Автоматизированный метод контроля состояния трубопроводов на основе кластерного анализа акустического отклика на импульсные воздействия

• Автор: Серов, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса исследований
1.1. Общая характеристика трубопроводных систем
1.2. Противоречия в процессах эксплуатации и развития трубопроводных транспортных систем
1.3. Классификация дефектов
1.4. Методы технической диагностики трубопроводов
1.4.1. Существующие методы обнаружения дефектов и утечек
1.4.2. Капиллярный метод
1.4.3. Визуально-оптический метод
1.4.4. Метод магнитной памяти металла
1.4.5. Метод вихревых токов
1.4.6. Радиационный метод
1.4.7. Акустический метод контроля
1.4.8. Метод свободных колебаний
1.5. Классификация акустических приборов по типу определяемых дефектов трубопроводов
1.5.1. Существующие приборы для диагностики трубопроводов
1.5.2. Недостатки рассмотренных приборов для диагностики трубопроводов
1.6. Постановка задачи
2. Конечно-элементное моделирование коррозионных дефектов трубопроводов и определение их информативных критериев
2.1. Преимущества применения метода конечных элементов
2.2. Три стадии приближения моделирования трубопроводов

2.3. Методика построения и расчет конечно-элементной модели трубопровода
2.4. Расчет частотных характеристик гибких пластин
2.5. Моделирование и расчет трубопроводов с дефектами. Определение количества дефектов
2.5.1. Расчет частотных характеристик трубопровода под действием внутреннего давления
2.6. Анализ результатов моделирования и расчета трубопроводов
3. Экспериментальные исследования дефектных участков трубопроводов
3.1. Экспериментальный стенд для исследования участков труб
3.1.1. Оценка погрешности стенда для исследования участков труб
3.1.2. Экспериментальные данные полученные на стенде для исследования участков труб
3.1.3. Анализ данных полученных на экспериментальном стенде для исследования участков труб
3.2. Анализ изменения амплитудно-частотной характеристики трубопроводов в зависимости от перекачиваемой среды
3.2.1. Экспериментальный стенд для диагностики нагруженных трубопроводов с циркулирующей жидкостью
3.2.2. Преимущества экспериментального стенда для исследования нагруженных трубопроводов с циркулирующей жидкостью
3.2.3. Оценка погрешности экспериментального стенда для диагностики нагруженных трубопроводов с циркулирующей жидкостью
3.2.4. Анализ результатов полученных в ходе экспериментов проводимых на экспериментальном стенде для диагностики нагруженных трубопроводов с циркулирующей жидкостью

4. Обработка и классификация данных полученных в ходе исследований
4.1. Классификация нейронных сетей
4.1.1. Структура и принципы работы нейронной сети
4.1.2. Однослойный персептрон
4.1.3. Нейронная сеть обратного распространения. Многослойный персептрон
4.1.4. Сеть Хопфилда
4.1.5. Сеть Кохонена
4.1.6. Обучение сети Кохонена
4.2. Выбор структуры нейронной сети
4.2.1. Сравнение сетей. Выбор оптимальной сети
4.2.2. Метод контроля технического состояния трубопроводов по анализу сигналов акустической эмиссии сетью Кохонена. Программа постобработки данных«№иго1гасег»
4.2.3. Подготовка данных предъявляемых для обучения и функционирования нейронной сети
4.2.4. Результаты обработки экспериментальных данных обученной сетью
4.3. Направление дальнейших исследований
Заключение
Список используемой литературы
Приложения

что с увеличением давления теплоносителя и размерами утечки, повышается интенсивность шума, а его частотный максимум смещается в область высоких частот. Дополнительно (в канальных прокладках) создается акустическое звучание и при ударе водной струи о железобетонную конструкцию канала.
Все широко известные акустические приборы подразделяются на акустические течеискатели и течеискатели корреляционного действия.
Акустические течеискатели (шумофоны) обеспечивают прослушивание и оценку интенсивности шумов утечки теплоносителя без контакта с трубопроводом. Приборы состоят из геомикрофона, преобразующего звуковые колебания в электрические, усилителя электрических сигналов и телефонов для контроля характера шумов. Задачей оператора является определение места восприятия звука максимальной силы, под которым и должна находиться течь. Акустические течеискатели комплектуются наушниками, при помощи которых оператор фиксирует точку с наибольшим уровнем шума.
Набор акустических течеискателей довольно обширен и выпускается многими фирмами: Hydrolux HL 2000 («Sebadynatronic», Германия), FD-7, FSB-7, HG-10 (FujiTecominc, Япония), ИСТД (АО «Ленэнерго», Россия), ПТ-13 ДМ (МНПО «Спектр», Россия), Пеленг-1 (ООО «Абигар», Россия).
Течеискатели корреляционного действия позволяют существенно увеличить вероятность отыскания утечек в условиях действия различных помех. Принцип работы этих приборов основан на использовании метода корреляционной обработки виброакустических сигналов, поступающих от датчиков в виде пульсаций давления с постоянной скоростью.
Одним из необходимых условий, снижающих ошибочность местонахождения течи, являются сведения о точной длине обследуемого трубопровода, для чего предварительно осуществляются работы по трассировке - определение истинного местоположения трубопровода и его