CN111077224B - 一种在役管道腐蚀声发射信号发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种在役管道腐蚀声发射信号发生器，这种在役管道腐蚀声发射信号发生器包括模拟管道、腐蚀介质储槽、腐蚀试片、腐蚀介质原料箱、输送泵，腐蚀介质储槽的底部无底板，直接扣置于模拟管道外，腐蚀介质储槽与模拟管道相交处设置密封，腐蚀介质储槽上部设置端盖，腐蚀介质原料箱、输送泵、腐蚀介质储槽通过腐蚀介质输送管道连接成闭合环路，模拟管道的两端分别安装声发射传感器。本发明可模拟不同腐蚀介质时，在用管道被腐蚀产生的不同类型的腐蚀声发射信号。
Description
技术领域：
本发明涉及的是在用管道腐蚀声发射检测技术领域，具体涉及的是一种在役管道腐蚀声发射信号发生器。
背景技术：
管道作为一种高效、连续的介质输送方式，与其它输送方式相比具有自身特有的优势，因此被广泛应用于原油远距离输送、反应物质输送等。近年来，随着国民经济的快速发展，石油等化工用品的需求量大增，在全国建设了大量的石油天然气长输管道。虽然管道在石油化工行业生产运输中有着极为重要的作用，但是管道的工作环境往往处于潮湿恶劣的土壤中，或是输送腐蚀性介质。在多种因素的作用下，管道会发生腐蚀，经过一定时间的作用，会导致管道出现腐蚀穿孔等失效现象，导致出现环境污染甚至重大伤亡事故。
当前对于管道腐蚀情况并无有效的检测方法，超声导波仅可对管道裂纹等较大尺寸缺陷进行无损探伤，无法实时监测到腐蚀的发生。利用声发射技术可实现对管道腐蚀情况进行监测，但是当前的研究仅停留在将管道内存储静止的腐蚀介质中来模拟管道腐蚀现象的阶段，并未考虑到实际在用管道发生腐蚀时介质是在管道中流动的，会产生流动噪声，将直接影响到监测及评价结果。虽然可以从在用管道中采集到流动状态下的管道腐蚀声发射信号，但是无法确定所采集的管道是否发生腐蚀及腐蚀程度。这些问题限制了将声发射技术应用于实际在用管道腐蚀情况的监测。因此如何获取确定腐蚀状况下的含流动噪声的在用管道腐蚀声发射信号，并从中识别出有效的腐蚀声发射信号，是当前在用管道声发射监测需要解决的一大难题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种在役管道腐蚀声发射信号发生器，这种在役管道腐蚀声发射信号发生器用于模拟在用管道管内介质不同流动状态产生不同流动噪声条件下的腐蚀声发射信号。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种在役管道腐蚀声发射信号发生器包括模拟管道、腐蚀介质储槽、腐蚀试片、腐蚀介质原料箱、输送泵，腐蚀介质储槽的底部无底板，直接扣置于模拟管道外，腐蚀介质储槽与模拟管道相交处设置密封，腐蚀介质储槽上部设置端盖，腐蚀介质原料箱、输送泵、腐蚀介质储槽通过腐蚀介质输送管道连接成闭合环路，模拟管道的两端分别安装声发射传感器。
上述方案中腐蚀介质储槽内的模拟管道表面刮去一块区域的防腐层作为腐蚀测试区，腐蚀试片吊在端盖中央，将腐蚀试片悬挂在腐蚀介质储槽中，腐蚀试片与腐蚀测试区具有相同的材质及表面积，以获取到管道腐蚀测试区的腐蚀程度。
上述方案中腐蚀介质储槽多个，均匀分布在模拟管道外，可以向腐蚀介质储槽分别泵入不同类型的腐蚀介质，模拟不同腐蚀介质的影响作用，实现产生流动状态下在用管道腐蚀声发射信号的目的。
上述方案中声发射传感器采用压电陶瓷传感器，在用管道在输送介质时，有时介质的温度往往高于环境温度，如原油输送，在这种情况下，采用压电陶瓷传感器，采集到的信号幅值不会受影响，
上述方案中模拟管道安装有保温层。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明可用于解决在用管道腐蚀声发射监测的实际问题，可以用于采集在管道中有流动介质产生流动噪声背景下发生腐蚀的混合声发射信号，在后期通过信号分析处理方法得到混合信号中腐蚀声发射信号的方法。
2、本发明通过在腐蚀发生器中悬挂与模拟管道材质相同的腐蚀试片，通过试片的重量及厚度变化可获知模拟管道的腐蚀程度，从而与声发射信号参量建立定量关系。
3、其中模拟管道通过法兰连接到两端变径管，每次实验时仅刮去部分区域防腐层使用表面的一小块区域，其余部分被保护。结束一次实验后可将使用过的区域重新防腐，再开发新的区域使用，直至模拟管道上被腐蚀发生器覆盖的区域无法再找出新的实验位置时，拆去螺栓更换新的模拟管道。
5、本发明可模拟不同腐蚀介质时，在用管道被腐蚀产生的不同类型的腐蚀声发射信号。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中模拟管道、腐蚀介质储槽连接关系示意图；
图3是利用本发明获取在役管道腐蚀声发射信号的示意图。
图中1-储液槽，2-循环泵，3-电磁调节阀，4-变径管，5-加热带，6-腐蚀声发射信号发生器，7-保温层，8-声发射传感器，9-温度计，10-流量计，11-声发射仪器，12-模拟管道，13-腐蚀介质原料箱，14-腐蚀介质输送管道，15-腐蚀测试区，16-腐蚀试片，17-腐蚀介质储槽，18-输送泵，19-端盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1、图2所示，这种在役管道腐蚀声发射信号发生器包括模拟管道12、腐蚀介质储槽17、腐蚀试片16、腐蚀介质原料箱13、输送泵18，腐蚀介质储槽17的底部无底板，直接扣置于模拟管道12外，腐蚀介质储槽17与模拟管道12相交处设置密封，腐蚀介质储槽17上部设置端盖19，腐蚀介质原料箱13、输送泵18、腐蚀介质储槽17通过腐蚀介质输送管道14连接成产生腐蚀信号的流动环路，模拟管道12的两端分别安装声发射传感器8，声发射传感器8采用压电陶瓷传感器，模拟管道12安装有保温层7。
参阅图2，腐蚀介质储槽17有多个，可按不同角度均匀分布在模拟管道12外，可以向各个腐蚀介质储槽分别泵入不同类型的介质，模拟不同腐蚀介质的影响作用，实现产生流动状态下管道腐蚀声发射信号的目的。
本发明中腐蚀试片16在进行模拟腐蚀声发射信号时使用，使用时，将腐蚀试片16吊在端盖19中央，这样可以将腐蚀试片16悬挂在腐蚀介质储槽17中，采用与模拟管道上的腐蚀测试区相同的材质及表面积获取到管道腐蚀测试区的腐蚀程度。
本发明的工作方法为：将模拟管道12表面刮去一块区域的防腐层作为腐蚀测试区15。利用输送泵18往腐蚀介质储槽17中泵入盐酸等腐蚀介质，再将腐蚀试片16浸入腐蚀介质，保持静置。向模拟管道中通入流动介质，并保持循环流动状态，开始采集模拟在用管道含流动噪声的腐蚀声发射信号。
具体如下：
1、加工腐蚀测试区
打开腐蚀介质储槽的端盖19，利用工具在腐蚀介质储槽17内部，模拟管道12表面刮去防腐涂层，加工出一定大小区域的腐蚀测试区15。
2、安装在用管道腐蚀声发射信号的发生器
制作好腐蚀测试区后，将在用管道腐蚀声发射信号发生器安装在获取在用管道腐蚀声发射信号的模拟装置上，调节好管路设置，检查安装是否正确。
参阅图3，在用管道腐蚀声发射信号发生器6安装在获取在用管道腐蚀声发射信号的模拟装置上的方法：
获取在用管道腐蚀声发射信号的模拟装置包括储液槽1、循环泵2、电磁调节阀3、在用管道腐蚀声发射信号发生器、流量计10、声发射仪器11，储液槽1、循环泵2、电磁调节阀3、腐蚀声发射信号发生器6、流量计10依次通过管线连接成闭合环路，腐蚀声发射信号发生器6模拟管道的两端分别通过变径管4与管线连接，模拟管道12末端连接的变径管4上安装温度计9，模拟管道12与变径管4相连，可以通过其产生腐蚀声发射信号，并获知具体的腐蚀程度。电磁调节阀3、声发射传感器8均连接声发射仪器11。电磁调节阀3可用于调节输入模拟管道12中的流量的大小，实现模拟不同流量下的流动噪声信号。
3、制作腐蚀试片
参照模拟管道的材料及前面加工出的腐蚀测试区的表面积，加工制作腐蚀试片16，称量试片重量，利用防腐材料制作的细绳吊在腐蚀介质储槽的端盖19上。
4、腐蚀介质充装
打开阀门，往腐蚀介质储槽17中利用输送泵18泵入腐蚀介质，达到一定液位后停止输送。
5、含流动噪声的管道腐蚀声发射信号采集
腐蚀介质充装完成后，立即启动在用管道腐蚀声发射信号采集实验装置，通过循环泵2向模拟管道12中输送流动介质，并调节相应参数，保持模拟管路中流动介质处于循环流动状态，打开声发射仪器11开始采集含流动噪声的在用管道腐蚀声发射信号。
Claims (3)
1.一种在役管道腐蚀声发射信号发生器用于模拟在役管道内介质不同流动状态产生不同流动噪声条件下的腐蚀声发射信号的获取方法，其特征在于：在役管道腐蚀声发射信号发生器包括模拟管道（12）、腐蚀介质储槽（17）、腐蚀试片（16）、腐蚀介质原料箱（13）、输送泵（18），腐蚀介质储槽（17）的底部无底板，直接扣置于模拟管道（12）外，腐蚀介质储槽（17）与模拟管道（12）相交处设置密封，腐蚀介质储槽（17）上部设置端盖（19），腐蚀介质原料箱（13）、输送泵（18）、腐蚀介质储槽（17）通过腐蚀介质输送管道（14）连接成闭合环路，模拟管道（12）的两端分别安装声发射传感器（8）；所述的腐蚀介质储槽（17）内的模拟管道（12）表面刮去一块区域的防腐层作为腐蚀测试区（15），腐蚀试片（16）吊在端盖（19）中央，将腐蚀试片（16）悬挂在腐蚀介质储槽（17）中，腐蚀试片（16）与腐蚀测试区（15）具有相同的材质及表面积，以获取到管道腐蚀测试区的腐蚀程度；若干所述的腐蚀介质储槽（17）均匀分布在模拟管道（12）外，利用多套输送泵（18）及管道组成的供应系统分别向腐蚀介质储槽（17）泵入不同类型的介质，模拟不同的腐蚀介质的影响作用，实现产生流动状态下管道腐蚀声发射信号的目的；
所述在役管道腐蚀声发射信号发生器用于模拟在役管道内介质不同流动状态产生不同流动噪声条件下的腐蚀声发射信号的获取方法包括如下步骤：
一、加工腐蚀测试区：
打开腐蚀介质储槽的端盖（19），利用工具在腐蚀介质储槽（17）内部的模拟管道（12）表面刮去防腐涂层，加工出一定大小区域的腐蚀测试区（15）；
二、安装在役管道腐蚀声发射信号发生器：
制作好腐蚀测试区（15）后，将在役管道腐蚀声发射信号发生器安装在获取在役管道腐蚀声发射信号的模拟装置上，获取在役管道腐蚀声发射信号的模拟装置包括储液槽（1）、循环泵（2）、电磁调节阀（3）、在役管道腐蚀声发射信号发生器、流量计（10）、声发射仪器（11），储液槽（1）、循环泵（2）、电磁调节阀（3）、在役管道腐蚀声发射信号发生器、流量计（10）依次通过管线连接成闭合环路，在役管道腐蚀声发射信号发生器的模拟管道（12）两端分别通过变径管（4）与管线连接，模拟管道（12）末端连接的变径管（4）上安装温度计（9），通过在役腐蚀声发射信号发生器产生腐蚀声发射信号，并获知具体的腐蚀程度；电磁调节阀（3）、声发射传感器（8）均连接声发射仪器（11），电磁调节阀（3）用于调节输入模拟管道（12）中的流量的大小，实现模拟不同流量下的流动噪声信号；
三、制作腐蚀试片：
参照模拟管道的材料及加工出的腐蚀测试区的表面积，加工制作腐蚀试片（16），称量腐蚀试片（16）重量，腐蚀试片（16）用防腐材料制作的细绳吊在腐蚀介质储槽的端盖（19）上；
四、腐蚀介质充装：
打开电磁调节阀（3），往腐蚀介质储槽（17）中利用输送泵（18）泵入腐蚀介质，达到一定液位后停止输送；
五、含流动噪声的管道腐蚀声发射信号采集：
腐蚀介质充装完成后，立即启动获取在役管道腐蚀声发射信号的模拟装置，通过循环泵（2）向模拟管道（12）中输送流动介质，并调节相应参数，保持闭合环路中流动介质处于循环流动状态，打开声发射仪器（11）开始采集含流动噪声的在役管道腐蚀声发射信号。
2.根据权利要求1所述的在役管道腐蚀声发射信号发生器用于模拟在役管道内介质不同流动状态产生不同流动噪声条件下的腐蚀声发射信号的获取方法，其特征在于：所述的声发射传感器（8）采用压电陶瓷传感器。
3.根据权利要求2所述的在役管道腐蚀声发射信号发生器用于模拟在役管道内介质不同流动状态产生不同流动噪声条件下的腐蚀声发射信号的获取方法，其特征在于：所述的模拟管道（12）安装有保温层（7）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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