模型可再生的管道缺陷故障診斷理論與技術研究

《模型可再生的管道缺陷故障診斷理論與技術研究》是依託東北大學，由劉金海擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：模型可再生的管道缺陷故障診斷理論與技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉金海
• 依託單位：東北大學

中文摘要

漏磁內檢測方法是保障長輸管道安全運行的主要技術,其中缺陷故障診斷是該技術的核心。但已有的故障診斷方法難以解決大量檢測數據及未知缺陷（統稱大數據）且故障樣本有限條件下的管道缺陷故障診斷問題。本申請擬以解決大數據和故障樣本有限條件下的管壁缺陷故障診斷問題為目標開展研究。內容包括：研究建立多通道數據動態校正及濾波方法，為後續研究提供高質量數據；建立基於變尺度數據窗的缺陷快速檢測方法，完成大數據下快速的缺陷檢測；首次提出模型可再生缺陷故障診斷方法，巧妙地通過模型再生機制實現現有缺陷故障診斷方法的平滑切換，克服現有方法的缺點同時保留其優點；以模型可再生故障診斷方法為核心設計焊縫缺陷檢測與故障診斷方法，解決焊縫中缺陷的故障診斷這一國際難題。最後建立大數據和故障樣本有限條件下模型可再生故障診斷理論框架。本研究成果能有效處理大數據和故障樣本有限時的管壁缺陷故障診斷問題，具有重要的理論意義與實際套用價值。

結題摘要

漏磁內檢測方法是保障長輸管道安全運行的主要技術,其中缺陷故障診斷是該技術的核心。但已有的故障診斷方法難以解決大量檢測數據及未知缺陷（統稱大數據）且故障樣本有限條件下的管道缺陷故障診斷問題。本課題以解決大數據和故障樣本有限條件下的管壁缺陷故障診斷問題為目標展開研究。研究內容包括：漏磁檢測理論的研究，形成了從漏磁理論到磁路模型設計到最優磁路結構到缺陷參數對漏磁信號影響的理論體系；針對數據預處理的研究，提出了自適應濾波方法和組合濾波方法；漏磁檢測裝置的研究，設計了漏磁檢測樣機；漏磁內檢測的缺陷識別方法的研究，研究成果包括基於窗體特徵的漏磁管道缺陷位置提取方法、海底管道內檢測器的實時跟蹤與定位系統及方法、一種新的缺陷檢測方法、模糊最大最小神經網路數據聚類方法及其管道內檢測套用、基於內外檢測信號特徵提取的管道缺陷內外辨識方法、管道缺陷漏磁信號的特徵提取方法、基於卷積神經網路的管道檢測中漏磁圖像的損傷或無損缺陷識別；針對缺陷輪廓反演問題的研究，主要包括感測器振動條件下的一種漏磁信號的缺陷輪廓估計、基於RBFNN的誤差校正方法快速重建漏磁量缺陷輪廓、基於卷積神經網路的管道缺陷深度的反演方法、考慮速度效應的漏磁測試中任意缺陷輪廓重構的精確反演；針對有限樣本的研究，提出了基於生成式對抗網路的故障診斷方法。在課題執行期間，項目組成員共發表學術論文28篇，其中期刊論文23篇(SCI檢索論文16篇，EI檢索論文7篇)，會議論文5篇；申請發明專利10項；撰寫專著1項；獲得中國專利優秀獎1項。直接培養和協助培養33名碩士研究生和博士研究生。相關的研究成果已成果套用於中海油海底管道大慶油田管道的內檢測。