球形管道內(nèi)檢測器結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、至今,油氣管道長度在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)超過250萬公里,其中我國油氣管道總長度為7.7萬公里。管道建設(shè)的興旺使得泄漏檢測技術(shù)備受關(guān)注。針對國內(nèi)外管道輸運中急需解決的微小泄漏檢測及高精度定位這個難題,本課題創(chuàng)新地提出了一種球形管道內(nèi)檢測器,它搭載多種傳感器,隨流體一起運動,沿途采集各種信息,確定微小泄漏的存在并實現(xiàn)精確定位。
　　針對球形管道內(nèi)檢測器的內(nèi)部空間需求和外部環(huán)境要求,本文提出了法蘭式機(jī)械結(jié)構(gòu):由內(nèi)球殼和外球殼兩部分法蘭式連

2、接組成。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于對應(yīng)于不同管徑,只需替換相應(yīng)尺寸的球殼,縮短加工周期,提高互換性。檢測器球體內(nèi)部采用凸臺結(jié)構(gòu)固定電路板及電源模塊;上下球殼采用法蘭結(jié)構(gòu)固定,O型圈平面密封形式密封,此結(jié)構(gòu)裝配簡單,密封性能好。同時采用nSimulationXpress對球殼耐壓性能做了相關(guān)應(yīng)力分析,獲得最佳壁厚為10mm。針對加工后的機(jī)械體進(jìn)行了打壓實驗。實驗結(jié)束后,球殼表面未出現(xiàn)任何變形、裂紋等,球體未有任何泄漏,證明了密封和耐壓設(shè)計的可靠性

3、。
　　球形管道內(nèi)檢測器的穩(wěn)定運行是泄漏檢測的重要前提。本文研究了球形管道內(nèi)檢測器在流體作用下的力學(xué)模型,并指導(dǎo)優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計。不同半徑檢測器在同一管道內(nèi)的流場數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨著球殼半徑的增加,球體所受流體推力和轉(zhuǎn)矩也不斷增加;球徑在130mm附近時,所受轉(zhuǎn)矩比較穩(wěn)定。同時用三維網(wǎng)格驗證了二維流場模擬的正確性。在廊坊進(jìn)行的管道實驗,表明球形檢測器可以順利通過彎管道、傾斜管道、豎直管道抵達(dá)出口,不發(fā)生卡死、泄漏且運動姿態(tài)穩(wěn)定。<