海洋平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)裂紋的聲發(fā)射健康監(jiān)測(cè).pdf

1、海洋平臺(tái)作為海洋開發(fā)過(guò)程中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,具有較高的投資成本和操作成本,一旦發(fā)生重大事故將會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。因此,定期檢查和在線監(jiān)測(cè)就成為保證正常生產(chǎn)和安全操作的最有效的手段。
　　 鋼制導(dǎo)管架海洋平臺(tái)是目前海上油田使用最廣泛的一種平臺(tái),管節(jié)點(diǎn)作為其最重要的組成部分,變形與裂紋擴(kuò)展是導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)失效的重要機(jī)制。本文的研究目的是利用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測(cè)裂紋發(fā)展過(guò)程,探索其發(fā)展規(guī)律,實(shí)現(xiàn)管節(jié)點(diǎn)裂紋的健康監(jiān)測(cè)和裂紋發(fā)展?fàn)?/p>

2、態(tài)的智能識(shí)別。
　　 聲發(fā)射技術(shù)作為一種新型的無(wú)損檢測(cè)手段,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及損傷狀態(tài)的預(yù)測(cè),通過(guò)在線監(jiān)測(cè),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裂紋發(fā)展過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,有效的預(yù)防重大事故的發(fā)生。
　　 本文在理論研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)采集裂紋發(fā)展過(guò)程的聲發(fā)射信號(hào),提取不同階段的信號(hào)特征;通過(guò)模擬疲勞斷裂實(shí)驗(yàn),建立不同裂紋狀態(tài)下累積能量與振鈴總數(shù)之間的擬合方程;將小波能量系數(shù)法運(yùn)用到海洋平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)裂紋的聲發(fā)射健康監(jiān)測(cè)中,并基于BP神經(jīng)

3、網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了裂紋發(fā)展?fàn)顟B(tài)智能識(shí)別。
　　 首先,采用聲發(fā)射技術(shù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)管節(jié)點(diǎn)試件的裂紋發(fā)展過(guò)程,提取振鈴計(jì)數(shù)、均方根值、能量值等特征參數(shù)的變化趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)裂紋發(fā)展過(guò)程中所激發(fā)的聲發(fā)射信號(hào)具有一定的周期性和間歇性,并且不同階段產(chǎn)生的信號(hào)特征都具有各自的特點(diǎn),對(duì)于裂紋狀態(tài)的識(shí)別具有重要的指導(dǎo)意義。通過(guò)模擬疲勞裂紋實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提出了不同裂紋狀態(tài)下,累積能量和振鈴總數(shù)之間的擬合方程,為將來(lái)海洋平臺(tái)健康監(jiān)測(cè)和損傷預(yù)測(cè)提供理論基礎(chǔ)。

4、
　　 其次,探討了常用小波函數(shù)的特點(diǎn)以及分解尺度的確定方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)中聲發(fā)射信號(hào)特點(diǎn),對(duì)信號(hào)進(jìn)行五尺度小波分解,利用小波能量系數(shù)來(lái)表征不同階段的信號(hào)特征,結(jié)果表明,裂紋發(fā)展激發(fā)的彈性波是由多種高頻信號(hào)疊加而成,而且隨著裂紋狀態(tài)的不同而不斷變化,而小波能量系數(shù)的變化與裂紋發(fā)展?fàn)顟B(tài)的變化是一致的,通過(guò)小波能量系數(shù)可以有效的識(shí)別裂紋發(fā)展?fàn)顟B(tài)。
　　 最后,本文采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),選用小波能量系數(shù)作為輸入、裂紋發(fā)展的五種狀態(tài)