管道惯性测绘系统研制及应用

针对管道中心线地理坐标信息的测量需求,基于惯性导航原理,研制了以管道内检测器为载体的管道中心线测绘内检测设备,并将其与漏磁内检测器结合进行工程应用。选取了5处已知点对测绘结果进行了验证,测绘结果和实际验证结果表明:研制的惯性导航内检测器能够准确测绘管道中心线轨迹坐标,在校验点间距约为2 km时,5个距校验点约1 km的已知点的平均测绘误差约为1.8 m;通过将惯性导航检测器与漏磁检测器的组合使用,可有效获取管道缺陷的地理坐标信息,提高了管道内检测缺陷检测定位的精度。     

输油管道环焊缝缺陷疲劳寿命评估

采用管道失效评估方法可评估静载荷作用下缺陷是否满足适用要求。但在内压等交变载荷作用下,输油管道环焊缝仍存在疲劳破坏的可能。为评估管道环焊缝缺陷的疲劳寿命,进行管道母材和环焊缝疲劳裂纹扩展速率试验,并分析和统计管道实际运行压力数据以及环焊缝缺陷开挖验证数据,采用BS7910标准方法计算疲劳寿命值。结果显示在仅考虑管道内压波动情况下,管道环焊缝平面型缺陷的疲劳寿命结果满足管道设计使用要求。     

定标盒摆放及定位对管道惯导测绘坐标数据的影响

文中介绍了管道惯性导航内检测测绘的原理,分析了进行管道惯导测绘时,定标盒摆放间距以及定位偏差对管道测绘数据水平偏差的影响。现场试验表明:定标盒摆放间距以及定位偏差增大,均会引起管道惯导测绘数据水平偏差增大,呈现正相关趋势。     

地面标记系统在管道漏磁检测缺陷定位中的应用

为提高埋地管道漏磁检测缺陷基于地面标记系统地面定位的准确性,根据不同漏磁检测数据在相应管线上进行开挖验证及开挖修复项目中缺陷地面定位实践,简述了漏磁检测缺陷点地面标记系统及地面定位原理,分析了地面定位误差来源及可能的偏差方向,总结了实践中不同情形下漏磁检测缺陷点准确定位方法及参考环焊缝确认方法。实践表明,地面定位技术利用MARK点定位管道特征点,从而定位缺陷;管道某些特征点是精确的参考点;开挖时根据现场条件推断误差来源及可能偏差方向;参考环焊缝利用开挖测量法或轴距测算法确认。     

油气管道多轮内检测数据对齐算法研究及应用

由于多轮内检测外部不确定因素和误差的共同作用,多轮间里程数据存在一定差异,难以实现管道缺陷的对齐,人工开展内检测数据对齐的工作量巨大。文中针对管道多轮内检测数据对齐算法展开研究,建立相关模型以提高数据对齐工作效率,分析了解管道动态,保障管道安全运行。将算法应用于在役天然气管道的三轮内检测数据,实现了球阀、管件、弯头、环焊缝、缺陷等特征向基线的对齐,对齐结果与基线偏差精确至0.01 m。     

管道内检测缺陷的开挖验证技术

文中概括了管道内检测开挖验证工作流程,提出目标环焊缝的确定原则和定位技巧,通过测量环焊缝与螺旋焊缝在12点钟方向上的轴向距离快速确定其编号,有效提高定位精度和效率,降低开挖工作量。并给出了在现场勘测中实用性较强的两个数值,即螺旋焊缝时钟位置变化1 h的轴向距离和环焊缝时钟位置变化1 h的环向长度,利用这两个值可精确测量环焊缝与螺旋焊缝钟点。     

基于双目标定的渗滤液导排管道堵塞定位研究

为得到垃圾填埋场渗滤液导排管道堵塞位置信息,提出基于相机标定的管道内壁堵塞位置检测方法。首先对导排管道堵塞图像进行中值滤波和图像增强处理;其次根据传统相机标定所涉及到的坐标系以及引入的新坐标系之间的关系建立矩阵方程模型,再利用畸变矫正对模型参数进行优化,通过极线矫正和图像匹配获取堵塞目标点在左右图像的像素坐标;最后代入矩阵方程模型求解堵塞位置与相机间距。实验结果表明:实际距离为2～5 m内时测距结果误差≤3.5 cm,满足工程要求。     

漏磁检测技术在甬沪宁原油管线上的应用

为了在不停输的状态下对原油管道进行腐蚀检测,开发了漏磁管道内检测技术,并成功在多条管线上进行了应用。文中介绍了该检测技术在甬沪宁原油管道上试验过程及结果,并在检测结果中选取了4个腐蚀点进行了开挖检测,验证了检测数据的准确性。通过该次检测,管线全段共发现了缺陷点308处,其中3个缺陷点腐蚀比较严重,需要立即进行维修,该次检测结果为管道的后期维护提供了依据。最后通过对该次检测结果进行分析,确定了影响检测结果精度的因素,为后期检测技术的升级提供了参考。     

埋地水管道泄漏检测技术及应用

文中介绍了几种埋地水管道的泄漏检测技术及应用范围,并详细分析了导致泄漏点定位偏差甚至漏检的影响因素。同时,结合2个典型工程案例,深入分析了泄漏检测过程中复杂检测环境下泄漏点定位问题。此外,针对埋地金属管道完全断开采用常规泄漏检测设备无法进行有效检测这一特殊情况,文中提出了借助管道电流测绘系统(PCM)进行精确定位的方法,可有效解决管道断裂时无法对泄漏点进行精确定位的难题。     

基于流场分析的管道内腐蚀预测及检测技术

油气管道的内腐蚀是油气工业中很难解决问题之一。由于内腐蚀的影响因素众多，常规检测手段的精确度难以达到要求。应用基于流场分析（CFD）的计算机数值仿真技术，对工业管道、含CO2原油输送管道和含水天然气输送管道的流场分布和内腐蚀情况进行模拟，预测管道系统内流速最大位置和腐蚀严重的管段。结合现有的检测技术，针对腐蚀严重区域进行重点检测，可以避免盲目检测，提高检测工作效率。     

瞬变电磁技术在检测管体缺陷上的应用研究

文中研究目的是拓展瞬变电磁技术在管道检测中的应用范围,使其由"点测"向"全覆盖"检测方向发展。文中研究了管体缺陷与TEM信号特征之间的关系,并与磁记忆方法进行了对比实验,得出全覆盖TEM检测方法和磁记忆方法在管体缺陷异常的检出和分级上结论相当,只要在连续采集数据时尽可能控制移动过程中的随机误差因素,保证检测灵敏度和重现性,即可达到良好的检测效果。     

管道开挖缺陷点破损程度评价研究

开挖检查是挖开管道直接观察和测试管道腐蚀及防护状况的过程,是管道外检测的重要工作之一。目前对管体存在的缺陷点破损程度的判断,主要由现场工作人员根据经验,由管道防腐层的缺陷点尺寸来判断破损程度。但是影响缺陷点破损程度的还有管体的阴极保护、杂散电流、管体表面腐蚀等情况。为了综合评价各种因素对缺陷点破损程度的影响,通过分析2007年、2008年西气东输东段3个标段的开挖数据,考虑管体的腐蚀情况、土壤腐蚀性、是否漏出管体、杂散电流干扰情况、缺陷点在管体上所处位置、管段类型（直管、弯头等）等6个方面对缺陷点破损程度的影响,提出一种新的判断管体缺陷破损程度准则。     

穿越河流输油管道的剩余寿命计算方法

对于一些新建管道，在其未来的腐蚀情况不可预知的情况下，应主要对其进行疲劳剩余寿命预测。疲劳断裂是一种很危险的脆断破坏形式，它出现的时间和位置很难预计。文中从疲劳方面，在考虑了材料特性、环境介质和加载状态的前提下，对穿越河流输油管道的疲劳剩余寿命进行分析。同时，对一段在役穿越河流输油管道的疲劳和腐蚀剩余寿命分别进行计算、比较，取其较小值，确定其剩余寿命。提供了更及时、准确地报告穿越管道的剩余寿命，合理地制定维修、检测周期的依据，使在役穿越管道的管理、检测更加科学。     

基于固定站激光扫描数据的公路隧道拱顶多期形变监测方法

激光点云技术具有高精度、高密度和适应性良好的特点，将其应用于公路隧道形变监测中，研究基于固定站激光扫描数据的公路隧道断面连续提取、滤波和多期形变监测的方法。为保证多期形变的观测断面在同一位置，在隧道中安装位置固定的扫描仪，利用三维中轴线和配准算法保证多期断面的同一性。提出一种两次迭代的椭圆曲线拟合方法，该方法第一次迭代基于椭圆形状约束对隧道拱顶断面的非拱顶断面点云进行滤除，第二次迭代利用迭代最小二乘拟合算法对滤波后的拱顶断面进行椭圆曲线拟合。基于拟合的椭圆曲线和极坐标法监测断面的多期形变。与传统RANSAC方法进行对比，两次迭代的椭圆曲线拟合方法在提取隧道椭圆曲线方面表现出更好的滤波效果和更高的精度。搭建隧道模型进行形变模拟和监测试验，对提取的多期数据进行分析，结果表明所提出的方法在公路隧道多期形变监测中具有可行性，且中误差小于2 mm，具有较高的精度。     

格拉管线的冰堵排除实践及预防措施

格拉成品油管线投运 2 6年来已发生过三次严重冰堵事故 ,冰堵地点均在海拔 4 70 0～5 30 0m的唐古拉山地区。造成冰堵的原因是该地区的地温低 ,油料中的溶解水大量析出而转变为可见的游离水 ,游离水大量积聚 ,在负温情况下结冰而形成冰堵。另一个原因是油品和管线中有水 ,油品在输送中会增加含水量 ,格拉管线的野外管道和站内管道在初建时有残留下来的试压水未排净 ,管线事故抢修中易使水进入管线未排除等。三次排堵的实践 ,总结出寻找冰堵点的方法。为预防冰堵事故的发生 ,在文中提出了入库前减少油品中含水量、入库后减少油品中含水量、在 3座泵站安装脱水净化装置、坚持工艺油罐的定期排水排污、组织管线紧急抢修现场、科学地进行输油调度、定期清扫输油管线等 9项措施 ,以减少管线进水和油品析出凝结水 ,消除产生冰堵的根源。     

上软下硬地层大直径土压平衡盾构下穿民房建筑群沉降控制北大核心CSCD

依托广州地铁18号线盾构施工,针对其地层分布复杂、软硬差异大及穿越密集民房建筑群等特点,通过注浆加固、现场动态监测、优化掘进参数等一系列主动措施,解决实际工程中掘进参数合理取值与地表建筑沉降变形控制两大难题。研究结果表明:(1)在该类软硬地层中掘进时,刀盘在通过不同岩层断面分界线时扭矩、推力等参数波动较大,总推力与扭矩有良好的相关性,各掘进参数宜控制为:推力30000~35000 kN、扭矩4500~6000 kN·m、推进速度35~45 mm/min;(2)提出的多段式封孔洞内超前注浆工艺可使刀盘前18 m范围内的地表上抬3~5 mm,最大上抬值能达9.02 mm,同时能缓解土体在盾构下穿时及后续固结稳定的沉降趋势;(3)因刀具磨损、掘进参数波动大、螺旋机卡死等引起的临时停机会造成地表建筑日沉降速率超过3 mm/d,在预设停机点位置前采取洞内超前注浆和克泥效工法能有效缓解沉降趋势,在带压开舱期间日沉降速率控制在2 mm/d以下;(4)左右隧道轴线附近的地表建筑沉降基本可分为“微小隆起—沉降较大—逐渐稳定”三个阶段,测点最大沉降值最终稳定在-21.38 mm、-22.49 mm,均小于控制值。     

浅埋单拱大跨无柱车站抗震分析研究

文章简要阐述了地铁抗震分析常用计算方法的优缺点及适用性,并结合青岛地铁4号线人民会堂站实际情况建立有限元模型,计算分析地震荷载作用下车站动力特性,通过对比结构各点内力及位移,结果表明:(1)反应位移法、反应加速度法计算地震响应结果普遍比时程分析法大,且车站刚度越大,偏差越大;(2)鉴于E3状态下结构弹塑性本构误差较大,对于截面变化不大、地层较为简单的车站弹塑性层间位移可采用弹性层间位移乘以延性系数;(3)惯性力法计算普遍比反应位移法小,但当车站惯性力起主导作用(即车站刚度相对于土体很大)时,惯性力法与反应位移法计算相差不大;(4)青岛车站基本位于花岗岩中,结构动力响应90%是由剪切力引起,不同于昆明、常州、郑州等土体抗震分析结果;(5)地铁结构层间位移角随车站埋深增大而增加,随矢跨比、围岩弹模、二次衬砌厚度增加而减少,但其中二次衬砌厚度对层间位移角影响最小,车站埋深影响最大。     

公路隧道格栅式遮光棚几何设计参数研究

为完善格栅式遮光棚的设计参数，利用眼动仪在雅康高速隧道群路段进行实车试验，以驾驶人瞳孔直径变化率以及驾驶人的主观舒适性作为评价指标，验证格栅式遮光棚的遮光效果；在此基础上利用DIALux软件建立了环形和门式2种格栅式遮光棚模型，计算得到格栅式遮光棚在不同洞口朝向和不同格栅间距情况下的遮光率，探明不同参数对遮光棚遮光效果的影响；基于隧道洞口处驾驶人瞳孔面积和环境照度的关系，给出不同设计速度下遮光棚内不同的位置照度要求。研究表明：格栅式遮光棚有效提高了驾驶员在隧道进出口路段的视觉舒适性；环形和门式遮光棚遮光效果并无明显差异；遮光棚两端5～10 m范围内受自然光和隧道洞内暗环境影响，存在较剧烈的明暗过渡；遮光棚中间段照度较为稳定，可作为计算格栅式遮光棚遮光率的依据；洞口朝向对遮光效果影响较大，东西洞口朝向遮光率高于南北洞口朝向遮光率5%～10%；遮光棚内逐级减光并非以线性降低为最佳，设计时可根据照度与速度及距洞口距离的关系式计算或根据现场照度测试结果进行取值。