基于复合型倒谱理论的石化管道微泄漏点特征识别及实验研究

随着能源需求的增多,能源运输里程数越来越长。在能源运输领域,石化管道是主要的运输方式,其安全问题至关重要。石化管道的微小泄漏伴随流体内压的增加,会随时发生火灾等安全事故,影响整段管道和站场的安全生产。因此,管道安全性检测是必要可少的。在油气运输过程中,由于外负载增加、冲蚀等因素造成管道局部应力集中,管壁减薄,表面出现泄漏点,降低了管道安全性能。通过采用声检测装置建立管道微泄漏点安全检测,测试实验中采集多组泄漏数据,分别为Φ0 mm、Φ1 mm、Φ1.5 mm泄漏点等声信号。利用Matlab平台搭建处理声信号的数学模型,分析了声信号的时频域特征。在频域中,声信号出现了回声干扰、电磁干扰等问题。接着,采用倒谱方法分析了声信号频域特征,信号存在频域混叠问题,不同泄漏点的特征无法区分。最后,提出对数谱模型改进倒谱方法处理声信号。由于不同泄漏点具有不同分贝值和频率值等特征。借助分贝值和频率值特征有效地区分频谱混叠的声信号,并避免了频域分析中出现的电磁干扰和回声干扰问题。分析3组数据发现:管道泄漏的孔径与声检测信号的分贝值和频率值有较大影响。随着泄漏孔径的增加,管道检测声信号的分贝值越大,频率也越来越大。此外,管道在未泄漏状态下,由于检测装置内部的电磁干扰也会影响管道声检测信号。进而,以不同分贝值和频率值表征管道不同泄漏孔径,其分贝值分别为N_(dB0)=0.17dB,N_(dB1)=0.052 dB,N_(dB2)=0.24 dB;频率值分别为:f_(0)=603 Hz,f_(1)=1879 Hz,f_(2)=4049 Hz。总之,该方法在管道微泄漏领域具有重要的理论意义与应用价值。