شناسایی و تخمین دقیق پارامترهای هندسی عیوب واقع بر سطوح داخلی لوله ها با استفاده از روش رسانش حرارتی معکوس

شناسایی عیوب واقع بر سطوح داخلی لوله‌ها، به علت ویژگی ذاتی این سطوح که غیرقابل‌دسترس می‌باشند، همواره فرآیندی دشوار بوده است. در این پژوهش به طراحی روشی نوین در شناسایی محل عیوب واقع بر سطوح داخلی لوله‌ها و تخمین دقیق پارامترهای هندسی آن از قبیل طول عیب و متوسط عمق کاسته شده از دیواره لوله پرداخته شده است. روش کار بدین‌صورت است که در محل بازرسی، یک گرم‌کن نواری بر روی سطح بیرونی لوله قرارگرفته و برای مدت کوتاهی شار حرارتی مشخصی به آن سطح اعمال می‌گردد و دمای حسگرهای واقع در زیر گرم‌کن در زمان اعمال شار حرارتی و اندکی پس‌ازآن اندازه‌گیری می‌شود. افزایش موضعی درجه حرارت در قسمتی از سطح بیرونی لوله، نشان از وجود عیب بر روی سطح داخلی آن است؛ در این صورت با فرض یک عیب با پارامترهای نامشخص بر روی سطح داخلی لوله و بهره‌گیری از روش رسانش حرارتی معکوس، فرآیند شبیه‌سازی عددی در یک الگوریتم تکرارپذیر تا جایی ادامه می‌یابد که پارامترهای هندسی نامشخص عیب موجود به نحوی تخمین زده شود که اختلاف دمای اندازه‌گیری شده و شبیه‌سازی‌شده در محل حسگرها حداقل شود.

Detection and Accurate Estimation of Geometrical Parameters of Defects on the Internal Surfaces of Pipes Using Inverse Heat Conduction Method

Detection of defects in the internal surfaces of pipes due to the inherent feature of these surfaces which is inaccessibility is always a troublesome process. In this study, a novel method has been designed for detection of defect locations on the internal surfaces of pipes and accurate estimation of defect geometrical parameters such as length and average material loss depth. The way that this method works is that a band heater is located on the external surface of the pipe in inspection segment, and specified heat flux is applied to this surface for a short time, and the temperature of these sensors located on rear of the band heater is measured during and after of applying thermal heat flux. The local temperature rise on the section of the external surface of the pipe indicates a defect on its internal surface. In this case, a defect with unknown parameters is supposed on the internal surface of the pipe, and by using the inverse heat conduction method, an iterative numerical simulation procedure continues until the unknown geometrical parameters of defects are estimated in a way to minimize the difference between the measured and simulated temperature in the location of sensors.