【摘 要】
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目前,油气混输管道已被用作覆盖大部分渤海,南海和大部分东海的主要交通方式。油气混输管道与单相运输管道一样,需要面管道运输安全问题的巨大挑战。而管道泄漏问题一直是管道安全生产维护领域的难题,且事故发生率较高,是影响管道稳定可靠安全运行的关键因素,因此迫切需要一种实时、有效的检测方法来保证油气混输管道的安全、正常运行,但是常规的油气混输管道的泄漏检测方法都有很多不足的地方。声波法泄漏检测技术是现代检测
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目前,油气混输管道已被用作覆盖大部分渤海,南海和大部分东海的主要交通方式。油气混输管道与单相运输管道一样,需要面管道运输安全问题的巨大挑战。而管道泄漏问题一直是管道安全生产维护领域的难题,且事故发生率较高,是影响管道稳定可靠安全运行的关键因素,因此迫切需要一种实时、有效的检测方法来保证油气混输管道的安全、正常运行,但是常规的油气混输管道的泄漏检测方法都有很多不足的地方。声波法泄漏检测技术是现代检测技术中的热点问题,具有很大的发展潜力。与传统的方法相比,声波法具有诸多优点:灵敏度高、定位精度高、误报率低、检测时间短、适应性强等。虽然声波法泄漏检测技术具有很多优势,但目前的声波法泄漏检测理论研究集中在单相管道,该技术在多相流管道的研究几乎为空白,这使得声波法泄漏检测技术的基础性、通用性、可靠性大大降低,限制了声波法的推广和应用。因此本文通过实验的方法,对单相及混输管道泄漏声波特性进行研究:从理论上分析管道中背景噪声和泄漏声波信号的产生机理;建立单相及混输管道声波检测实验系统,并在纯气、纯液、气液两相流三个不同相态下进行不同工况（流量、压力、泄漏位置、泄漏孔径）的实验,气液两相流包括分层光滑流、分层波浪流以及段塞流,得到了管道的背景噪声以及泄漏声波;对实验中所得的声波信号进行了各种滤波方法的适用性分析,得出了小波变换是单相和混输管道的最优声波滤波方法;处理信号并分析各流型的背景噪声和泄漏声波的时频特性以及幅值特性,研究了泄漏声波信号的波形,归纳总结了背景噪声和泄漏声波在各工况的幅值范围以及能量频率范围:纯气背景噪声能量分布在0-1Hz,幅值范围为0-0.4k Pa,泄漏声波能量分布在0-20Hz,幅值范围为0-0.8k Pa;纯液背景噪声能量分布在0-100Hz,幅值范围为0.3-4.0k Pa,泄漏声波能量分布在0-80Hz,幅值范围为1.0-15.0k Pa;分层光滑流背景噪声能量分布在0-60Hz,幅值范围为0.8-10.0k Pa,下部泄漏声波能量分布在0-60Hz,幅值范围为2.0-25.0k Pa;分层波浪流背景噪声幅值范围为7.0-15.0k Pa;段塞流背景噪声能量分布在0-20Hz,幅值范围为10-130k Pa,中、上泄漏声波能量分布在0-100Hz,幅值范围为10-160k Pa。本文实验取得良好成果,得出了许多有重要参考价值的结论,为混输管道声波检测法的后续研究提供了基础。
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