机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题 １、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是的。 ２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差σx2的关系是。 ３、测试信号调理电路主要有、、。 ４、测试系统的静态特性指标有、、。 ５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的。 ６、传感器按信号变换特性可分为、。 } ７、当时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S趋于。 ８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合、的变化，才能使输出有最大值。 ９、信号分析的过程主要包括：、。 10、系统动态特性在时域可用来描述，在复数域可用来描述，在频域可用来描述。 11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对信号有放大作用。 12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称，其解调电路称为。 — 15、滤波器的通频带宽和响应时间成关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝。 18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由误差引起的；而重复性误差是 由误差引起的。 二、问答题（共30分） １、什么是测试说明测试系统的构成及各组成部分的作用。（10分） ２、— ３、说明电阻丝应变片和半导体应变片的异同点，各有何优点（10分） ４、选用传感器的原则是什么（10分） 三、计算题（共55分） １、已知信号x(t)=e-t(t≥0)， (1) 求x(t)的频谱函数X(f)，并绘制幅频谱、相频谱。 (2) 求x(t)的自相关函数R x (τ) 。（15分） ２、二阶系统的阻尼比ξ=，求ω=ωn时的幅值误差和相位误差，如果使幅值误差不大于10％，应取多大阻尼比。（10分）３、一电容传感器，其圆形极板r = 4mm，工作初始间隙δ0 =0.3mm， ￥ （1）工作时如果传感器的工作间隙变化Δδ=±2μm，求电容的变化量。 （2）如果测量电路灵敏度S1=100mv/pF，读数仪表灵敏度S2=5格/mv，在 Δδ=±2μm时，读数仪表的指示值变化多少格 （ε0 = ×10-12 F/m）(8分) ４、已知RC低通滤波器的R=1KΩ，C=1MF，当输入信号μx= 100sin1000t时， 求输出信号μy 。（7分） ５、（1）在下图中写出动态应变仪所包含的各个电路环节。 （2）如被测量x(t) = sinωt，载波y(t)=sin6ωt，画出各环节信号的波形图。(15分 。 一、填空题：
原油储罐超声波壁厚检测测点选择改进方法应用 目前原油储罐服役时间长、储装介质的腐蚀以及自然环境变化等共同作用，使得原油储罐存在不同程度的腐蚀，严重会导致穿孔。因此定期对储罐腐蚀情况进行检测评价至关重要。目前，多采用超声波壁厚检测方法了解储罐腐蚀情况，但是目前常用的检测方法存在一定的缺陷，将直接影响储罐腐蚀检测评价的准确性。文章通过研究提出了改进原油储罐超声波壁厚检测的方法，并将这一检测方法应用在了某一储罐的超声波壁厚检测中，结果证明，该方法的利用有利于更能准确地检测到储罐壁厚腐蚀减薄最严重的点，为腐蚀评价以及整改措施的提出提供更为准确的第一手评判依据。 标签：原油储罐；腐蚀评价；超声波；壁厚检测；应用 Abstract：At present，the long service time of crude oil storage tank，the corrosion of storage medium and the change of natural environment make the crude oil storage tank exist different degrees of corrosion，which will lead to serious perforation. Therefore，it is very important to inspect and evaluate the corrosion of storage tanks regularly. At present，most of the ultrasonic wall thickness detection methods are used to understand the corrosion of storage tanks，but there are some defects in the commonly used inspection methods，which will directly affect the accuracy of tank corrosion detection and evaluation. This paper puts forward a method to improve the ultrasonic wall thickness detection of crude oil storage tank，and applies this method to the ultrasonic wall thickness detection of a certain storage tank. The results show that，the use of this method is conducive to more accurate detection of the tank wall thickness corrosion thinnest or the most serious point，so as to provide a more accurate first-hand evaluation basis for the corrosion evaluation and correction measures. Keywords：crude oil tank；corrosion evaluation；ultrasonic wave；wall thickness detection；application 前言 地面鋼制储罐是石油、石化行业油品输送、储存及安全运营不可少的设施[1]。胜利油田现有原油储罐大部分建成于2000年以前，甚至有的已经服役超过20年。原油储罐在运行过程中，经常遭受内、外环境介质的腐蚀，不可避免地出现防腐层老化破损、罐壁及罐顶腐蚀等缺陷，因此极易引起介质泄漏，导致严重的经济损失和环境与生态污染[2]。2013年对胜利油田的常压储罐进行检测发现，油田钢质常压储罐均面临着罐底、罐顶、局部圈板内腐蚀严重的问题，检测过程中抽测测点384处，其中壁厚减薄量大于20%的测点占测点总数的41.4%；壁厚减薄量大于30%的测点占测点总数的19.3%；壁厚减薄量大于50%的测点占测点总数的4%，给常压储罐安全运行带来了巨大的安全隐患。因此在保证安全的前提下，采用有效的手段了解原油储罐腐蚀现状，及时发现安全隐患，并采取
史上分析最透彻的腐蚀破坏事故（5-6） 事例5 一个碳钢容器装浓的乙二醇脚料，温度150℃。脚料中含 0.2%NaOH。使用不久，碳钢容器发生严重的全面腐蚀，器壁减薄。 评述 碳钢在NaOH溶液中的腐蚀与碱浓度和温度有很大关系。在常温稀碱溶液中，碳钢腐蚀速度很小，属于耐蚀材料，这是因为表面生成了致密的保护膜。因此碳钢是处理常温稀碱溶液的常用结构材料。当NaOH浓度大于30%，表面膜的保护性能降低，腐蚀速度增大。当NaOH 浓度大于50%，碳钢发生强烈腐蚀。随温度升高，这一过程变得更显著。碱浓缩罐中的腐蚀和锅炉碱腐蚀就是这类实例。一般说来，碳钢材料可用于处理87℃以下、浓度小于50%的NaOH溶液。 当材料中存在应力，碳钢还会发生应力腐蚀破裂（关于应力腐蚀破裂，在以后的事例中还要介绍）。 本事例中虽然温度较高，但脚料中NaOH含量很低。所以在使用中比较注意碳钢是否会发生应力腐蚀破裂，这当然是无可非议的。但忽略了碳钢的全面腐蚀问题，结果造成了严重破坏，原因是没有考虑到设备的具体情况。这里虽然相对于整个脚料NaOH浓度很低，但相对于混合物中的水，NaOH的浓度就大得多，即这种有机化合物脚料中的水时NaOH浓溶液；加之温度较高，故发生了很高的全面腐蚀速度。
我们反复强调，在为设备选择制造材料时，首先要把设备将服役的环境条件搞清楚，所谓环境条件，当然是最主要的是介质的种类、浓度和温度。腐蚀数据手册和图标一般也是按照这三个条件来组织和表达数据的。但是，对于介质的浓度，除了应注意主体浓度，还应注意介质浓度的不均匀，比如局部区域介质因浓缩而比主体浓度高很多。本事例就是这种情况，因此这里的选材时错误的，考虑到NaOH 局部浓度，温度亦较高，应选用更耐蚀的材料，如304型不锈钢。 事例6 某厂输送35%硫酸的泵，原来的材质为20号合金。在20号合金泵损坏后，改用哈氏合金B。这是因为人们都知道哈氏合金B对中等浓度硫酸的耐蚀性很好。但哈氏合金B泵只用两周就发生腐蚀破坏。 腐蚀原因是管路中有一个喷嘴。 评述 前面已指出，可以用“腐蚀图”来考察金属材料在某种介质中的腐蚀行为。20号合金在硫酸中有很好的耐蚀性能，铸材Durimet20适合制造泵和阀门；在本事例中没有说明20号合金泵为什么发生损坏，但比较20号合金和哈氏合金B在硫酸中的腐蚀图，可知在中等浓度硫酸溶液中，哈氏合金B在腐蚀速度低于20号合金。图1-4是哈氏合金B在硫酸中的腐蚀图。从图1-4中看出，在中等浓度硫酸范
机械工程测试技术期末 考试试题A Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
《机械工程测试技术基础》课程试题A 一、填空题（20分，每空1分） 1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为_____和_____ 。 2.测量结果与_____ 之差称为_____ 。 3.将电桥接成差动方式习以提高_____ ，改善非线性，进行_____ 补偿。 4.为了_____温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在 _____。 5．调幅信号由载波的_____携带信号的信息，而调频信号则由载波的_____ 携带信号的信息。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是 _____，而双边频谱图的依据数学表达式是 _____。 7．信号的有效值又称为_____，有效值的平方称为_____，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。 8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是_____，后者频谱特点是_____。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是_____和_____。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= _____。其几何意义是_____。 二、选择题（20分，每题2分） 1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将( )。 A ．增大 B ．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号( )。 A 相乘 B ．相加 C ．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是( )。 A ．相关函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，( )是周期信号。 A ． 5cos100()00t t x t t π?≥?=??
腐蚀控制的方法 1. 根据使用的环境，正确地选用金属材料和非金属材料； 2. 对产品进行合理的结构设计和工艺设计，以减少产品在加工、装配、储存等环节中的腐蚀； 3. 采用各种改善腐蚀环境的措施，如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂，以及脱气、除氧和脱盐等； 4. 采用化学保护方法，包括阴极保护和阳极保护技术； 5. 在基材上施加保护涂层，包括金属涂层和非金属涂层。 全面腐蚀与局部腐蚀 全面腐蚀是常见的一种腐蚀。全面腐蚀是指整个金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的 也可以是不均匀的。全面腐蚀速度也称均匀腐蚀速度，常用的表示方法有重量法和深度法。局部腐蚀主要有点蚀（孔蚀）、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、 湍流腐蚀等。 点腐蚀（孔蚀）------是一种腐蚀集中在金属（合金）表面数十微米范围内且向纵深发 展的腐蚀形式，简称点蚀。点蚀是一种典型的局部腐蚀形式，具有较大的隐患性及破坏性。点蚀表面直径等于或小于它的深度。一般只有几十微米。 点蚀发生的条件 1．表面易生成钝化膜的材料，如不锈钢、铝、铅合金；或表面镀有阴极性镀层的金属，如碳钢表面镀锡、铜镍等。 2．在有特殊离子的介质中易发生点蚀，如不锈钢在卤素离子的溶液中易发生点蚀。 3．电位大于点蚀电位（Ebr）易发生点蚀。 影响点蚀的因素及预防措施 合金成分、表面状态及介质的组成，pH 值、温度等，都是影响点蚀的主要因素。不锈钢中Cr 是最有效提高耐点蚀性能的合金元素，如与Mo、Ni、N 等合金元素配合，效果最好。降低钢中的P、S、C 等杂质含量可降低点蚀敏感性。奥氏体不锈钢经过固溶处理后耐点蚀。预防点蚀的措施：（1）加入抗点蚀的合金元素，含高Cr、Mo 或含少量N 及低C 的不锈钢抗点蚀效果最好。如双相不锈钢及超纯铁素体不锈钢。（2）电化学保护。（3）使用缓蚀剂。
《机械工程测试技术基础》课程试题A 一、填空题（20分，每空1分） 1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为静态测量和动态测量。 2.测量结果与被测真值之差称为绝对误差。 3.将电桥接成差动方式习以提高灵敏度，改善非线性，进行温度补偿。 4.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻。 5．调幅信号由载波的幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的频率携带信号的信息。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是傅式三角级数的各项系数，而双边频谱图的依据数学表达式是傅式复指数级数中的各项级数。 7．信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为均方值，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。 8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和阶跃响应法。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= X(t-t0)。其几何意义是把原函数图像平移至t0的位置处。 二、选择题（20分，每题2分） 1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。 A ．增大 B ．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。 A 相乘 B ．相加 C ．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是(D)。 A ．相关函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，(C)是周期信号。 A ．5cos100()00t t x t t π?≥?=??
一、 填空题 1. 腐蚀的定义：物质（通常是金属）或其性能由于与环境发生反应所引起的变质。 2. 金属腐蚀测试方法按测试方法的性质可分为物理的、化学的和电化学的的试验方法。 3. 在重量法中清除腐蚀产物的方法有：机械法、化学清洗法、电解去膜法。 4. 在确定采用何种腐蚀研究方法时应从腐蚀介质、金属材质、腐蚀类型等三方面综合考虑。 5. 腐蚀试验结果的误差包括系统误差和偶然偏差。 6. 参比电极必需具备的性能有1）参比电极应是可逆电极，它的电极电位时可逆电位，符 合能斯特电极电位公式、2）电极过程的交换电流密度高，不易极化、3）具有良好的电 位稳定性和重现性、4）如果参比电极突然流过电流，断电后其电极电位应很快回复到 原先的电位值、5）电极电位随温度的变化小、6）制备、使用、维护简单方便。 7. 当两种不同金属在介质中相互接触，其中自腐蚀电位较负的金属在接触处的局部腐蚀速 度将加剧，而自腐蚀电位较正的金属在接触处的局部腐蚀速度将减慢。 二、 不定项选择题 1. 下列电极中，在任何温度时电极电位均为零的是：（C ） A 饱和甘汞电极 B 银—氯化银电极 C 标准氢电极 D 铜—硫酸铜电极 2. 下述方法中不属于电化学测试方法的有：（A 、C ） A 重量法 B 极化曲线法 C 电阻法 D 电偶法 E 交流阻抗法 3. 某金属工件由异种金属铆钉铆接而成，其工作时处于腐蚀介质中，从安全角度考虑，应 选用：（B ） A 小阳极大阴极结构 B 大阳极小阴极结构 C A 、B 都可以 4. 在经典电化学测试中，应通过盐桥与体系相连的是：（B ） A 辅助电极 B 参比电极 C 工作电极 D 全部需要 5. 在测定金属M 的电极电位M ?时，如测得M 与参比电极组成的电池的开路电压V 且连 接电极M 导线的极性为负，则M ?可表示为：（A ） A M V ??=-参比 B M V ??=+参比 C M V ?= D M V ??=-参比 6. A 、B 两种金属，令,c A ?＜B ?c ，，在介质中偶合后，如体系属于电化学极化控制体系， 则偶合电流I g 可表示为：（A ） A ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=- B ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=+ C ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=- D ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=+ 7. 金属腐蚀速率最常用的三种指标是：（A 、B 、C ） A 重量指标 B 深度指标 C 电流指标 D 机械强度指标 8. 一个金属浸在被氢气饱和的溶液中，则金属的有效溶解速度可表示为：（B ） A 1,1,a a k i i i =+ B 1,1,a a k i i i =- C 1,2,a a a i i i =- D 1,2,a a k i i i =-
第1章绪论 1 计量、测试、测量的概念。 2 测试系统的组成及各环节的作用，并举例说明。 第2章传感器 1 在机械式传感器中，影响线性度的主要因素是什么？可举例说明。 解答：主要因素是弹性敏感元件的蠕变、弹性后效等。 2 试举出你所熟悉的五种机械式传感器，并说明它们的变换原理。 解答：气压表、弹簧秤、双金属片温度传感器、液体温度传感器、毛发湿度计等。 3 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？各有何优缺点？应如何针对具体情况来选用？ 解答：电阻丝应变片主要利用形变效应，而半导体应变片主要利用压阻效应。 电阻丝应变片主要优点是性能稳定，现行较好；主要缺点是灵敏度低，横向效应大。 半导体应变片主要优点是灵敏度高、机械滞后小、横向效应小；主要缺点是温度稳定性差、灵敏度离散度大、非线性大。 选用时要根据测量精度要求、现场条件、灵敏度要求等来选择。 4 有一电阻应变片，其灵敏度S g＝2，R＝120。设工作时其应变为1000，问R＝？设将此应变片接成如图所示的电路，试求：1）无应变时电流表示值；2）有应变时电流表示值；3）电流表指示值相对变化量；4）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式R/R=S g得 R=S g R=2100010-6120=0.24 1）I1=1.5/R=1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I2=1.5/(R+R)=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 3）=(I2-I1)/I1100%=0.2% 4）电流变化量太小，很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA的电流；如果采用毫安表，无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的灵位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器放大。 3-5 电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样后果？
基于漏磁技术的石油储罐底板腐蚀检测 石油储罐罐底板是最易受到腐蚀而发生泄漏的地方，常规的测厚等无损检测手段难以实现对其安全性的检测，而漏磁检测技术是一种重要手段。文章对储罐底板漏磁检测原理进行了论述，对检测仪器性能、试板制作进行了阐述，并详细介绍了其检测的工艺过程，讨论了其检测结果，最后对储罐底板的完整性进行了评价。 标签：石油储罐；储罐底板；腐蚀缺陷；漏磁技术；腐蚀检测 Abstract：The bottom plate of oil storage tank is the most vulnerable to corrosion and leakage. It is difficult to detect its safety by conventional non-destructive testing methods such as thickness measurement，and magnetic flux leakage detection technology is an important means. In this paper，the principle of magnetic flux leakage detection of tank bottom plate is discussed，the performance of testing instrument and the manufacture of test plate are expounded，the process of testing is introduced in detail，and the test results are discussed. Finally，the integrity of the tank floor is evaluated. Keywords：petroleum storage tank；tank bottom；corrosion defect；magnetic flux leakage technology；corrosion detection 序言 随着我国经济的快速发展，对能源的需求与日俱增，尤其是石油资源，目前我国已成为继美国之后的第二大原油进口国。同时，为应对国际油价的波动和产油区的战乱，我国已开始建立自己的国家石油储备。 大型储罐是目前世界上存储石油的主要方式，而其安全性是石油储存的一个重要问题。石油储罐罐底板是最易受到腐蚀而发生泄漏的地方。由于一直没有储罐检验的强制性法规，储罐使用单位往往根据内部规程进行简单检验或根本不进行检验，尤其是已建较早的企业，储罐的运行时间长达几十年之久，却从未进行过全面检查。一旦发生事故，将造成环境污染，危害安全生产。因此，在役储罐罐底检测就显得尤为重要[1]。 常规的超声无损检测等方法，对罐底进行全面检验是非常困难的。目前，漏磁检测技术有效地解决了储罐底板（顶板）的腐蚀检测问题[2]。 本文首先对储罐底板漏磁检测原理进行了阐述，对检测仪器性能、试板制作进行了论述，详细介绍了检测的工艺过程，其检测过程的注意事项进行了论述，最后对储罐底板的完整性进行了评价。 1 漏磁检测原理
腐蚀监测被认为是实现现代工业文明生产的重要手段。腐蚀监测技术是由实验室腐蚀试验方法和设备的无损检测技术发展而来的，其目的在于揭示腐蚀过程以及了解腐蚀控制的应用情况和控制效果。传统的腐蚀监测主要是在停车检修期间安装和取出挂片进行检测达到监测目的，检测方法如失重法。失重试验是最古老的腐蚀试验方法。它通过称取试验片暴露在测试环境前后重量的变化来计算金属表面的平均失重量。它的优点是可以提供如：腐蚀率、腐蚀类型、腐蚀产物的情况以及焊接腐蚀和应力腐蚀等较多的信息，但缺点是需破坏材料的结构，试验时间长，而且得到的结果往往是整个试验周期中产生腐蚀的总和，不适于现场使用。因此长期以来失重法只用于实验室或者暴露场的暴露试验。 现代的腐蚀监测实践经验大部分来自化学、石油化学、炼油、动力等工业，在这些工业中，腐蚀行为可以通过各种方法监测如超声波法、声发射法、电位法、电阻法、线性极化法、电偶法、电位监测法、射线技术及各种探针技术。近年来出现的新的监测技术有交流阻抗技术、恒电量技术、电化学噪声技术和超声波测量技术等。 电化学测试方法是一种比较好的无损检测方法。当0.1μA/cm2的自然腐蚀电流流经1h而生成的锈蚀产物约为1 04×104mg/cm2。如果用失重法，即使不考虑除锈技术上的困难，测量出这样小的重量变化也很困难。而用电化学方法却很容易，它的主要优点是，能够快速响应，所得信息常常能与实验室中的背景研究直接联系，更有可能利用探测器来判断生产装置的腐蚀行为，增加了诊断的可靠性，有助于选择补救措施或控制系统。本文重点讨论了电化学方法，主要有：电阻法(ER)，电化学噪声技术(ECN)，交流阻抗技术(EIS)，线形极化法(LPR)和恒电量技术。 常用金属腐蚀监测技术： 第1种 方法：极化阻力法 检测原理：用两电极或三电极探头，通过电化学极化阻力法测定腐蚀速度。 应用情况：在有适当电导的工艺物料中对大多数工程金属和合金适用。经常使用。 测量装置：Magna，Petrolite和Waverley提供各种型号仪表。手提式仪器价值在300-700英磅之间，可带价值2000英磅以上较复杂的自动及记录装置。工业探头一般约200英镑，包括电缆及其他附件。可以制成实质上稳定可靠的组件。 第2种 方法：电阻法 检测原理：通过正在腐蚀的金属元件的电阻变化对金属损失进行累积测量。可以计算出腐蚀速度。 应用情况：适用于液相和蒸汽相中的大多数工程金属和合金。其测量与工艺物料的导电性无关。
《机械工程测试技术基础》课后答案 章节测试题 第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来 传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特 点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对 称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和222 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。 （二）选择题 1、 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡
一、储罐清罐检测期间检测方法 较为常用的有外观检查、超声波测厚、漏磁检测相结合的技术方法。 1. 超声测厚技术 利用超声测厚技术检测罐底板腐蚀是一种传统的检测方法，其检测原理是将储罐停产、清空后，由工作人员进入罐内，利用超声波测厚仪对储罐罐底板逐点进行板厚的测量，然后根据板厚的变化情况评估罐底板腐蚀情况。超声测厚将超声脉冲透过耦合剂垂直发射至罐底板，接收由罐底板反射的回波，根据测得的超声波往返时间和波速，计算出被测处的厚度，如图1所示。 图1 超声测厚原理图 超声波测厚检测技术使用方便、灵活，成本低，对局部区域的检测精度高，但只能进行点的测量，整体检测效率低，对被测物体的表面状况要求较高，需要在检测前进行清洗和打磨，劳动强度大、检测时间长、费用高，对工作人员身心健康有不良影响，另外该方法漏检率较高，一些微小的裂纹、点蚀坑容易被漏掉，而这些缺陷是最容易发展为致使储罐罐底失效的缺陷。 2. 涡流检测技术 涡流检测是建立在电磁感应原理基础上的一种无损检测方法，只适用于导电材料。其检测原理如图2所示，把通有交流电的线圈接近储罐罐底，由线圈建立的交变磁场通过罐底板，并与之发生电磁感应作用，在罐底板内产生涡流，而涡流也会激发自己的磁场。当罐底板表面或近表面存在缺陷时，会影响涡流的强度和分布，涡流的变化又引起检测线圈电压和阻抗的变化，从而间接获得缺陷的位置及大小等信息。 涡流检测的优点是重量轻，操作方便，无需耦合剂，对被检罐底板要求不高，无需打磨，进而节省大量时间和维修成本。另外可通过双频技术区分上下表面缺陷，进而可以对背面缺陷进行检测。涡流检测的缺点包括在罐底支架、喷淋管连
接处干扰较大；受集肤效应的影响，探伤深度与检测灵敏度相互矛盾，很难两全；对缺陷很难做出定量分析，只能定性判断，因此对检测人员的检测经验要求较高。 图2 涡流检测原理 3. 磁粉检测技术 磁粉检测是一种比较传统的检测方法，主要用于检测铁磁性材料表面或近表面缺陷，其检测原理是先将储罐罐底被检部分磁化，在被检测部位及周围产生磁场，若有裂纹等缺陷，则缺陷处由于存在空气或其他磁阻较铁磁材料大得多的物质，磁力线会产生弯曲绕行现象。当缺陷位于储罐表面或近表面时，一部分磁力线绕过缺陷暴露在空气中，称之为漏磁通，如果此时在储罐表面撒上铁磁粉或涂抹上磁粉混浊液，则缺陷处的漏磁通会吸住部分磁粉而把缺陷显现出来，如图3所示。 图3 磁粉检测原理 磁粉检测设备简单、操作方便、检测迅速、对位于表面的缺陷检测灵敏度高、成本低。其缺点是，缺陷的显现程度与缺陷同磁力线的相对位置有关，当缺陷与
For personal use only in study and research; not for commercial use 石油化工储油罐腐蚀检测的方法 1. 油罐检测前的条件和检测依据 在检测油罐腐蚀状况之前进行清罐工作，并由安全、生产部门进行现场可燃气体检测及试火，达到动火合格条件之后，对罐底及底圈壁板、罐内附件、单盘及单盘上附件、焊缝等需检测部位进行喷砂除锈。然后根据有关油罐的检测与评定的规定内容对油罐进行全面检测，检测后制定详细的油罐检测报告，作为确定修理内容的依据。 油罐检测与评定的有关规定有： Q/SHGD 0047—2000《立式圆筒形钢制焊接油罐几何形体与腐蚀检测方法》； GBJ 50128—2005《立式圆桶形钢制焊接油罐施工及验收规范》； SY/T 5921—2000《立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程》。 2 油罐检测的准备工作 （1）打开油罐人孔、清扫孔、透光孔进行充分通风换气后，用可燃气体检测仪检测罐内气体浓度，合格后方可进入罐内。 （2）对检验部位喷砂除锈，并清除杂物。 （3）收集油罐相关图纸和资料，详细了解油罐的情况，如防腐层厚度、结构容积、材质，阴极或阳极保护设施及运行资料，建罐时间、投产日期、投产后使用、维修、大修等运行工况，确定需要检测的部位。 3 油罐腐蚀检测方法 采用数字超声波测厚仪对油罐底板、壁板及浮船顶板进行厚度检测（当平均减薄量大于设计厚度的10% 时，应加倍增加检测点）。对油罐底板腐蚀情况，采用漏磁检测仪进行100% 漏磁检测，并重点检测判断罐底板背面的腐蚀情况。检测储油罐主体及附件防腐层，在目测的基础上，应用涂层测厚仪检测防腐层厚度，用“划格法”检查涂层的附着力。 罐体腐蚀程度检测包括罐壁板、边缘板、中幅板、浮舱、单盘板等。罐体焊缝检查包括底圈壁板、立缝、环缝、大角缝、中幅板焊缝、单盘角焊缝渗透探伤、超声波检测等。 油罐中幅板每块检测10 个点，且每平方米不少于2 个点，对中幅板表面腐蚀进行目测，对每个腐蚀坑进行坑深测量，对每块板腐蚀面积进行测算，并绘制工程图加以说明。 油罐边缘板每块检测10 个点，罐外边缘板每米测1 个点，对于点蚀处应全部进行布点，麻坑区根据腐蚀面积，每平方米布4 个点。 3.2 储油罐壁板腐蚀检测 检测范围是油罐底圈壁板1 m以下，罐内壁板每块板检测10 个点。罐外每块板检测6~10 个点。通过目测的方式对每块壁板的腐蚀进行检查，确定并标记腐蚀区、点的具体位置，就其余壁板焊缝进行目测检查，发现异常情况则进一步确定检测方法。 罐体腐蚀程度检测是在漏磁检测和超声波测厚检查的基础上，分析评价出腐蚀面积，按照有关标准、规范进行分析论述。在检测过程中主要应用的仪器和设备有漏磁检测仪，如FloormapVS 型漏磁检测仪，是利用磁泄漏原理设计的对大型液体储罐底板进行检验的先进仪器。该仪器对检测较厚的底板（10 mm 以上）显示出较大的优势，能将所有检测数据直观地以图形方式显示出来，编写图形报告。操作者可以根据检测到缺陷的严重程度，以不同的颜色给出定义。漏磁检测仪具有检测下底板的40% 深的圆锥形孔洞或腐蚀坑功能，底板厚度在12.5~20 mm 时，采用手动方式进行检测，在此种板厚范围，磁场的泄漏降低，因此无法进行绘图或定量。但在材料厚度达到15 mm时可检测出50% 板厚的腐蚀，当厚度达20 mm时可检测出30%~40% 板厚的腐蚀。 检测过程中应用的另一种主要仪器是超声波测厚仪，其基本原理是探头发射的超声波脉冲到被测物体并在物体中传播，到达材料分界面时被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中的传播时间来确定被测材料的厚度。超声波测厚仪的测量步骤是：先将探头与主机相连接，数秒后显示上次关机前使用的声速，此时可开始测量。然后调整声速，若屏显为厚度值，按VEL 键进入声速状态，屏显当前声速存储单元的
第二章： 电偶腐蚀： 实例1：六十年代初，美国破冰船壳上的焊缝很快腐蚀，比船壳钢板腐蚀还更严重，原因是焊接金属对船壳是阳极。加之船壳的涂层系统被冰擦伤，阴极保护系统的阳极也被冰刮落，失去了保护作用。 Eg：焊缝是阳极，船壳是阴极，这就构成了小阳极大阴极的电偶腐蚀电池。在“制造”部分已经讲到，由于焊缝高温熔化和冷却过程中成分和组织的变化，如果焊条选择不当，很容易造成焊缝耐腐蚀性低于母体，使焊缝发生优先腐蚀。如果焊缝的电位比母体低得多，那么焊缝与母材组成电偶腐蚀电池，焊缝的腐蚀将大大的加速。所以在选择焊接金属时一个基本的原则：焊缝相对于母材应是阴极性的。///对于船舶来说，船壳上都有涂层，大多数还使用阴极保护。涂料层如果完整致密，将船体和海水隔开，而阴极保护又将船壳控制在同一个保护电位，消除了电位的差异。所以只要涂层和阴极保护正常。那么焊缝与母材的电偶腐蚀问题是不会发生的。 实例2：某发电厂凝汽器的管束材质为黄铜，花板未碳钢。原来使用河水作凝汽器的冷却水，后来因为缺水，便掺入了一些海水。结果许多设备的腐蚀都加剧了，特别是凝汽器的花板，膨接处的腐蚀率达到20-25mm/a。 Eg：黄铜管束与碳钢花板组成了电偶对，碳钢作为阳极而黄铜作为阴极。由于黄铜管束面积比碳钢面积大得多，这又是一个小阳极大阴极的组合。因而天花板可能遭到电偶腐蚀。///在使用河水作冷却水时电偶腐蚀问题并不明显，没有引起注意；而在河水中掺入海水是电偶腐蚀问题突出了。这是因为河水的电阻率大，导电性不好，而海水的导电性很好。腐蚀电池的电流回路包括溶液的欧姆电阻，欧姆电阻大则电池工作阻力大，腐蚀电流小。海水电阻率小，腐蚀电池电流回路的欧姆电阻笑，因而阳极碳钢花板的电偶腐蚀大大加剧。 实例2：某啤酒厂的大啤酒罐，用碳钢制造，表面涂覆防腐涂料，用了20年。为了解决罐底涂料层容易损坏的问题，新造贮罐采用了不锈钢板作罐底，筒体仍用碳钢。认为不锈钢完全耐蚀就没有涂覆涂料。几个月后，碳钢罐壁靠近不锈钢的一条窄带内发生大量蚀孔泄漏。 Eg：碳钢罐壁和不锈钢罐底组成了电偶腐蚀电池，碳钢作为阳极，可能发生加速腐蚀破坏。失误（碳钢罐壁表面涂覆了涂料，而不锈钢罐底表面没有涂覆涂料。如果当初在不锈钢罐底也涂漆的话，碳钢罐壁是不会发生这么迅速的腐蚀破坏的）。涂料层由于薄，很难避免空隙。空隙中裸露出的碳钢变成为小小的阳极区；而罐底不锈钢作为很大的阳极区。根据阳极对阳极的面积比估计，空隙内碳钢的腐蚀率可达到25mm/a，难怪在几个月之内将碳钢罐壁出了很多小孔。 应力腐蚀： 事例1：某轻油制氢装置再生塔底重沸器为U型管换热器。管程走低变气167℃，壳程走本菲尔溶液117 ℃，其中加有V2O5作为缓蚀剂。换热管为1Cr18Ni9Ti不锈钢，管板为16Mn钢。使用两年后，发现管子与管板连接处的缝隙内发生腐蚀。 分析：V2O5是一种钝化剂，能使16Mn钝化，表面生成保护膜。使用钝化剂的基本要求是：钝化剂的浓度必须超过临界致钝浓度。 Eg：这里考虑奥氏体不锈钢的氯化物溶液中的scc，冷去水中氯化物含量控制很低，但仍然发生了scc破坏。///设备为热交换器，结构为管壳式。工艺介质走管程，水走壳程，进行热交换。因此，不锈钢管子外面接触的的介质都是水而不是氯化物溶液。水中所含氯化物只是一种杂志，其含量是很低的。应该不会发生scc的。问题主要发生在氯化物浓缩富集。对管壳式热交换器来说，当壳程走水时，氯化物浓缩主要部位是高温端管子与管板连接部位，即管头。//氯化物浓缩原因是气化，浓缩。//改进方法：a改进管子和管板的联结结构以消除缝隙，如采用深孔封焊。在用胀联结时一定要用胀满，以尽量减少缝隙。也可以用涂料将缝隙封闭。b对立式热交换器，在结构上作出改进，提高壳程水位，使管束完全被水浸没，不形成汽液界面，可大大减轻管头部位的腐蚀破坏。C管板采用不锈钢-碳钢复合板，以碳钢为牺牲阳极，对不锈钢管头起阴极保护作用，对降低scc破坏也有效。 实例一：一条碳钢管道输送98%浓硫酸，原来的流速为0.6m/s，输送时间需1小时。为了缩短输送时间，安装了一台大马力的泵，流速增加到1.52m/s，输送时间只需要15分钟。但管道在不到一周时间内就破坏了。 Eg：对于接触流体的设备来首，流速是一个重要的环境因素，但流速对金属材料腐蚀速度的影响是复杂。当金属的耐腐蚀性是依靠表面膜的保护作用时，如果流速超过了某一个临界值的时候，由于表面膜被破坏就会使腐蚀速度迅速增大。这种局部腐蚀称为磨损腐蚀。是介质的腐蚀和流体的冲刷的联合作用造成的破坏。流体冲刷使表面膜破坏，露出新鲜金属表面在介质腐蚀作用下发生溶解，形成蚀坑。蚀坑形成识液流更急急乱，湍流又将新生的表面膜破坏。这样子使设备更快穿孔。 ///在选择流速时面临两个方面的因素。一方面，流速较低则管道直径就要较大，（对一定的流量）,设备费用增加。另一方面，流速较高，管道腐蚀速度增大，使用寿命缩短，甚至可能造成更大的事故。这样需要考虑金属材料的临界流速，进行适当的选择。同时，在设计管道系统的工作中，应尽量避免流动方向突然变化，流动截面积突然变化，减小对流动的阻碍，以避免形成湍流和涡旋。 事例1…某化工厂生产氯化钾的车间，一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂，转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。经鉴定为应力腐蚀破裂。 Eg：在氯化钾生产中选用1cr18Ni9Ti这种奥氏体不锈钢转鼓是不当的。氯化钾溶液是通过离心机转鼓过滤的。氯化钾浓度为28be，氯离子含量远远超过了发生应力腐蚀破裂所需的临界氯离子的浓度，溶液ph值在中性范围内。加之设备间断运行，溶液与空气的氧气能充分接触。这就是奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。/// 保护，如停用期间使之完全浸与水中，与空气隔离；定期冲洗去掉表面氯化物等，尽量减轻发生应力破裂的环境条件，以延长使用寿命，不过，发生这种转鼓断裂飞出的恶性事故可能有一定的偶然性，但这种普通的奥氏体不锈钢用于这种高浓度氯化物环境，即使不发生这种恶性事故，其寿命也不长，因为除应力腐蚀还有，孔蚀，缝隙腐蚀等。 实例1：北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造，由于冷凝液的腐蚀发生破坏，便用304型不锈钢（00Cr18Ni9）管更换。使用不到两年出现泄漏，检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。 Eg：在北方冬季公路上撒盐作防冻剂，盐渗入土壤使公路两侧的土壤中氯化钠的含量大大提高，而选材者却不了解没有对土壤腐蚀做过分析。就决定更换不锈钢管。将奥氏体不锈钢用在这种含有很多氯化钠的潮湿土壤中，不锈钢肯定表现不佳，也需还不如碳钢呢。 实例二：高压聚乙烯车间反应器R－4240及产品冷却器E－4219，在运行过程中出现多处夹套水泄漏现象，2004年10月出现多处夹套水泄漏现象后，停车对夹套泄漏点周边1米范围进行了超探检查，发现夹套进口处内侧的夹套壁厚由δ8mm减小到δ3mm左右，夹套其他位置的壁厚减小至δ7.3mm左右（见图A中夹套泄漏点）。 提示：由于入水处死角内的水过热造成了局部汽化，引起汽蚀冲刷减薄 第六章： 事例一：某公司选用不锈钢管作地下输油管道。安装后大约一年准备投入使用，油从一端泵入，在另一端却未见油出现。检查发现管道上因腐蚀形成了许多小孔，油全部漏掉了。又发现该管道附近有一条碳钢管道实施了阴极保护，认为不锈钢是耐蚀材料，并没有将不锈钢连接到阴极保护系统。 Eg：对埋地管道和其他设施，效果最好的防护技术是涂层加阴极保护。对于大面积的设备来说，如果表面没有涂层（裸金属），需要的电流还是很大。另一方面，被保护设备表面的电流分布是不均匀的（电流分布均匀性称为分散力），对于长的管道，一个阳极站保护的管道长度比较短，使阳极站的设计很复杂。///阳极保护电机从埋地阳极通过土壤流向被保护的管道。当附近有其他管道时，电流可能从一个部位流出。电流流出的部位成为阳极区，使该处管道遭到腐蚀。即使是不锈钢也一样会发生杂散电流腐蚀。///为了避免阴极保护造成的杂散电流腐蚀，可采如下方法：a最好的方法在设计将附近的管道和设施都纳入阴极保护系统，一道进行保护。b提高管道相交段的表面绝缘等级，或涂覆新的绝缘层，以避免杂散电流流入。涂覆长度一般10m左右。c在多管道地区，最好采用多个阳极站，每个站的保护电流较小，阳极站离被保护管道较近，以缩小保护电流范围。D在地下设施密集的城市地区，可采用深井埋置阳极（井深15m以上），阳极在井中垂直方向安装。 事例二：海边一座混凝土石油装运码头，混凝土台面支撑在钢管上。钢管表面涂漆并加阴极保护。电源负极连在钢筋上。阳极是镀铂钛悬挂在海水中。在石油装卸过程中，码头受到周期性机械应力，引起混凝土某些物理破坏。使用12年后发现，平台的混凝土台面出现严重胀裂，钢筋暴露出来。 Eg：在阴极保护实施中电连接十分重要，被保护设备和电影负极用导线连通，被保护设备和电极负极用导线连通，导线直径要和保护电流相匹配，以减小线路电压降；导线与设备要连接牢固，电接触良好，不存在大的电阻，特别要防止在使用过程中短线，使保护失效。///施工时将导线接到混凝土钢筋上而不是支撑钢管上，可能是图方便。因为钢筋与平台支撑钢管是导通的，所以开始不会出现问题。但随着码头的运行，混凝土平台发生某些物理破坏。钢筋之间的电连接减弱甚至中断。某些钢筋脱离了阴极保护系统，电流不能通过电路排出，就会发生杂散电流腐蚀。腐蚀产物体积一般大于被腐蚀金属，腐蚀产物膨胀产生很大应力。腐蚀严重时，混凝土覆层被胀裂。///对混凝土中的钢筋也可以采用阴极保护，为了保证电路通畅，避免某些钢筋因脱离而受到杂散电流腐蚀，钢筋绑扎后还需焊接。