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    工程师开发了一种受自然界启发的新扫描技术,可以检测石油和天然气管道中的腐蚀金属
    2021年04月20日    阅读量:5203    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

    工程师开发了一种受自然界启发的新扫描技术,该技术可以检测石油和天然气管道中的腐蚀金属。


    通过模仿蝙蝠如何使用不同波长的超声波来检测物体,寻找并避开掠食者,工程师开发了一种新系统,该系统结合了两种不同类型的辐射,快速中子和伽马射线,以检测腐蚀-管道泄漏的主要原因。


    工程师开发了一种受自然界启发的新扫描技术,可以检测石油和天然气管道中的腐蚀金属 中国建材网,cnprofit.com


    数千公里的管道用于在全球范围内远距离输送石油和天然气,泄漏是每年造成数百万美元损失的主要问题,并且有可能导致事故和伤害以及严重的环境破坏中国建材网cnprofit.com


    通常,用超声波或电磁技术测量输油管道中的腐蚀。然而,这些对于地下管道或覆盖有混凝土或塑料绝缘层的管道是不实际的。


    由兰开斯特大学,国家物理实验室的工程师和技术公司Hybrid Instruments Ltd开发的新系统,利用了隔离的快中子和伽马射线的反射信号,即“反向散射”。


    中子和伽马射线具有有用的互补特性。中子主要与塑料等低密度材料发生相互作用。另外,快速中子具有高穿透力,因此适合探测厚材料。伽玛射线主要与金属相互作用,但并不总是能够穿透非常厚的高密度材料。


    两种辐射类型会产生不同的电子信号。这意味着研究人员可以使用一种名为“混合场分析仪”的新型检测设备同时保留两种辐射的数据,该设备先前由兰开斯特大学和混合仪器有限公司开发。


    该系统产生一个铅笔状的中子和伽马射线探测光束,该光束指向被检查的钢段。


    该团队在实验室中对不同厚度的碳钢样品实时测试了这两种成像技术。


    研究人员能够看到钢厚度的差异。当用混凝土或塑料复制绝缘层时,传感器也起作用,表明钢中的缺陷以及腐蚀和锈蚀会产生反向散射的可能性。


    这些结果表明,如果在真实的管道上使用,那么在油气能够逸出之前,潜在的问题就可以更容易地被发现和解决。


    兰开斯特大学的该项目博士研究员Mauro Licata说:“中子和伽马射线的组合光束平行反射回一系列探测器,可以全面,快速地显示钢的内部结构。”


    “该系统的工作原理与蝙蝠产生的chi类似。这些chi是不同超声波波长的叠加,并会反射回蝙蝠的耳朵。此外,它还强调了结合多种反射传感技术来检测问题的好处,例如腐蚀,我们的工作进一步说明了从自然世界中发展而来的系统中汲取灵感并模仿这些系统所具有的巨大潜力。”


    “实时隔离从钢表面反向散射的中子和伽马射线,类似于蝙蝠的大脑隔离反向散射超声,从而避免与它们自己的chi混淆的方式,可以帮助我们更快,更有效地隔离管壁中的缺陷,兰开斯特大学和混合仪器有限公司的马尔科姆·乔伊斯教授说。“


    这是NPL世界领先的中子设施被用于创新科学并产生积极影响的一个很好的例子,”国家物理实验室的尼尔·罗伯茨说。


    目的是通过将检测器系统从外部指向管道的某些部分来进一步开发和使用该系统来检测故障。但是,研究人员说,在中子探测器领域还需要进行更多的研究,以使系统更快。


    研究人员认为,该技术还可以用于其他应用,例如检查桥梁等结构的完整性。


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