基于光纤光栅传感的管道应力监测方法研究.pdf

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1、基于光纤光栅传感的管道应力监测方法研究冷建成，刘扬，周国强，吴泽民(东北石油大学，黑龙江大庆163318)摘要：为了解决传统应变计测量中存在的精度低、耐久性差、易受干扰等缺陷，提出了一种基于光纤光栅(FBG)传感的管道应力监测方法。在分析管道光纤光栅应力监测系统的基础上，详细阐述了确定传感器测点布置的截面位置及根据三点应力求解横截面最大轴向应力的方法，提出FBG传感器在管道表面的安装方案及温度补偿技术，对某终端6条管道共计96个测点进行了连续应力监测。监测结果表明，安装的光纤光栅可以方便地实时监测管道关键部位的应力变化及其可能产

2、生的损伤，为在役管道的安全运行和健康诊断提供依据。关键词：管道；应力监测；光纤光栅；传感器安装方法；测点优化中图分类号：TH707；TE88；TG115．28文献标识码：B文章编号：1001—4837(2013)01—0070—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2013．01．012PipelineStressMonitoringMethodBasedonFiberBraggGratingSensorsLENGJian—cheng，LIUYang，ZHOUGuo—qiang，WUZe—min(Nort

3、heastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：Tosolvethedeficienciesoftraditionalstraingaugesincludinglowaccuracy，poorreliabilityandliabletobedistributed，anewmethodformonitoringpipelinestressbasedonfiberbragggrating(FBG)sensorsisproposed．Onthebasisofthepipelin

4、eFBGstressmonitoringsystem，sectionalpositionsofsen—sorinstallationaredeterminedandamethodforevaluatingmaximumaxialstressinthecorrespondingcrosssectionbasedonthree—pointstressesonthepipelineispresentedindetail，meanwhile，installationschemesandtemperaturecompensationtec

5、hniqueofFBGsensorsareputforwardrespectively，and96measurementpointsonthesurfacesof6pipelinesincertainterminalarereal—linemonitored．Themoni．totingresultsshowthatstressvariationandpossibledamagesincriticalpositionscanbemonitoredcon—venientlybymountedFBGsensors，andtheres

6、ultinginformationcanbeprovidedforsafetyoperationandhealthdiagnosisonin—servicepipelines．Keywords：pipeline；stressmonitoring；fiberbragggrating；installationmethodofstraingauge；optimiza-tionofmeasurementpoints0引言方式，在国民经济和社会发展中具有不可替代的管道是输送石油天然气较安全、经济的运输作用。目前，我国许多管道随着服役时间的

7、推移基金项目：中国石油天然气集团公司十二五项目“在役海洋石油平台损伤检测技术开发”(2011B一438)·70·第3O卷第1期压力容器总第242期已进人“老龄期”，借助现代无损检测手段及健康ch8分别采用1x4和1x2光耦合器将多路组合监测技术对在役管道，尤其是处于地质灾害严重为一路。区域的埋地管道进行在线应力监测，评价其安全状况已成为必要J，进而确定外界环境对管道产生的影响及其危害程度，提前预报潜在的失效破坏，为及时采取补救措施争取时间。在管道应力检／监测中，传统的电阻式应变片、振弦式应变计等传感器发挥了重要的作用。张乐廷等通

8、过小管径内壁粘贴应变片提出了超高压管道残余应力检测方法；杜景水等采用基于应变测试技术的管道力学远程监控系统，对沉管区管道安全状况给出了评价；冯伟等在对输气管道滑坡变形和管道应变系统监测的基础上，分析了滑坡活动特征及其对管道安全的影响；贾振安等利用分布式光纤布里渊