【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及段塞流定性识别的，尤其是涉及一种段塞流定性识别方法及系统。
技术介绍
1、在石化行业，由设备、电气仪表等设备设施导致的非计划停车达到66%，事故则占到45%，占到石化危险事故事件的半数以上，其中由腐蚀导致非计划停车占到总量的43.55%，占到设备失效的78%，事故比例则高达90%以上。随着各种劣质、活性硫原油的种类和数量的不断增加，以及加氢工艺的普遍采用，这种情况可能呈现逐年增加的趋势。
2、目前，流动腐蚀可以分为3种类型，即对流传质腐蚀、相转变腐蚀和冲刷腐蚀，而段塞流腐蚀兼具了以上三种腐蚀效应，因而后果最为严重。段塞流源于分层流，当这种流态转变发生时，管道的实际腐蚀速率将10倍于waard公式的预测结果。
3、研究表明，造成这种腐蚀加速的主要原因是由于段塞流产生较高的湍流强度，从而使流体对管道周向的剪切力发生了质变；如此会造成腐蚀产物膜和缓蚀剂膜减薄，且使膜结构疏松多孔，甚至完全剥落。而腐蚀速率会随着弗劳德准数、段塞频率的增加而增加，液塞长度的增加则主要增加管道底部的腐蚀速率。因此，有效监测流体流态的异常是避免石化状安全事故的重要内容。
4、由于石化行业环境复杂，存在高温、超低温等运行环境，出于生产安全等需要，则不允许破除管路保温进行监测，不破坏保温层的情况下，如何实现石化管道系统中流态变化及腐蚀程度的在线监测是石化行业亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了能够在不破坏保温层的情况下，实现石化管道系统中流态变化及腐蚀程度的在线监
2、第一方面，本专利技术提供的一种段塞流定性识别方法，采用如下的技术方案：
3、一种段塞流定性识别方法，包括以下步骤：
4、获取信号曲线：利用γ射线切向扫描包覆管道，获取包覆管道中各切向位置的γ射线透过检测物后的强度i，γ射线透过检测物后的强度i的计算模型如下：
5、；
6、式中，为射线透过检测物前的强度，i为γ射线所经过的物质种类，为吸收物质对γ射线的质量吸收系数，ρ为吸收物质的密度，为γ射线透射过物质的切向厚度；
7、并制作γ射线透过检测物后的强度与半径的关系曲线；
8、段塞流分析：包括瞬时极值获取i步骤、瞬时斜率获取i步骤、瞬时斜率分析i步骤、连续斜率获取步骤以及斜率波动分析步骤；
9、瞬时极值获取i：在时刻，若为至中的最小值，则获取坐标（，）；为半径为时γ射线透过检测物后的强度；
10、瞬时斜率获取i：获取时刻，（，）与（，）之间的斜率，（，）与（，）之间的斜率；
11、瞬时斜率分析i：若时刻，斜率与斜率的差值大于第一阈值a，则执行连续斜率获取步骤；
12、连续斜率获取：获取时刻，半径为的γ射线透过检测物后的强度，并获取时刻在（，）与（，）之间的斜率；
13、斜率波动分析：计算时刻，斜率的波动情况，若波动情况大于第二阈值b，则判定为存在段塞流的情况，波动情况的计算模型如下：
14、；
15、；
16、段塞流情况输出：输出管道内具有段塞流的结果。
17、段塞流的特性为，在流体与管道内壁接触的位置，流体会以液态和气态的形式交替出现，通过采用上述技术方案，在使用γ射线沿切向扫描包覆管道时，包覆管道会吸收γ射线，且包覆管道上不同的层结构吸收γ射线的情况会有所不同；在包覆管道上不同的层结构处，γ射线的吸收程度会发生突变，进而获知包覆管道上不同的层结构的分界线。
18、在包覆管道与流体之间，γ射线的吸收程度也会发生突变，且流体的密度小于管道的密度，因此，获取一定范围内，射线透过检测物后的强度的最小值，可以初步确定包覆管道与流体的分界线。之后根据斜率与斜率的差值，进一步排除误差干扰。之后，根据段塞流的特性，判断γ射线的吸收程度是否发生明显变化，若γ射线的吸收程度发生了明显变化，则可以确定流体正在以液态和气态的形式交替出现，即出现了段塞流；若γ射线的吸收程度没有发生明显变化，则可以确定流通没有发生流态的变化，因此没有出现段塞流。通过上述方法，可以具象化的分析管道内是否出现段塞流，且不必对工厂进行停产即可进行段塞流的检测，降低了工厂停产以及工厂发生危险的概率。
19、可选地，所述γ射线的发射能量大于200kev。
20、通过采用上述技术方案，当γ射线的发射能量大于200kev时，不同吸收物质对γ射线的质量吸收系数便接近相同，如此降低了物质类型对吸收γ射线的影响，提高了检测的准确性。
21、可选地，所述斜率波动分析步骤后还设置有结垢层分析步骤；
22、结垢层分析：包括分析区间获取步骤、瞬时极值获取ii、瞬时斜率获取ii步骤、瞬时斜率分析ii；
23、分析区间获取：获取斜率波动分析步骤中的r作为段塞流出现半径，将作为分析起点，将管道的外径r作为分析终点；
24、瞬时极值获取ii：在时刻，若为至中的最小值，则获取坐标（，）；且；
25、瞬时斜率获取ii：获取时刻，（，）与（，）之间的斜率，（，）与（，）之间的斜率；
26、瞬时斜率分析ii：若时刻，斜率与斜率的差值大于第三阈值c，则判定为存在结垢层的情况；
27、结垢情况输出：输出管道内出现结垢层的结果。
28、在出现段塞流后，管道内非常容易产生结垢现象，且结垢现象越严重，证明管道腐蚀情况越严重，通过采用上述技术方案，在确定管道内存在段塞流时，γ射线透过检测物后的强度发生突变且γ射线透过检测物后发生波动的位置，即为包覆管道与流体之间的分界线，因此在此分界线像管道的外侧进行检测。若一定范围内，射线存在透过检测物后的强度的最小值，可以初步确定包覆管道与结垢层的分界线。之后根据斜率与斜率的差值，进一步排除误差干扰，进而确定包覆管道内存在结垢现象。
29、可选地，所述结垢层分析步骤还包括瞬时斜率获取iii步骤以及瞬时斜率分析iii步骤；在瞬时斜率分析ii步骤中，若时刻，斜率与斜率的差值大于第三阈值c，则先执行瞬时斜率获取iii步骤；
30、瞬时斜率获取iii：获取时刻，（，）与（，）之间的斜率，其中b大于a；
31、瞬时斜率分析ii：若时刻，斜率大于斜率，则判定为存在结垢层的情况。
32、由于结垢层具有密度不均匀的特性，通过采用上述技术方案，当斜率与斜率的差值大于第三阈值c时，也可能为金属管道内部内衬有密度较小的保护层，因此再对斜率和斜率进行比较，若斜率大于斜率，则可判断为包覆管道内壁上存在结垢层。
33、可选地，所述结垢层分析步骤还包括结垢厚度计算步骤；
34、结垢厚度计算：获取瞬时斜率获取iii步骤中的r作为包覆管道的内半径，之后计算结垢壁厚sch，结垢壁厚sch的计算模型如下：
35、；
36、所述结垢情况输出步骤中，还输出管道结垢层的厚度结垢壁厚sc本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种段塞流定性识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述γ射线的发射能量大于200keV。
3.根据权利要求1或2所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述斜率波动分析步骤后还设置有结垢层分析步骤；
4.根据权利要求3所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述结垢层分析步骤还包括瞬时斜率获取III步骤以及瞬时斜率分析III步骤；在瞬时斜率分析II步骤中，若时刻，斜率与斜率的差值大于第三阈值C，则先执行瞬时斜率获取III步骤；
5.根据权利要求3所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述结垢层分析步骤还包括结垢厚度计算步骤；
6.一种使用如权利要求1-5中任意一项所述段塞流定性识别方法的段塞流定性识别系统，其特征在于：包括检测装置以及分析系统，
7.根据权利要求6所述的一种段塞流定性识别系统，其特征在于：所述γ射线发射器（100）发出的γ射线的能量大于200keV。
8.根据权利要求6或7所述的一种段塞流定性识别系统，其特征
9.根据权利要求8所述的一种段塞流定性识别系统，其特征在于：所述分析系统还包括计算模块VII以及判断模块IV，
10.根据权利要求9所述的一种段塞流定性识别系统，其特征在于：所述分析系统还包括计算模块VIII；
...【技术特征摘要】
1.一种段塞流定性识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述γ射线的发射能量大于200kev。
3.根据权利要求1或2所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述斜率波动分析步骤后还设置有结垢层分析步骤；
4.根据权利要求3所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述结垢层分析步骤还包括瞬时斜率获取iii步骤以及瞬时斜率分析iii步骤；在瞬时斜率分析ii步骤中，若时刻，斜率与斜率的差值大于第三阈值c，则先执行瞬时斜率获取iii步骤；
5.根据权利要求3所述的一种段塞流定性识别方法，其特征在于：所述结垢层分析步骤还包括结垢厚度计算步骤；
6.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：路笃辉，王目凯，杨硕，呙娓佽，丛广佩，侯令玮，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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