基于光纤光栅应变传感器的油气管道腐蚀监测.pdf

■ 研究探讨 石油l 程建设 基 于光 纤光栅应变传 感器 的油气 管道腐蚀 监测 基金项目 国家自然科学基金创新群体 5 1 1 2 1 0 0 5；国家自然科学基金 5 1 1 0 8 0 5 9 任亮，崔晓蕾 ，姜涛，贾子光，夏梦影，程祥 大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 1 1 6 0 2 4 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 - 2 2 0 6 ． 2 0 1 5 。 0 3 ． 0 0 2 摘要 基于光纤光栅传感技术的优良特性 ，提出了一种通过应用光纤光栅传感器测量管道环向应变来探测管道腐蚀的 新方法，该方法采用了一种新型的 F B G应变传感器，与传统的 F B G传感器相比具有测量整个环向应变、延长 传感器使用寿命、与管道外壁贴合紧密、无需破坏管道、可重复使用等优点。介绍了基于新型 F B G应变传感 器的监测管道腐蚀的原理 ，将 F B G应变传感器分别安装在 P V C管道和钢管道上进行了验证性的试验 ，并用 S A P 2 0 0 0进行模型的数值模拟分析。结果表明 F B G应变传感器可以准确地监测到管道环向应变的变化 ，对由 于不同腐蚀程度引起的环向应变非常敏感，F B G应变传感器在管道腐蚀监测领域有着广阔的应用前景。 关键词 Ren L i a n g， Cui Xia ol e i ，J i an g Ta o，J i a Zi gu a ng，Xi a M e ng y i n g， Ch en g Xi a n g Co n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g De p a r t me n t o f Da l i a n Un iv e r s i t y o f T e c h n o lo g y ，Da l ia n 1 1 6 0 2 4，C h i n a Ab s t r a c t A n e w pi p el i ne c o r r o s i on d e t e c t i o n m e t h o d u s i ng n e w t yp e F BG s en s or t o d et ec t p i p el i ne h o op s t r a i n i s pr es e n t e d， w hic h c a n de t ec t w h ol e h oo p s t r ai n s， pr o l on g s er vi c e t i me o f s en s or ， c on n e c t clos ely w it h p i p e l i n e e x t e r n a l wa l l a n d h a s r e u s a b i l it y c o mp a r e d wi t h t r a d i t i o n a l F B G s e n s o r ．T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e p i p e l i n e c o r r o s io n d e t e c t i o n p r i n c i p l e b a s e d o n t h e n e w t y p e F B G s e n s o r ，t h e v e r if i c a t i o n t e s t s a r e c o n d u c t e d b y i n s t a l l i n g t h e s e n s o r s o n P VC p i p e l i n e a n d s t e e l p i p e l i n e r e s p e c t i v e ly，a n d n u me r ic a l s i mu l a t io n a n a l y s i s i s p e r f o r me d b y a p p l y i n g S AP 2 0 0 0 s o f t wa r e ．T h e r e s u lt s d e mo n s t r a t e t h a t t h e F BG s t r a i n s e n s o r h a s g o o d p er f or man c e i n t h e ho op s t r a i n mea s u r em e n t i t i S s en s i t iv e t o t h e v a r ia t i on of t h e h oo p s t r a i n i n t h e co n di t i on of d i f f er e n t c or r os i on de gr e e．W i t h o u t s t a n di n g qu a l it y． i t i s c o n si d er e d t o b e a p r om i s i n g d e vic e i n p i pe l i n e c or r os i on mon i t or i n g． Ke y wo r d s o i l ／ g a s p i p e l in e；F B G s t r a i n s e n s o r ；c o r r o s i o n d e t e c t i o n ；h o o p s t r a i n；F E M a n a ly s i s 0 引言 随着石油天然气工业的发展 O ； E B 气长输管道 网 的日趋完善 ，管道泄漏已经成为危害管道正常运营 的首要问题⋯ 。长输管道泄漏事故大多是由管道 受 到复杂 、不可控制的外界因素造成的严重腐蚀引发 的 】 。控制和监测腐蚀的发生、发展是防止管道破裂 和泄漏的最有效手段之一，专家和学者们致力于寻找 一 种能够探测腐蚀发生并且判断管道腐蚀程度的监测 方法 ，为结构的可靠度分析和剩余寿命预测提供可靠 的数据，以便制订切实可行的措施，确保管道的安全 运行和减少经济损失。