基于虛擬儀器技術的石油化工檢測方法

陶陳華

摘要：針對現有石油化工檢測方法無法實現無損檢測，且檢測結果覆蓋范圍較大，無法為后續高精度異常點檢測提供可靠依據問題，因此本文引入虛擬儀器技術，對其在石油化工檢測方法中的應用展開研究。通過基于虛擬儀器技術的石油化工運行模擬、石油化工異常段及故障裝置無損檢測，提出一種全新的檢測方法。通過對比實驗證明，新的檢測方法在實際應用中可實現對異常段的準確劃分，并且覆蓋范圍小，能夠為后續異常點的確定提供更可靠依據，除此之外，應用虛擬儀器技術后，可實現對石油化工的無損檢測。

關鍵詞：虛擬儀器技術;化工檢測;石油化工;異常段

中圖分類號：TQ630.7+2文獻標識碼：A

0引言

石油、天然氣等能源型資源被廣泛應用到人們生產和生活所涉及的各個領域當中，并且其重要性和必要性日益突出。在這樣的發展背景下，石油化工企業若想取得更大的成就，開拓其市場，必須確保石油化工各項工作的開展具備更強的安全性和可靠性，并在此基礎上提升起始生產效率[1]。由于部分石油化工企業過分追求經濟方面的利益，而忽視了其安全工作的重要性，常常導致石油化工工作開展時出現各種各樣的安全問題，嚴重威脅著工作人員的人身安全以及石油化工企業的安全運行。針對這一問題，相關領域研究人員逐漸將研究重點放在了對石油化工的檢測上，并提出了多種精度更高的檢測方法[2]。但目前，大部分的檢測方法在實際應用中都需要直接作用在石油化工設備、裝置等結構上，同時檢測步驟也會對其造成進一步的影響。因此，為了實現對石油化工的無損檢測，本文嘗試引入虛擬儀器技術，開展對其石油化工檢測方法的設計研究。

1基于虛擬儀器技術的石油化工檢測方法

1.1基于虛擬儀器技術的石油化工運行模擬

為了實現對石油化工運行的標準化檢測，在設計對應的檢測方法前，輔助虛擬儀器技術的使用，進行石油化工運行工況的模擬。在此過程中，設定石油化工在運行中的PC給水管線采用的是10kg、1.0KPa耐壓設計制作，按照管線的預設參數，建立一個模擬實驗管線。每個管線之間使用活口連接接口進行連接設計，確保石油化工管線在輸油中安全性與可靠性。在此基礎上，在石油管線的輸油管道上安裝一個可自動調控的虛擬水龍頭，用于進行管線輸油過程的模擬，在其石油化工管線正常運行過程中，要保證調試水龍頭處于關閉狀態。當其處于泄漏或其他運行故障運行狀態時，保證調試水龍頭處于打開狀態[3]。在此基礎上，使用揚程高度在80.0m～120.0m的水泵，向輸油管線中進行注水操作，預設注水泵可以供應的最大壓力為1.0MPa，為了保證石油化工輸送的穩定性，要求水泵的電機設備在此過程中不進行調速處理，以此滿足供水壓力的恒定。同時，在使用虛擬儀器技術模擬其運行時，可在輸油管道的末端位置，安裝一個泄水口，由水龍頭對其進行模擬操作處理[4]。確保水泵處于不可調速的狀態后，通過對水龍頭泄水量的控制，實現基于宏觀角度對其進行模擬的控制。在此過程中應注意的是，所有同于控制水龍頭運行的虛擬設備，都應當具有恒定優勢，避免在石油化工運行模擬時出現壓力過大的問題。按照此種方式，實現基于虛擬儀器技術的石油化工模擬設計。

1.2石油化工異常段及故障裝置無損檢測

按照傳感器選組、反饋數據比對、異常點定位、顯示與預警等方式，進行石油化工異常段的檢測。在此基礎上，應用虛擬儀器技術，對石油化工運行中的故障裝置進行無損檢測。圖1為檢測流程示意圖。

按照圖1所示的流程完成檢測，檢測過程中，需要先在前端發射虛擬運行信號，信號在不同裝置中會發生反射傳播，傳播時如果遇到生阻介質反饋值相差較大的現象，可以認為此時的測試區段中存在異常[5]。當信號反饋時出現此種問題，可以將虛擬探頭作為一個檢測設備，根據探頭深入的位置，進行不同區段的檢測。將所有反饋的信號呈現在銀光屏幕上，對信號進行集成處理后即可實現對基軸的定位，以此種方式，判斷故障裝置的損傷點與異常位置。

在測試過程中應注意的是，所有探頭在這一位置中需要進行信號的穿透，但信號穿透的過程可能存在能量的損失，當損失量過大時將出現反饋結果不準確的問題，因此，在實際測試時，需要掌握被測設備的壁厚，通過對其壁厚的計量，掌握是否需要對反饋信號進行補償，以此種方式，實現對故障裝置的無損檢測。

2對比實驗

通過本文上述論述，在引入虛擬儀器技術的基礎上，提出了一種全新的石油化工檢測方法。為了驗證該方法的實際應用效果，選擇以某石油化工企業作為依托，針對該石油化工企業中的石油運輸管道以及運行設備分別利用本文提出的方法和傳統基于射線檢測法的方法進行檢測，對比兩種檢測方法的實際應用效果進行對比分析。實驗過程中，石油運輸管道的壓力為0.5MPa，已知在該石油管道上共分布5個泄漏點，分別位于管道1.23m、1.35m、1.48m、2.36m和3.25m位置上。分別利用兩種檢測方法對異常段進行定位，并將定位結果繪制成表1所示。

從表1中得出的實驗結果可以看出，本文提出的檢測方法檢測出的異常段均能夠覆蓋泄漏點具體位置，而傳統基于GIS的檢測方法得出的異常段只有檢測分區I和檢測分區IV覆蓋了泄漏點，并且檢測到的異常段覆蓋范圍較廣，后續對泄漏點的定位難度較大。因此，通過上述得出的實驗結果初步證明，本文提出的檢測方法在實際應用中能夠實現對異常段的準確定位，并且確定具體泄漏點位置的范圍較小，能夠為后續精準定位提供幫助。同時，在實驗過程中，本文提出的檢測方法并沒有直接作用在運輸管道上，只是在構建的虛擬環境當中實現對異常段的檢測，因此沒有對石油化工的正常運行造成影響，但傳統基于射線檢測法的檢測方法在應用過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行。

3結束語

通過本文上述論述，在引入虛擬儀器技術的基礎上提出了一種全新的檢測方法，并通過對比實驗的方式證明了新的檢測方法的實際應用可行性和優勢。通過研究得出，在引入虛擬儀器技術后，達到了對石油化工無損檢測的目的，不會影響到其工作的正常運行。但由于研究時間有限，在實驗過程中只實現了對管道泄漏問題的檢測效果驗證，并沒有針對石油化工中各類裝置的檢測結果進行檢驗。因此，在后續的研究中還將針對這一問題進行更加深入研究，并結合后續得出的實驗結果，對本文檢測方法進行優化，從而提升本文檢測方法的應用優勢，也進一步提高虛擬儀器技術的應用適應性。

參考文獻

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