海底石油管道爬行器的智能控制器機(jī)制

石油管道是能源部門所必需的輸送設(shè)備，管道經(jīng)長期使用，管壁受沖刷和腐蝕以致減薄，常會(huì)發(fā)生泄漏事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，且污染環(huán)境影響生態(tài)，做好輸油管道的在役檢測工作，防患于未然，已成為能源部門的當(dāng)務(wù)之急。

檢測裝置的首要任務(wù)是找到缺陷處，精確定位，讓同位素發(fā)射源對(duì)準(zhǔn)缺陷處，檢測裝置自動(dòng)停止。海底管道爬行器是近海油氣輸送的主要手段。由于沖蝕、腐蝕、溫度、壓力以及管道隨海浪飄移等因素影響,導(dǎo)致管道中產(chǎn)生缺陷并擴(kuò)展。如果這些缺陷沒有及時(shí)被檢出,將造成極大的財(cái)產(chǎn)損失和海洋生態(tài)污染。所以必須定期對(duì)管道中的缺陷進(jìn)行檢測,以確定管道中的缺陷種類、大小和位置,確保在事故發(fā)生之前得到維修。

通過對(duì)多種超聲傳感器的性能比較,選擇了線聚焦脈沖超聲傳感器作為探頭,并對(duì)其軸線聲場進(jìn)行了數(shù)值模擬與實(shí)際測量。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種線聚焦超聲傳感器陣列,并利用超聲橫波對(duì)管道進(jìn)行缺陷檢測,以提高對(duì)缺陷的探測靈敏度。按照美國石油組織標(biāo)準(zhǔn)加工了管道標(biāo)準(zhǔn)缺陷,利用設(shè)計(jì)的探頭陣列對(duì)其進(jìn)行了實(shí)際測量,用二級(jí)自適應(yīng)濾波方法去除了測量中的噪聲,最后根據(jù)測量數(shù)據(jù)給出了識(shí)別結(jié)果。

對(duì)管道檢測時(shí),要求聲束能覆蓋整個(gè)內(nèi)表面,以保證缺陷的檢出率,減少漏檢率。為此,設(shè)計(jì)了多探頭超聲傳感器陣列,陣列探頭數(shù)目選擇依照擴(kuò)散后的聲束角將管道內(nèi)表面完全覆蓋的原則,同時(shí)保證有不少于10%的聲束覆蓋。

通過對(duì)與海底管道材料一致的樣管標(biāo)準(zhǔn)缺陷進(jìn)行實(shí)際測量,管道爬行器得到較好的缺陷檢出效果。