基于虛擬儀器技術(shù)的石油化工檢測(cè)方法

陶陳華

摘要：針對(duì)現(xiàn)有石油化工檢測(cè)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，且檢測(cè)結(jié)果覆蓋范圍較大，無(wú)法為后續(xù)高精度異常點(diǎn)檢測(cè)提供可靠依據(jù)問(wèn)題，因此本文引入虛擬儀器技術(shù)，對(duì)其在石油化工檢測(cè)方法中的應(yīng)用展開(kāi)研究。通過(guò)基于虛擬儀器技術(shù)的石油化工運(yùn)行模擬、石油化工異常段及故障裝置無(wú)損檢測(cè)，提出一種全新的檢測(cè)方法。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明，新的檢測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)對(duì)異常段的準(zhǔn)確劃分，并且覆蓋范圍小，能夠?yàn)楹罄m(xù)異常點(diǎn)的確定提供更可靠依據(jù)，除此之外，應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)后，可實(shí)現(xiàn)對(duì)石油化工的無(wú)損檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器技術(shù);化工檢測(cè);石油化工;異常段

中圖分類號(hào)：TQ630.7+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

石油、天然氣等能源型資源被廣泛應(yīng)用到人們生產(chǎn)和生活所涉及的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，并且其重要性和必要性日益突出。在這樣的發(fā)展背景下，石油化工企業(yè)若想取得更大的成就，開(kāi)拓其市場(chǎng)，必須確保石油化工各項(xiàng)工作的開(kāi)展具備更強(qiáng)的安全性和可靠性，并在此基礎(chǔ)上提升起始生產(chǎn)效率[1]。由于部分石油化工企業(yè)過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)方面的利益，而忽視了其安全工作的重要性，常常導(dǎo)致石油化工工作開(kāi)展時(shí)出現(xiàn)各種各樣的安全問(wèn)題，嚴(yán)重威脅著工作人員的人身安全以及石油化工企業(yè)的安全運(yùn)行。針對(duì)這一問(wèn)題，相關(guān)領(lǐng)域研究人員逐漸將研究重點(diǎn)放在了對(duì)石油化工的檢測(cè)上，并提出了多種精度更高的檢測(cè)方法[2]。但目前，大部分的檢測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中都需要直接作用在石油化工設(shè)備、裝置等結(jié)構(gòu)上，同時(shí)檢測(cè)步驟也會(huì)對(duì)其造成進(jìn)一步的影響。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)石油化工的無(wú)損檢測(cè)，本文嘗試引入虛擬儀器技術(shù)，開(kāi)展對(duì)其石油化工檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)研究。

1基于虛擬儀器技術(shù)的石油化工檢測(cè)方法

1.1基于虛擬儀器技術(shù)的石油化工運(yùn)行模擬

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)石油化工運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)，在設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法前，輔助虛擬儀器技術(shù)的使用，進(jìn)行石油化工運(yùn)行工況的模擬。在此過(guò)程中，設(shè)定石油化工在運(yùn)行中的PC給水管線采用的是10kg、1.0KPa耐壓設(shè)計(jì)制作，按照管線的預(yù)設(shè)參數(shù)，建立一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)管線。每個(gè)管線之間使用活口連接接口進(jìn)行連接設(shè)計(jì)，確保石油化工管線在輸油中安全性與可靠性。在此基礎(chǔ)上，在石油管線的輸油管道上安裝一個(gè)可自動(dòng)調(diào)控的虛擬水龍頭，用于進(jìn)行管線輸油過(guò)程的模擬，在其石油化工管線正常運(yùn)行過(guò)程中，要保證調(diào)試水龍頭處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)其處于泄漏或其他運(yùn)行故障運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保證調(diào)試水龍頭處于打開(kāi)狀態(tài)[3]。在此基礎(chǔ)上，使用揚(yáng)程高度在80.0m～120.0m的水泵，向輸油管線中進(jìn)行注水操作，預(yù)設(shè)注水泵可以供應(yīng)的最大壓力為1.0MPa，為了保證石油化工輸送的穩(wěn)定性，要求水泵的電機(jī)設(shè)備在此過(guò)程中不進(jìn)行調(diào)速處理，以此滿足供水壓力的恒定。同時(shí)，在使用虛擬儀器技術(shù)模擬其運(yùn)行時(shí)，可在輸油管道的末端位置，安裝一個(gè)泄水口，由水龍頭對(duì)其進(jìn)行模擬操作處理[4]。確保水泵處于不可調(diào)速的狀態(tài)后，通過(guò)對(duì)水龍頭泄水量的控制，實(shí)現(xiàn)基于宏觀角度對(duì)其進(jìn)行模擬的控制。在此過(guò)程中應(yīng)注意的是，所有同于控制水龍頭運(yùn)行的虛擬設(shè)備，都應(yīng)當(dāng)具有恒定優(yōu)勢(shì)，避免在石油化工運(yùn)行模擬時(shí)出現(xiàn)壓力過(guò)大的問(wèn)題。按照此種方式，實(shí)現(xiàn)基于虛擬儀器技術(shù)的石油化工模擬設(shè)計(jì)。

1.2石油化工異常段及故障裝置無(wú)損檢測(cè)

按照傳感器選組、反饋數(shù)據(jù)比對(duì)、異常點(diǎn)定位、顯示與預(yù)警等方式，進(jìn)行石油化工異常段的檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)，對(duì)石油化工運(yùn)行中的故障裝置進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。圖1為檢測(cè)流程示意圖。

按照?qǐng)D1所示的流程完成檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程中，需要先在前端發(fā)射虛擬運(yùn)行信號(hào)，信號(hào)在不同裝置中會(huì)發(fā)生反射傳播，傳播時(shí)如果遇到生阻介質(zhì)反饋值相差較大的現(xiàn)象，可以認(rèn)為此時(shí)的測(cè)試區(qū)段中存在異常[5]。當(dāng)信號(hào)反饋時(shí)出現(xiàn)此種問(wèn)題，可以將虛擬探頭作為一個(gè)檢測(cè)設(shè)備，根據(jù)探頭深入的位置，進(jìn)行不同區(qū)段的檢測(cè)。將所有反饋的信號(hào)呈現(xiàn)在銀光屏幕上，對(duì)信號(hào)進(jìn)行集成處理后即可實(shí)現(xiàn)對(duì)基軸的定位，以此種方式，判斷故障裝置的損傷點(diǎn)與異常位置。

在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)注意的是，所有探頭在這一位置中需要進(jìn)行信號(hào)的穿透，但信號(hào)穿透的過(guò)程可能存在能量的損失，當(dāng)損失量過(guò)大時(shí)將出現(xiàn)反饋結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，因此，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，需要掌握被測(cè)設(shè)備的壁厚，通過(guò)對(duì)其壁厚的計(jì)量，掌握是否需要對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，以此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障裝置的無(wú)損檢測(cè)。

2對(duì)比實(shí)驗(yàn)

通過(guò)本文上述論述，在引入虛擬儀器技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種全新的石油化工檢測(cè)方法。為了驗(yàn)證該方法的實(shí)際應(yīng)用效果，選擇以某石油化工企業(yè)作為依托，針對(duì)該石油化工企業(yè)中的石油運(yùn)輸管道以及運(yùn)行設(shè)備分別利用本文提出的方法和傳統(tǒng)基于射線檢測(cè)法的方法進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)比兩種檢測(cè)方法的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，石油運(yùn)輸管道的壓力為0.5MPa，已知在該石油管道上共分布5個(gè)泄漏點(diǎn)，分別位于管道1.23m、1.35m、1.48m、2.36m和3.25m位置上。分別利用兩種檢測(cè)方法對(duì)異常段進(jìn)行定位，并將定位結(jié)果繪制成表1所示。

從表1中得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文提出的檢測(cè)方法檢測(cè)出的異常段均能夠覆蓋泄漏點(diǎn)具體位置，而傳統(tǒng)基于GIS的檢測(cè)方法得出的異常段只有檢測(cè)分區(qū)I和檢測(cè)分區(qū)IV覆蓋了泄漏點(diǎn)，并且檢測(cè)到的異常段覆蓋范圍較廣，后續(xù)對(duì)泄漏點(diǎn)的定位難度較大。因此，通過(guò)上述得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步證明，本文提出的檢測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)異常段的準(zhǔn)確定位，并且確定具體泄漏點(diǎn)位置的范圍較小，能夠?yàn)楹罄m(xù)精準(zhǔn)定位提供幫助。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，本文提出的檢測(cè)方法并沒(méi)有直接作用在運(yùn)輸管道上，只是在構(gòu)建的虛擬環(huán)境當(dāng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)異常段的檢測(cè)，因此沒(méi)有對(duì)石油化工的正常運(yùn)行造成影響，但傳統(tǒng)基于射線檢測(cè)法的檢測(cè)方法在應(yīng)用過(guò)程中需要將射線直接作用到管道上，在一定程度上影響到了石油化工的正常運(yùn)行。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文上述論述，在引入虛擬儀器技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種全新的檢測(cè)方法，并通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式證明了新的檢測(cè)方法的實(shí)際應(yīng)用可行性和優(yōu)勢(shì)。通過(guò)研究得出，在引入虛擬儀器技術(shù)后，達(dá)到了對(duì)石油化工無(wú)損檢測(cè)的目的，不會(huì)影響到其工作的正常運(yùn)行。但由于研究時(shí)間有限，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道泄漏問(wèn)題的檢測(cè)效果驗(yàn)證，并沒(méi)有針對(duì)石油化工中各類裝置的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，在后續(xù)的研究中還將針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行更加深入研究，并結(jié)合后續(xù)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)本文檢測(cè)方法進(jìn)行優(yōu)化，從而提升本文檢測(cè)方法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，也進(jìn)一步提高虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用適應(yīng)性。

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