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基于漏磁内检测数据长输油气管道评价技术研究

作　者: 高波
导　师: 高松巍
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 长输油气管道 ASME B31G API579 剩余强度评价
分类号: TE973.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

石油、天然气是我国经济发展的重要命脉,也是人民正常生活不可或缺的必需品。我国大部分油气都储藏在人口较稀少的偏远地区。长输油气管道是输送油气的载体,其安全有效运行是到国民正常生产生活保障。我国现已研制出了管道漏磁内检测器,能够有效成功的检测出管壁上的各种缺陷。目前漏磁内检测器虽然能够将管壁上的缺陷检测出,对于检测出存在缺陷的管壁一般采用的是开挖、更换管道,对于一些缺陷较小、可以继续运行的管道来说,既浪费时间又造成了必要的浪费,所以基于漏磁内检测数据对管道进行剩余强度评价就显得十分必要。本课题研究了目前国际上应用较为普遍、可信度较高的两项管道剩余强度评价标准,美国机械工程师学会提出的《腐蚀管道剩余强度的简明评价方法》和为美国石油协会提出的《服役适用性评价推荐做法》,即ASME B31G和API579的最新版本;仔细研究了每项标准适用的条件,评价方法、过程以及评价结果,在此基础上并进行了对比;利用API579点蚀评价标准对连续点蚀对进行实际计算评估;基于分形几何学理论将点蚀评价中的标准图片进行分类,并以MATLAB软件实现该功能;对评价的连续点蚀进行了有限元仿真,以仿真结果为依据验证指导评价标准;最后利用MATLAB软件将B31G的0级评价标准和1级评价标准实现工程化。课题研究表明:ASME B31G较之API579适用范围较窄、结果较为保守、可靠性较低,便于执行,而API579则相对较为复杂,但是可靠性和精确度都比较高;API579点蚀评价标准可以有效的对连续腐蚀管道进行评价,结果经有限元仿真对比具有较高的可靠性;基于分形几何学的点蚀评价标准图片分类高速有效,为API579点蚀实现工程化做了尝试;B31G的0级和1级评价的工程化实现很程度上降低了该标准操作的难度,并提高了标准的实用性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-16
  1.1 长输油气管道漏磁内检测概述  11-12
  1.2 长输油气管道评价技术概述  12-13
  1.3 国内外长输油气管道评价技术的研究现状  13-14
    1.3.1 国外研究现状  13-14
    1.3.2 国内研究现状  14
  1.4 论文主要研究内容及章节安排  14-16
    1.4.1 论文主要研究内容  14-15
    1.4.2 论文章节安排  15-16
第二章管道剩余强度评价标准  16-26
  2.1 管道腐蚀  16
  2.2 ASME B31G-2009  16-19
    2.2.1 ASME B31G 理论基础  17-18
    2.2.2 ASME B31G 适用条件  18-19
  2.3 API579-2007  19-25
    2.3.1 API579 理论基础  20
    2.3.2 API579 均匀腐蚀评价标准适用条件  20-22
    2.3.3 API579 局部腐蚀评价标准适用条件  22-23
    2.3.4 API579 点蚀评价标准适用条件  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章ASME B31G 管道剩余强度评价标准  26-34
  3.1 ASME B31G 标准评价方法  26-32
    3.1.1 评价级别  26
    3.1.2 材料特性及相关参数  26-29
    3.1.3 ASME B31G 详细评价方法  29-32
  3.2 ASME B31G 标准实际算例  32-33
    3.2.1 执行0 级评价  32-33
    3.2.2 安全系数和可接受意义  33
  3.3 本章小结  33-34
第四章 API579 管道剩余强度评价标准  34-61
  4.1 均匀腐蚀评价  34-40
    4.1.1 均匀腐蚀1 级评价  34-37
    4.1.2 均匀腐蚀2 级评价  37-39
    4.1.3 均匀腐蚀3 级评价  39
    4.1.4 剩余寿命评价  39-40
  4.2 局部腐蚀评价  40-51
    4.2.1 局部腐蚀1 级评价  40-45
    4.2.2 局部腐蚀2 级评价  45-50
    4.2.3 局部腐蚀3 级评价  50
    4.2.4 剩余寿命评价  50-51
  4.3 点蚀评价  51-60
    4.3.1 点蚀1 级评价  51-52
    4.3.2 点蚀2 级评价  52-59
    4.3.3 点蚀3 级评价  59
    4.3.4 剩余寿命评价  59-60
  4.4 本章小结  60-61
第五章 API579 点蚀评价算例  61-67
  5.1 待评价管道概况  61-62
  5.2 执行点蚀评价  62-66
    5.2.1  62-66
      5.2.1.1 级评价  62-64
      5.2.1.2 级评价  64-66
  5.3 本章小结  66-67
第六章管道剩余强度有限元仿真  67-71
  6.1 有限元仿真前处理  67-69
  6.2 有限元仿真分析计算及结果  69-70
  6.3 本章小结  70-71
第七章点蚀评价图像对比归类工程化  71-81
  7.1 图像对比归类工程化基础  71-73
  7.2 分形几何学  73-75
    7.2.1 分形分维  73-74
    7.2.2 多重分维  74-75
    7.2.3 缝隙特征  75
  7.3 标准图片分类  75-78
    7.3.1 面积及比例计算  75-76
    7.3.2 特征提取  76-78
  7.5 实际图片归类  78-80
  7.6 本章小结  80-81
第八章 ASME B31G 工程化  81-86
  8.1 评价参数及输出结果  81-82
  8.2 界面实现  82-85
  8.3 本章小结  85-86
第九章结论  86-87
参考文献  87-89
在学研究成果  89-90
致谢  90

基于漏磁内检测数据长输油气管道评价技术研究

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