目前石油和天然氣已經成為人們日常生活中不可或缺的一部分,從而地下管道建設也越來越密集。在給人們帶來便利的同時,管道由于在役時間長,外防腐層可能會由于各種原因而產生缺陷和破損,甚至發(fā)生泄漏,長此以往會給管道安全、高效、持續(xù)的運輸帶來不利的后果,嚴重的則會發(fā)生爆炸事故,同時會造成巨大的環(huán)境破壞。非開挖檢測技術是目前地下管線檢測常用的檢測手段,針對埋地管道是否腐蝕、泄漏并確定泄漏點位置的檢測。本文首先采用ANSYS有限元仿真和補償模糊神經網絡相結合使用的方法對埋地管道進行了非開挖仿真還原;然后對埋地鋼質管道防腐層存在破損時進行現(xiàn)場檢測,分析破損點檢測信號與破損點大小以及位置的關系;最終設計了一款埋地鋼質管道非開挖檢測小車,包括硬件以及軟件系統(tǒng)通信的設計,并對其進行了現(xiàn)場實驗驗證,證明該小車具有實用性、可操作性以及高效性。其主要內容如下:1、使用ANSYS有限元分析軟件建立埋地鋼質管道模型,并模擬計算管道在不同影響因素下的電勢峰值和電勢平均值,構建6輸入1輸出的補償模糊神經網絡模型。然后利用MATLAB軟件編程對模型中的數(shù)據訓練使網絡的輸出誤差最小并進行性能驗證,形成三維還原數(shù)據庫。采用非線性... 

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景
        1.2.1 埋地鋼質管道非開挖檢測概述
        1.2.2 埋地鋼質管道防腐層缺陷檢測技術
            1.2.2.1 多頻管中電流法(PCM)
            1.2.2.2 標準管/地電位檢測法(P/S)
            1.2.2.3 密間距電位測試法(CIPS)
            1.2.2.4 Pearson檢測法(PS)
            1.2.2.5 變頻選頻法
            1.2.2.6 直流電壓梯度測試法(DCVG)
    1.3 國內外埋地鋼質管道非開挖檢測研究現(xiàn)狀
    1.4 研究目的及意義
    1.5 研究內容
第二章 埋地鋼質管道非開挖仿真還原
    2.1 引言
    2.2 ANSYS電磁模塊仿真簡介
    2.3 補償模糊神經網絡簡介
    2.4 埋地鋼質管道模型的建立與模擬計算
        2.4.1 建立埋地鋼質管道模型
        2.4.2 ANSYS仿真模擬計算
    2.5 補償模糊神經網絡中各因素對數(shù)據訓練誤差收斂的影響
        2.5.1 數(shù)據標準化方法對訓練誤差的影響
        2.5.2 初始輸入隸屬函數(shù)寬度對訓練誤差的影響
        2.5.3 初始輸出隸屬函數(shù)寬度對訓練誤差的影響
    2.6 正交試驗法確定最優(yōu)因素組合并對網絡進行性能驗證
        2.6.1 正交試驗
        2.6.2 網絡性能驗證
    2.7 埋地鋼質管道三維還原
        2.7.1 管道三維還原
        2.7.2 現(xiàn)場驗證
    2.8 本章小結
第三章 埋地鋼質管道防腐層破損現(xiàn)場檢測
    3.1 引言
    3.2 實驗方法
        3.2.1 實驗儀器與藥品
        3.2.2 土壤電阻率的測定
        3.2.3 檢測方法的選擇
    3.3 實驗現(xiàn)場的構建
    3.4 實驗結果及分析
        3.4.1 防腐層破損大小對漏點電位的影響
        3.4.2 土壤電阻率對漏點電位的影響
        3.4.3 防腐層破損位置對漏點電位的影響
    3.5 本章小結
第四章 埋地鋼質管道非開挖檢測小車設計及應用
    4.1 引言
    4.2 非開挖檢測小車功能與組成
    4.3 非開挖檢測小車設計
        4.3.1 非開挖檢測小車設計思路
        4.3.2 非開挖檢測小車硬件設計
            4.3.2.1 整體結構設計
            4.3.2.2 自動控制模塊設計
        4.3.3 非開挖檢測小車硬件選型及設計
            4.3.3.1 可編程控制器
            4.3.3.2 步進電機
            4.3.3.3 步進電機驅動器
            4.3.3.4 系統(tǒng)電源
        4.3.4 非開挖檢測小車上位機軟件設計
            4.3.4.1 組態(tài)王簡介
            4.3.4.2 系統(tǒng)設計
    4.4 非開挖檢測小車的應用
        4.4.1 實驗前準備
        4.4.2 非開挖檢測小車數(shù)據采集
            4.4.2.1 檢測板控制
            4.4.2.2 現(xiàn)場檢測
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
附表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬管道在土壤中的腐蝕與防護[J]. 許偉.  化工管理. 2017(31)
[2]淺談電磁場中的幾個常用定則[J]. 粟偉.  科技經濟導刊. 2017(28)
[3]密間隔電位的埋地管道防腐層破損檢測方法[J]. 劉博聞,楊理踐.  電子器件. 2017(01)
[4]油氣管道運輸發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析[J]. 張其莘,趙靜.  石化技術. 2016(10)
[5]基于西門子S7-200PLC驅動控制步進電機的設計及應用[J]. 陳小江.  內蒙古科技與經濟. 2016(07)
[6]基于Pearson法對鋼質燃氣管道防腐層檢測的探討[J]. 曹光貴,譚麗娜,鄭光耀.  煤氣與熱力. 2016(02)
[7]埋地鋼制管道非開挖腐蝕檢測技術[J]. 王文奮,董海濤.  全面腐蝕控制. 2016(01)
[8]皮爾遜檢測法在埋地燃氣管道泄漏定位的應用[J]. 楊國華,葉曉杭,范列朋.  煤氣與熱力. 2015(11)
[9]職業(yè)院校PLC校本教材開發(fā)的實踐與思考[J]. 殷歡,盧香平.  時代教育. 2015(14)
[10]基于事故樹分析“11·22”輸油管道泄漏爆炸事故[J]. 徐永莉.  安全. 2015(07)

碩士論文
[1]埋地管道防腐層缺陷檢測技術的研究[D]. 李靜.天津大學 2009
[2]基于陰極保護的埋地鋼質管道外覆蓋層缺陷檢測與評價方法研究[D]. 王長勇.北京工業(yè)大學 2007



本文編號：3678209