近海海底管道阴极保护有效性的评估方法及应用

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作者 孙伟栋 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期93-98,共6页

以某在役海底输油管道牺牲阳极阴极保护系统为应用对象,采用室内试验结合数值模拟方法,及海底管道电位实测和牺牲阳极取样测试等方法,获得了海底管道保护电位水平并预估了牺牲阳极寿命。结果表明:牺牲阳极在所处海域的电化学行为与初始... 以某在役海底输油管道牺牲阳极阴极保护系统为应用对象,采用室内试验结合数值模拟方法,及海底管道电位实测和牺牲阳极取样测试等方法,获得了海底管道保护电位水平并预估了牺牲阳极寿命。结果表明:牺牲阳极在所处海域的电化学行为与初始设计选值稍有偏差,结合数值模拟结果,牺牲阳极寿命能够满足初始设计要求(35 a),且寿命期内海底管道保护电位达标,管道处于有效保护状态。数值模拟方法结合实际检测对评估海底管道牺牲阳极阴极保护状况具有较好的一致性和互补性。 展开更多

关键词 海底管道 牺牲阳极 阴极保护 寿命 电位分布 数值模拟

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耐高温缓蚀剂的制备及缓蚀性能研究 被引量：1

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作者 孙伟栋 史治化 +2 位作者 刘丽华 常成帅 李梅 《齐鲁工业大学学报》 2016年第3期10-13,共4页

利用喹啉和氯化苄为原料,按照1∶1.1摩尔比合成喹啉季铵盐。将喹啉季铵盐作为耐高温缓蚀剂的主要成分,与表面活性剂、丙炔酮等复配得到缓蚀剂。通过高温静态失重法对缓蚀剂样品的缓蚀效果进行测试。通过系列合成条件以及测试摸索出缓蚀... 利用喹啉和氯化苄为原料,按照1∶1.1摩尔比合成喹啉季铵盐。将喹啉季铵盐作为耐高温缓蚀剂的主要成分,与表面活性剂、丙炔酮等复配得到缓蚀剂。通过高温静态失重法对缓蚀剂样品的缓蚀效果进行测试。通过系列合成条件以及测试摸索出缓蚀剂的最佳合成条件。与此同时,通过对照实验以及单因素实验探索出缓蚀剂的最佳复配配方。缓蚀剂的最佳合成条件:反应温度150℃,反应时间5 h。之后通过与增效剂、表面活性剂的复配使得缓蚀剂的缓蚀效果明显提高,即在喹啉季铵盐∶丙炔醇∶甲酸∶OP-10=63∶25∶6∶6的条件下,样品的腐蚀速率为44.5 g/m^2h,取得较好的缓蚀效果。 展开更多

关键词 喹啉季铵盐 复配 腐蚀速率 增效剂 表面活性剂

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基于AOA-XGBOOST模型的管道缺陷漏磁信号量化研究

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作者 徐鲁帅 董绍华 +3 位作者 陈思雅 魏昊天 孙伟栋 郭永 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期75-81,共7页

为提升管道漏磁检测管道缺陷深度的量化精度,对长输管道外腐蚀状态进行准确把控,搭建管道漏磁信号采集实验平台,开展管道漏磁内检测牵拉实验,提取120组管道内外部缺陷的三轴漏磁信号。建立基于AOA-XGBOOST的管道漏磁检测缺陷深度预测模... 为提升管道漏磁检测管道缺陷深度的量化精度,对长输管道外腐蚀状态进行准确把控,搭建管道漏磁信号采集实验平台,开展管道漏磁内检测牵拉实验,提取120组管道内外部缺陷的三轴漏磁信号。建立基于AOA-XGBOOST的管道漏磁检测缺陷深度预测模型,使用BPNN、SVR、XGBOOST模型作为对照组进行验证计算。研究结果表明:AOA-XGBOOST模型对漏磁内检测信号量化精度具有更好的准确性和优越性,可解决漏磁内检测信号的管道缺陷深度量化难题,有效提升管体状态检测精度。研究结果可为管道漏磁检测信号的智能分析提供技术参考。 展开更多

关键词 油气管道 漏磁检测 缺陷深度量化 机器学习

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变压器油纸绝缘绕组过载条件下的热老化试验方法研究 被引量：16

4

作者 杨丽君 孙伟栋 +2 位作者 李金忠 赵志刚 程之栋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期609-617,共9页

油浸式电力变压器在超过铭牌额定值运行时,绕组导体发热量增加,绝缘纸由于温度上升而发生热老化,缩短其使用寿命。传统试验采用加速热老化研究油纸绝缘材料的热老化速率以获得热寿命模型。变压器实际运行中,由于绕组结构及绝缘油的流动... 油浸式电力变压器在超过铭牌额定值运行时,绕组导体发热量增加,绝缘纸由于温度上升而发生热老化,缩短其使用寿命。传统试验采用加速热老化研究油纸绝缘材料的热老化速率以获得热寿命模型。变压器实际运行中,由于绕组结构及绝缘油的流动散热作用,绕组绝缘纸层间温度场并不均匀,且绝缘油温度也低于绕组热点温度。采用传统的整体加热方式,将会由于绝缘油在高温下性能的快速劣化而使试验结果严重偏离实际情况。该文提出了一种新的绕组油纸绝缘热老化试验方法,采用电流发生器产生电流使绕组发热,将安放于绕组上的温度传感器信号反馈至电流发生器的调压装置,以控制输出电流的大小,从而获得试验所需的恒定老化温度。基于该试验平台开展了绕组油纸绝缘加速热老化试验,测试了老化过程中绝缘纸的聚合度变化规律。结果表明,与传统的加速热老化方法相比,该文提出的加速热老化试验方法不但更贴近变压器运行的实际情况,而且可以在同一个容器中,同时实现多个温度下的加速热老化试验,大大节省了老化所需的时间及成本。 展开更多

关键词 油纸绝缘 热老化特性 聚合度 非均匀热老化

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柔性管道骨架层压溃失效机理和安全评价方法研究进展 被引量：3

5

作者 陈严飞 刘昊 +4 位作者 孙伟栋 董绍华 覃雯琪 高莫狄 马尚 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期154-162,共9页

非黏结柔性管道作为深水油气开发领域的关键设备,是连接海底井口和海洋平台的主要纽带。海洋油气开发水深已经超过了3000 m,高静水压力是深水软管设计和安全评价的主要挑战,明确深水柔性管道压溃失效机理,并准确地预测柔性管道的压溃压... 非黏结柔性管道作为深水油气开发领域的关键设备,是连接海底井口和海洋平台的主要纽带。海洋油气开发水深已经超过了3000 m,高静水压力是深水软管设计和安全评价的主要挑战,明确深水柔性管道压溃失效机理,并准确地预测柔性管道的压溃压力可以为柔性管道结构设计和安全评价提供依据,柔性管道的压溃压力与骨架层的几何形状以及骨架层之间复杂的相互作用有关,准确高效地预测压溃压力变得极具挑战性。针对柔性管道失效机理研究和压溃压力预测方法进行了总结,指出当前柔性管道压溃失效分析中薄弱的环节,为我国非黏结柔性管道的结构设计和安全评价提供参考。 展开更多

关键词 柔性管道 骨架层 失效机理 压溃压力 安全评价

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油气管道内检测数据深度分析 被引量：6

6

作者 孙伟栋 杨阳 +4 位作者 张建昌 杨萍 王修云 张雷 路民旭 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2020年第6期57-61,共5页

介绍了管道内检测技术的工程背景,并从缺陷分布规律、缺陷发展与类型演化、数据符合性分析等方面详细介绍了管道内检测数据分析的基本方法和要点。最后,通过一典型案例对管道内检测数据分析进行了演示,根据内检测数据分析结果,提出相应... 介绍了管道内检测技术的工程背景,并从缺陷分布规律、缺陷发展与类型演化、数据符合性分析等方面详细介绍了管道内检测数据分析的基本方法和要点。最后,通过一典型案例对管道内检测数据分析进行了演示,根据内检测数据分析结果,提出相应的建议。 展开更多

关键词 完整性评价 内检测(ILI) 数据对齐 关键参数 缺陷发展

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考虑轴向荷载和外压影响的非黏结柔性管道骨架层失效分析 被引量：2

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作者 陈严飞 刘昊 +5 位作者 曹静 孙伟栋 覃雯琪 阎宇峰 何明畅 宗优 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期125-133,共9页

非黏结柔性管道骨架层由不锈钢材料互锁缠绕而成,主要用于抵抗外压防止软管发生压溃失效。骨架层失效是柔性软管故障的最大风险,骨架层失效模式主要分为压溃失效和拉伸失效。采用非线性有限元方法并且考虑几何大变形、材料非线性、接触... 非黏结柔性管道骨架层由不锈钢材料互锁缠绕而成,主要用于抵抗外压防止软管发生压溃失效。骨架层失效是柔性软管故障的最大风险,骨架层失效模式主要分为压溃失效和拉伸失效。采用非线性有限元方法并且考虑几何大变形、材料非线性、接触和摩擦等非线性效应的影响,对"S"型骨架层结构建立三维有限元模型,进行了单外压作用下的压溃失效分析和单一轴向拉力作用下的拉伸失效分析,而后开展轴向拉力和外压载荷组合作用下骨架层压溃失效分析。结果表明轴向拉力会一定程度上降低骨架层压溃承载力,相关结论可以为柔性软管结构设计和完整性评价提供参考。 展开更多

关键词 非黏结柔性管道 骨架层 轴向极限承载力 压溃失效 压溃压力

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立式钢制储罐大角焊缝处裂纹的应力强度因子分析 被引量：1

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作者 王莉莉 张寒 +3 位作者 孙伟栋 乔宏宇 李栋 齐晗兵 《化工机械》 CAS 2020年第1期46-53,共8页

为了研究大角焊缝处裂纹的断裂性能,建立了大角焊缝处含Ⅰ型裂纹的100 000m^3立式钢制储罐有限元简化模型,并基于断裂力学理论分析了裂纹最深处的应力强度因子K_I值及其与主要影响参数的关系。基于分析结果,根据裂纹的位置将大角焊缝附... 为了研究大角焊缝处裂纹的断裂性能,建立了大角焊缝处含Ⅰ型裂纹的100 000m^3立式钢制储罐有限元简化模型,并基于断裂力学理论分析了裂纹最深处的应力强度因子K_I值及其与主要影响参数的关系。基于分析结果,根据裂纹的位置将大角焊缝附近的裂纹分为底板裂纹、焊缝裂纹和焊趾裂纹,并分别拟合了3类裂纹的K_I值计算公式,据此可以根据现场实际检测的裂纹尺寸和裂纹位置简单有效地对此类裂纹的断裂性能进行工程评估。 展开更多

关键词 大型储罐 ANSYS 大角焊缝 裂纹 应力强度因子

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海洋非黏结柔性软管金属层失效机制研究进展 被引量：3

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作者 陈严飞 张晔 +4 位作者 冯玮 孙伟栋 刘昊 何明畅 张恩勇 《中国海洋平台》 2022年第1期53-62,69,共11页

整合API RP 17B规范提出的海洋非黏结柔性软管9种常见失效模式,对国内外柔性软管金属层6种常见失效模式的研究进展进行较为详细的综述,并针对目前柔性软管金属层失效机制研究中存在的问题和短板,指出未来海洋柔性软管失效模式研究的下... 整合API RP 17B规范提出的海洋非黏结柔性软管9种常见失效模式,对国内外柔性软管金属层6种常见失效模式的研究进展进行较为详细的综述,并针对目前柔性软管金属层失效机制研究中存在的问题和短板,指出未来海洋柔性软管失效模式研究的下一步建议,为海洋柔性软管结构设计和完整性管理奠定基础。 展开更多

关键词 非黏结柔性软管 金属层 失效机制 失效模式 完整性管理

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浮顶罐中央排水管泄漏油气扩散激光检测研究

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作者 李栋 郭曦 +3 位作者 王迪 马鹏博 孙伟栋 王明吉 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期913-918,共6页

浮顶罐中央排水管油气泄漏研究对及时制定合理的应急措施、预防重大事故发生有重要意义。介绍了一种判断中央排水管泄漏的方法。通过数值模拟分析了不同泄漏位置对中央排水管泄漏后报警时间的影响,模拟发现3个泄漏位置的报警时间最大相... 浮顶罐中央排水管油气泄漏研究对及时制定合理的应急措施、预防重大事故发生有重要意义。介绍了一种判断中央排水管泄漏的方法。通过数值模拟分析了不同泄漏位置对中央排水管泄漏后报警时间的影响,模拟发现3个泄漏位置的报警时间最大相差1308 s,说明泄漏位置对报警时间的影响较大。采用浓度为10%的甲烷代替油气进行了中央排水管油气泄漏激光检测可行性的实验验证。结果表明:TDLAS技术可用于中央排水管泄漏报警系统中油气浓度的检测,对浮顶罐中央排水管泄漏报警系统的设计有一定的参考意义。 展开更多

关键词 浮顶罐 中央排水管 泄漏 数值模拟 激光检测

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基于逆向工程技术的含凹陷管道极限强度分析 被引量：6

11

作者 孙伟栋 韩烨 +2 位作者 钟良 刘保余 阮伟东 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第5期97-103,109,共8页

凹陷作为常见的管道几何缺陷形式,可能会引起管道局部应力集中,进而导致其承载能力下降,同时也为管道的正常运行带来巨大的安全隐患。基于变形检测技术和3D扫描技术分别获得含凹陷管道的真实内外表面轮廓,利用逆向工程技术构建凹陷管道... 凹陷作为常见的管道几何缺陷形式,可能会引起管道局部应力集中,进而导致其承载能力下降,同时也为管道的正常运行带来巨大的安全隐患。基于变形检测技术和3D扫描技术分别获得含凹陷管道的真实内外表面轮廓,利用逆向工程技术构建凹陷管道的三维实体模型,导入ABAQUS有限元软件模拟运行状态下凹陷管道的应力分布特征,准确地判断含凹陷管体的最危险位置,最后依据Mises屈服准则进行含凹陷管道的安全评估。结果表明,通过上述2种方法获得的凹陷管道应力模拟结果基本吻合,从而有效地验证了基于变形检测技术开展凹陷管道极限强度分析的可行性和精确性,该方法可以有效地避免开展3D扫描前的管道开挖工作。 展开更多

关键词 凹陷管道 变形检测 3D扫描 有限元 Mises屈服准则

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Mecanum轮参数化设计和运动学分析 被引量：1

12

作者 孙伟栋 张宇 +3 位作者 费雄 王春阳 鲁海瑞 熊英杰 《农业装备与车辆工程》 2020年第10期40-43,共4页

全方位移动平台在拥挤的环境中运行时,由于轮子的非完整性约束,使用传统的或者滑动转向的普通轮式车辆虽然可以到达环境中的任何位置和方向,但可能需要更加复杂的操作以及环境的要求。为了在局部不平地面条件下应用Mecanum轮,总结出在... 全方位移动平台在拥挤的环境中运行时,由于轮子的非完整性约束,使用传统的或者滑动转向的普通轮式车辆虽然可以到达环境中的任何位置和方向,但可能需要更加复杂的操作以及环境的要求。为了在局部不平地面条件下应用Mecanum轮,总结出在实际装车环境下的几种不平地面条件,根据条件约束提出了Mecanum轮的结构设计,并针对Mecanum轮的辊子进行了参数化的设计和计算。为了提高Mecanum轮的性能,对结构进行了运动学分析。对辊子的参数化设计为其精密制造提供了理论依据。 展开更多

关键词 不平地面 麦克纳姆轮 参数化设计 运动学分析

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进口原油海底输送管道内腐蚀预测及评价研究 被引量：4

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作者 孙伟栋 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2020年第4期7-10,共4页

某进口原油海底输送管道因结构问题无法进行管道内腐蚀检测,为了掌握该管道的内腐蚀状况,依据NACE相关标准推荐的做法,对管道的内腐蚀高风险位置进行了预测。采用腐蚀预测模型,对管道当前工况下的腐蚀速率进行了预测,并利用上游管道的... 某进口原油海底输送管道因结构问题无法进行管道内腐蚀检测,为了掌握该管道的内腐蚀状况,依据NACE相关标准推荐的做法,对管道的内腐蚀高风险位置进行了预测。采用腐蚀预测模型,对管道当前工况下的腐蚀速率进行了预测,并利用上游管道的内腐蚀检测数据对该部位腐蚀速率预测的准确性进行了验证。依据预测的数据计算其剩余寿命,给出了合理的再评价周期。 展开更多

关键词 进口原油 海底输送管道 多相流 腐蚀预测 内腐蚀评价

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长输油气管道的定期检验探讨

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作者 张富胜 薛春 +1 位作者 孙伟栋 袁龙春 《山东化工》 CAS 2022年第20期149-150,共2页

通过近年来国内长输油气管道定期检验法规标准等研究,分析了管道常用外、内检测方法,如交流电位梯度法(ACVG)、Pearson交流电流法、直流电位梯度法(DCVG)、密间隔电位测试法(CIPS)、漏磁法检测技术(MFL)等,介绍了发展趋势,提出各种检验... 通过近年来国内长输油气管道定期检验法规标准等研究,分析了管道常用外、内检测方法,如交流电位梯度法(ACVG)、Pearson交流电流法、直流电位梯度法(DCVG)、密间隔电位测试法(CIPS)、漏磁法检测技术(MFL)等,介绍了发展趋势,提出各种检验方法的特点,对长输油气管道定期检验提出改进建议。 展开更多

关键词 长输油气管道 定期检验 内外检测技术

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基于ABAQUS的油气管道内部裂纹应力分析 被引量：4

15

作者 孙伟栋 《冶金与材料》 2020年第4期77-78,共2页

文章建立了不同管道内压、裂纹深度及裂纹角下的油气管道模型,使用ABAQUS软件对环向裂纹管道进行了有限元分析。发现裂纹处存在明显的应力集中区,整体的应力值沿着管道轴线方向及裂纹走向逐渐减小。最大Mises应力值均随管道内部压力的... 文章建立了不同管道内压、裂纹深度及裂纹角下的油气管道模型,使用ABAQUS软件对环向裂纹管道进行了有限元分析。发现裂纹处存在明显的应力集中区,整体的应力值沿着管道轴线方向及裂纹走向逐渐减小。最大Mises应力值均随管道内部压力的增大而线性增大,随裂纹深度的增大而线性增大,最大应力值与裂纹深度呈指数关系。随着裂纹角θ/π的增大,管道裂纹处的最大Mises应力变化趋势逐渐减弱。 展开更多

关键词 管道 应力 ABAQUS

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关于金矿采矿方法的优化选择及岩石力学研究 被引量：3

16

作者 孙伟栋 《山东工业技术》 2016年第20期124-124,共1页

因为中国特殊的地质结构,金矿的开采在所有类别的矿石开采当中所占的比重较大。为保证充分地开采出合格的金矿,本文以实际的金矿开采为例,选用不同的方式进行金矿开采,对其采矿方法的优化选择和对周围的岩石力学进行了研究。

关键词 金矿 采矿方法 优化选择 岩石力学

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抛锚撞击作用下海底管道安全评估 被引量：2

17

作者 孙伟栋 钟良 何世亮 《低温建筑技术》 2020年第6期117-120,共4页

文中以杭州湾册镇海底管道为研究对象,结合杭州湾真实海况,采用DNV-RP-F107规范计算方法,基于GB/T 546-1997《霍尔锚》规范选取不同船锚尺寸,研究不同船锚质量以及作业水深等对册镇海底管线的撞击变形以及安全评估。研究发现当册镇海底... 文中以杭州湾册镇海底管道为研究对象,结合杭州湾真实海况,采用DNV-RP-F107规范计算方法,基于GB/T 546-1997《霍尔锚》规范选取不同船锚尺寸,研究不同船锚质量以及作业水深等对册镇海底管线的撞击变形以及安全评估。研究发现当册镇海底管道受到7800kg船锚撞击,裸露段存在失效的风险;一旦船锚撞击海底管道,其凹陷变形将超过5%;当册镇海底管道受到10500kg船锚撞击,即使埋深达到1.5m,也不足以保证管线安全,因此建议管线埋深达到2m,以避免管线发生失效破坏。 展开更多

关键词 抛锚撞击 海底管线 凹陷变形 能量 冲击

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非线性防弯器对柔性立管整体响应的约束作用研究 被引量：1

18

作者 阮伟东 刘大辉 +1 位作者 孙伟栋 吴剑国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期1668-1679,共12页

作为重要的辅助设备,防弯器被广泛应用以提供一个从平台到柔性立管的平缓物理过渡,进而避免疲劳破坏和过度弯曲。由于防弯器在柔性立管整体分析中发挥着极其重要的作用,在柔性立管构型设计中充分了解防弯器的约束作用是必要的。本文基... 作为重要的辅助设备,防弯器被广泛应用以提供一个从平台到柔性立管的平缓物理过渡,进而避免疲劳破坏和过度弯曲。由于防弯器在柔性立管整体分析中发挥着极其重要的作用,在柔性立管构型设计中充分了解防弯器的约束作用是必要的。本文基于经典细长杆件模型,提出了一种改进的数学模型用来研究防弯器约束和水动力荷载作用下的柔性立管整体响应。该数学模型分别采用抗弯刚度过渡模型和双折线弯曲-曲率模型模拟防弯器约束和柔性管弯曲滞回特征。通过对比,可以发现防弯器主要影响柔性立管顶端区域的曲率分布,其材料特性具有非常显著的影响。此外,本文也深入地研究了不同海流流速和浮式平台运动工况下防弯器的约束作用。 展开更多

关键词 防弯器约束 材料非线性 曲率分布 柔性立管

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老龄管道安全运行危害因素分析 被引量：1

19

作者 孙伟栋 席少龙 余良民 《中小企业管理与科技》 2015年第29期295-295,共1页

长期服役的管道,管道本体及沿线环境均与设计建设期相比较发生了很大的改变,为了保证管道安全运行,需要全面了解在役老龄管线的技术状况,进行危害因素分析及安全评估。本文对在役老龄管道存在的管体腐蚀、防腐层老化、占压、埋深不够、... 长期服役的管道,管道本体及沿线环境均与设计建设期相比较发生了很大的改变,为了保证管道安全运行,需要全面了解在役老龄管线的技术状况,进行危害因素分析及安全评估。本文对在役老龄管道存在的管体腐蚀、防腐层老化、占压、埋深不够、蓄意破坏及阴极保护失效等进行了分析,并提出了建议。 展开更多

关键词 长输管道 老龄管线 腐蚀 阴极保护

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直线同步电动机磁悬浮系统非线性神经网络自适应反步控制 被引量：2

20

作者 邢艺馨 蓝益鹏 +1 位作者 姜云风 孙伟栋 《电机与控制应用》 2023年第3期8-13,共6页

提出一种非线性神经网络自适应反步控制方法来提高电励磁直线同步电动机(EELSM)磁悬浮控制系统的性能。研究EELSM的结构及其运行机理;建立EELSM磁悬浮系统的状态方程与数学模型;为克服EELSM磁悬浮平台运行过程中存在的不确定性扰动,设... 提出一种非线性神经网络自适应反步控制方法来提高电励磁直线同步电动机(EELSM)磁悬浮控制系统的性能。研究EELSM的结构及其运行机理;建立EELSM磁悬浮系统的状态方程与数学模型;为克服EELSM磁悬浮平台运行过程中存在的不确定性扰动,设计了非线性神经网络自适应反步控制器对扰动进行估计,通过构造Lyapunov函数证明系统的稳定性。用MATLAB软件对控制系统进行计算机仿真,仿真结果验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 直线同步电动机 电励磁 磁悬浮系统 自适应反步控制 神经网络控制

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