多年的歷史。隨著世界各國對能源需求的增加，長輸油氣管道的建設呈持續(xù)高速發(fā)展的趨勢，目前全球運行的管道已經(jīng)超過350萬km，如果取赤道周長為4007504km，那么油氣管道可繞地球近90圈，其中北美洲管線最密，約為240萬km。我國油氣管道規(guī)模的快速發(fā)展，對油氣管道完整性體系法規(guī)的逐漸健全需求更為迫切；我國在役長距離油氣輸送管道總長為4萬余公里，在建和擬建管道長達近萬公里。全球每天有近4000萬桶原油經(jīng)海上運輸通道或石油管道被運往世界各地，如果再算上天然氣的運輸管道，可以說這些海上通道及陸地管道是世界的“動脈血管”。過去，曼德海峽、霍爾木茲海峽、博斯普魯斯海峽、馬六甲海峽、蘇伊士運河、巴拿馬運河這六大自然或人工運輸通道是“動脈血管”中的關鍵節(jié)點，但隨著各國能源需求的增加，六大通道早已超負荷運轉，油氣管道開始成為“動脈血管”新的組成部分。管道運輸在創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益的同時，層出不窮的管道泄漏等事故也給國家財產(chǎn)、人民生命安全帶來了巨大威脅。所以，安全問題自始至終都是油氣管道輸送行業(yè)最為關鍵、首要解決的問題，它直接影響國民經(jīng)濟運行的穩(wěn)定性，世界各國對此均極為重視。國際上已有相關立法，明確了應用內檢測方法進行管道檢測，確定管道的變形、腐蝕、裂紋、缺陷程度，為管道運行、維護、安全評價提供科學依據(jù)。我國實施的SY 6186—2007《石油天然氣管道安全規(guī)程》中規(guī)定，對管道外部一年至少檢測一次，由運營單位的專業(yè)技術人員進行。對新建管道應在投產(chǎn)后3年內進行首次全面檢驗，以后根據(jù)檢驗報告和管道安全運行狀況確定檢驗周期。長輸油氣管道漏磁內檢測技術在國際上屬于壟斷技術，被美國GE-PII和德國ROSEN等公司所壟斷，國際上只有少數(shù)幾家公司掌握該項技術，在國內該技術領域已得到了較廣泛的關注，在一些大學和研究機構已開展該技術的研究。本書作者所在的研究團隊經(jīng)過不懈努力，已經(jīng)突破國外技術封鎖，開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權的“長輸油氣管道漏磁內檢測系統(tǒng)”，在大慶油田、吉林油田、新疆油田、四川氣田及“西氣東輸”工程中得到了推廣應用，前后共完成近萬公里的管道內檢測工程，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。本書針對國際油氣管道內檢測行業(yè)關注的前沿問題，系統(tǒng)地介紹了長輸油氣管道漏磁內檢測技術。主要內容包括管道漏磁內檢測基礎知識、管道漏磁內檢測系統(tǒng)、管道軸向勵磁和周向勵磁漏磁內檢測技術、管道磁記憶應力內檢測技術、漏磁內檢測器速度控制技術、管道慣性測繪內檢測技術、管道漏磁內檢測數(shù)據(jù)處理方法、管道漏磁內檢測缺陷量化方法、管道漏磁內檢測工程項目的實施以及基于漏磁內檢測的長輸油氣管道評價技術。希望本書能夠為油氣管道運營、維護、檢測的工程技術人員，以及電磁無損檢測相關技術和工程人員提供參考。本書編寫過程中，得到國家自然科學基金委員會的資助，亦獲得了中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司、中國海洋石油總公司和中國特種設備檢測研究院等相關單位的支持，書中部分內容來源于作者指導的碩士研究生、博士研究生學位論文，在此一并表示衷心的感謝！ 作者
序1
序2
前言
第1章管道漏磁內檢測基礎知識1
1.1管道基本概念1
1.2長輸油氣管道腐蝕及其防護1
1.3管道漏磁內檢測技術的發(fā)展狀況2
1.4漏磁檢測原理4
1.4.1缺陷漏磁場的形成機理4
1.4.2缺陷漏磁場的分布6
1.5漏磁檢測的磁化技術7
1.5.1磁化方式7
1.5.2磁化強度的選擇7
1.6漏磁場信號的測量8
1.6.1基本要求8
1.6.2磁測量元件9
第2章管道漏磁內檢測系統(tǒng)11
2.1管道漏磁內檢測技術11
2.2管道漏磁內檢測系統(tǒng)概述11
2.2.1管道漏磁內檢測系統(tǒng)的基本組成11
2.2.2管道漏磁內檢測系統(tǒng)的特點12
2.2.3管道漏磁內檢測裝置的要求13
2.2.4管道漏磁內檢測裝置的技術指標13
2.3管道漏磁內檢測裝置機械設計14
2.3.1總體機械結構14
2.3.2部件功能14
2.4檢測裝置的可靠性工藝17
2.4.1裝置的密封及耐壓工藝17
2.4.2檢測裝置的耐溫及耐油工藝18
2.4.3消除影響被測磁場分布因素的工藝措施19
第3章管道軸向勵磁漏磁內檢測技術20
3.1管道軸向勵磁方式檢測原理20
3.2管道軸向勵磁漏磁檢測信號特征及影響因素20
3.2.1漏磁信號特征量的定義與提取21
3.2.2缺陷長度對漏磁信號的影響22
3.2.3缺陷深度對漏磁信號的影響24
3.2.4傳感器提離值對漏磁信號的影響26
3.2.5磁化器提離值對漏磁信號的影響28
3.2.6共同發(fā)生提離值對漏磁信號的影響29
3.2.7不同類型提離值對漏磁信號的影響30
3.2.8焊縫對漏磁信號的影響31
3.2.9檢測器運行速度對漏磁信號的影響32
3.3軸向勵磁實驗結果及分析33
3.3.1不同類型缺陷的對比33
3.3.2不同寬度缺陷的對比35
3.3.3不同深度缺陷的對比35
3.3.4不同長度缺陷的對比37
3.3.5螺旋焊縫信號分析39
第4章管道周向勵磁漏磁內檢測技術41
4.1管道周向勵磁檢測方法的檢測原理41
4.2磁化系統(tǒng)優(yōu)化設計42
4.2.1磁化器結構42
4.2.2等效磁回路44
4.2.3磁回路計算程序設計45
4.2.4永磁體參數(shù)46
4.3管道周向勵磁漏磁檢測信號特征及影響因素48
4.3.1漏磁信號及其特征量定義48
4.3.2缺陷距磁極的距離對漏磁信號的影響49
4.3.3缺陷深度對漏磁信號的影響54
4.3.4缺陷周向寬度對漏磁信號的影響56
4.3.5缺陷軸向長度對漏磁信號的影響58
4.4 缺陷參數(shù)定量化研究60
4.4.1多元回歸分析理論61
4.4.2缺陷寬度的量化61
4.4.3缺陷長度的量化61
4.4.4缺陷深度的量化62
第5章管道磁記憶應力內檢測技術63
5.1力-磁耦合模型的建立63
5.2力-磁耦合關系的計算64
5.2.1力-磁耦合關系的計算方法64
5.2.2力-磁耦合關系基態(tài)特性計算64
5.2.3計算結果與討論65
5.3磁記憶效應影響因素的研究68
5.3.1摻雜效應的影響68
5.3.2晶格畸變的影響69
5.3.3外界磁場作用的影響70
第6章漏磁內檢測器速度控制技術71
6.1氣體管道的結構特點71
6.2內檢測器與加速度計72
6.3加速度控制系統(tǒng)模型72
6.3.1水平直管道中的加速度控制系統(tǒng)模型72
6.3.2坡道上升管道中的加速度控制系統(tǒng)模型74
6.3.3坡道下降管道中的加速度控制系統(tǒng)模型75
6.3.4垂直上升管道中的加速度控制系統(tǒng)模型75
6.3.5垂直下降管道中的加速度控制系統(tǒng)模型76
6.4控制算法介紹76
6.4.1PID控制76
6.4.2模糊邏輯系統(tǒng)的結構77
6.4.3T-S模糊模型78
6.5速度控制器設計79
6.5.1PI速度控制器79
6.5.2T-S模糊模型確定PI速度控制器的參數(shù)81
6.6仿真計算83
第7章管道慣性測繪內檢測技術84
7.1管道慣性測繪內檢測技術基礎84
7.1.1慣性技術概述84
7.1.2管道慣性測繪技術的發(fā)展86
7.1.3管道慣性測繪內檢測的工程解決方案87
7.2管道慣性測繪內檢測關鍵技術88
7.2.1參考坐標系及坐標轉換方法88
7.2.2捷聯(lián)慣性導航技術92
7.2.3捷聯(lián)慣性導航初始對準算法99
7.2.4捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的卡爾曼濾波方程101
7.2.5捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)/里程輪組合導航系統(tǒng)的信息融合109
7.2.6管道地理坐標的終止點校正算法111
7.2.7磁標記在長輸管道內檢測中的應用114
7.2.8IMU傳感器原始數(shù)據(jù)去噪效果的評價方法117
7.3管道慣性測繪內檢測典型工程實驗118
7.3.1實驗系統(tǒng)概述118
7.3.2典型實驗及簡要分析119
第8章管道漏磁內檢測數(shù)據(jù)處理方法127
8.1基于FPGA的多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)127
8.1.1現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA）的特點和設計流程127
8.1.2基于FPGA的多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述131
8.1.3系統(tǒng)硬件設計132
8.2數(shù)據(jù)壓縮方法135
8.2.1數(shù)據(jù)壓縮方法分析135
8.2.2編碼的基本理論和實現(xiàn)方法138
8.2.3管道漏磁檢測數(shù)據(jù)的檢測無損壓縮方法146
8.2.4壓縮算法的FPGA實現(xiàn)152第9章管道漏磁內檢測缺陷量化方法155
9.1漏磁內檢測中的正問題和反問題155
9.2多變量統(tǒng)計分析方法156
9.2.1曲線擬合基本理論156
9.2.2管道漏磁曲線擬合的MATLAB實現(xiàn)159
9.2.3共軛梯度迭代法在管道漏磁內檢測缺陷量化中的應用163
9.3神經(jīng)網(wǎng)絡量化方法168
9.3.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡的結構及算法168
9.3.2基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的缺陷量化170
9.4支持向量機量化方法171
9.4.1支持向量機基礎理論171
9.4.2LIBSVM支持向量機工具179
9.4.3支持向量機缺陷量化179
第10章管道漏磁內檢測工程項目的實施182
10.1內檢測器檢測作業(yè)182
10.1.1檢測前的準備工作182
10.1.2內檢
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