شناسایی عیوب لوله‌های حامل سیال با استفاده از روش ردگیری اندرکنش دینامیکی بار متحرک خارجی

لوله‌های حامل سیال در زمینه‌های مختلف از جمله صنایع پتروشیمی، نفت، گاز، خطوط انتقال در سازه‌های هیدرولیکی به کار گرفته می‌شود. در آسیب‌های ناشی از ارتعاش مخرب لوله‌هایی که اجزای یک نیروگاه یا دیگر تاسیسات صنعتی را به یکدیگر مرتبط می‌نمایند، یکی از دلایل اصلی در از بین رفتن زمان تولید، خرابی و درنهایت آتش‌سوزی در تاسیسات صنعتی به شمار می‌رود. بنابراین حصول به روشی به‌عنوان شناسایی خرابی در لوله‌های حامل سیال از ضرورت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از انجام این پژوهش، ابتدا بررسی اثر جریان داخلی سیال بر مشخصه‌های ارتعاشی یک لوله در قالب روش‌های تئوری می‌باشد. سپس به‌منظور تحلیل ارتعاش اجباری لوله حامل سیال، اثر عبور بار متحرک خارجی مدنظر قرار می‌گیرد و در ادامه روشی برای شناسایی خرابی در لوله‌ها مبتنی بر روش الگوریتم فازی-ژنتیک پیشنهاد می‌گردد. در ابتدا، دستگاه معادلات دینامیکی سیستم یک لوله حامل سیال، همراه با بار متحرک خارجی که شامل برهم‌کنش سه‌گانه میان لوله و سیال و بار متحرک مدل‌سازی می‌شود و سپس بعد از حل معادله ارتعاشی سیستم، تاریخچه زمانی شتاب از نقطه میانی لوله برداشت می‌شود. سیگنال‌های به دست آمده شتاب، با استفاده از روش تبدیل فوریه از قلمرو زمان به قلمرو فرکانس انتقال داده می‌شوند که این فرکانس‌ها به‌عنوان ویژگی برای روشی جدید بر مبنای الگوریتمی فازی-ژنتیک برای یافتن آسیب در لوله دو سر مفصل مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش معرفی‌شده قادر به شناسایی محل و میزان آسیب در لوله می‌باشد. این الگوریتم برای پیدا کردن مکان آسیب در طول لوله طراحی شده که قادر به یافتن مکان آسیب از روی الگوی تغییرات فرکانسی لوله بین حالت سالم و معیوب لوله است و برای پیدا کردن مقدار آسیب نیز از تغییرات کمی فرکانس بهره گرفته شده است.

Damage Detection in Fluid-Conveying Pipe Using Dynamic Interaction Tracking of Moving Load Method

Fluid conveying pipe used in different fields such as petrochemical, oil, gas, hydraulic structures in transmission lines.The damage caused by vibrations damaging pipes or other components of a power plant industrial plants are related to each other, one of the main reasons for the loss of production time is considered damage and ultimately fires in industrial plants. So make a way as to identify damage in the fluid conveying pipe is of particular importance.The purpose of this study, the effect of the fluid inside the pipe vibration characteristic is a theoretical approach.Then for forced vibration analysis of fluid pipe considered passes through the external moving oscillator. And then a method to detect damage in pipes recommended based on fuzzy-genetic algorithm. First, fluid conveying pipe dynamic equations, modeled interaction between external moving, pipe and fluid then solving vibration system, acceleration time history extracted from midpoint of pipe. Subsequently, a new method of damage detection in simply supported pipe is introduced based on fuzzy-genetic algorithm. The new method is capable of identifying the location and severity of the damage. This algorithm is developed to detect the damage location along the beam, which can detect the damage location based on the pattern of beam frequency variations between undamaged and damaged states. The severity of damage is assessed based on quantitative variations in frequencies.