油气管道无损检测装置设计及仿真研究

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随着社会的发展,对石油、天然气的需求越来越多。管道作为运输液气能源的主要方式,其里程数迅速增长。在运输石油、天然气等物资时,未能及时发现有缺陷的管道,可能发生严重的安全事故,所以需要对管道进行安全检测。目前人工检测已经不能满足管道检测的任务需求,因此开发新型管道检测器十分必要。本文设计一种检测精度高、实用性强的管道检测器。首先,通过对国内外检测设备的调研分析现有设备的优缺点。本文结合设备发展需求提出检测器的设计要求,研发出一种灵活性高、检测精度高、适应能力强的管道检测器。在满载的情况下对管道检测器的框架进行有限元模拟,结合框架的受力分析和形变分析,发现本文设计的框架结构满足需求。利用有限元软件对管道检测器的连杆进行受力分析和优化设计,分析表明,优化后的连杆不仅满足强度硬度需求而且连杆质量降低20%。运用ADAMS软件分别考察了管道检测器在管道内、外的运行状况。通过对检测器速度和稳定性进行数值分析以及对车轮受力和扭矩进行力学分析,发现管道检测器在管道内外运行良好。设计管道检测器在不同高度时缺陷信号变化的实验,对圆形缺陷和槽缺陷的信号进行时频分析。实验发现,缺陷信号的峰谷值和缺陷信号的面积均随着提离高度的增加而呈现二次函数式下降。缺陷信号较强时波宽值在一定范围内波动,缺陷信号较弱时波宽值显著降低。说明在调节高度内,检测出的缺陷信号良好。
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