بررسی آزمایشگاهی نشتی سیال در لوله ها به روش پردازش سیگنال های دریافتی نشرآوایی صوتی

یکپارچگی سامانه های لوله کشی در بسیاری از صنایع، به سبب جابه جایی طیف گسترده ای از سیالات، اهمیت حیاتی دارد و وقوع نشتی می تواند عملیات را مختل کرده، ایمنی را کاهش دهد و هزینه های نگه داری را افزایش دهد. در این پژوهش، با تکیه بر روش نشر آوایی «آکوستیک امیشن» به عنوان رویکردی غیرمخرب، حساس به عیوب کوچک و سازگار با پایش پیوسته، یک سامانه آزمایشگاهی شامل لوله های فولادی گالوانیزه حامل آب تحت فشار ساخته شد تا رفتار آکوستیکی نشتی در شرایط کنترل شده بررسی شود و پارامترهایی نظیر فشارآب، قطر نشتی قطر لوله به عنوان متغیر مورد پژوهش قرار گیرد. شکل موج های آکوستیک امیشن توسط سنسورهای نصب شده در فواصل تعیین شده گردآوری و ثبت شد. پس از کاهش نویز و اعمال فیلتر گذرباند متناسب با پهنای باند سنسور، ویژگی های زمانی و آماری و طیفی (دامنه، رویدادها، نرخ رشد سیگنال ها، انرژی سیگنال و غیره) استخراج شد و با اتکا به این ویژگی ها، مولفه های مرتبط با نشتی از اغتشاش های زمینه ای و آشفتگی جریان و ارتعاشات مکانیکی تفکیک گردید. تحلیل های نموداری در شش حالت نشان داد که فشار سیال، قطر لوله و قطر دهانه نشتی به طور سیستماتیک بر پاسخ آکوستیکی اثرگذارند؛ به گونه ای که با افزایش فشار یا بزرگ تر شدن دهانه نشتی، دامنه ها و نرخ رخدادها افزایش یافته و نقش قطر لوله در تعدیل انتشار و میرایی آشکار می شود. در مجموع، یافته ها آکوستیک امیشن را به عنوان روشی غیرمخرب و سریع برای پایش سلامت خطوط لوله و تشخیص زودهنگام نشتی تایید می کند. جریان کار ترکیبی «تشخیص مبتنی بر ویژگی» و «تحلیل حساسیت نسبت به پارامترهای فیزیکی کلیدی» زیربنایی عملی برای پایش برخط فراهم می آورد. نتایج نشان می دهند که کالیبراسیون متناسب با هندسه لوله و ویژگی های سیال و ادغام سامانه آکوستیک امیشن در برنامه های بررسی وپایش تجهیزات، برای کاهش زمان تست و ریسک ضروری است.

کلیدواژه ها:

آکوستیک امیشن ، نشتی ، سامانه آزمایشگاهی ، سنسور ، سیگنال