寒区管道光纤光栅变形监测技术试验研究

发布时间：2024-04-11 19:32

　　为了研究寒区埋地输油管道的管道应变与保温层应变的关系,将热缩管封装在PVC管外表面建立带保温层的管道模型,在PVC管和热缩管的外表面分别布设8个光纤光栅传感器,并在管道模型上施加集中荷载开展管道变形监测试验.试验结果表明:同一荷载作用下,光纤光栅传感器测试得到的PVC管道的应变要大于热缩管上的应变,热缩管上应变到PVC管上的应变传递系数为1.40.实际工程测试中,具有良好弹性的保温层管道可以通过在保温层表面布设传感器开展变形监测.

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【部分图文】：

图1管道模型和裸光纤光栅

图1(a)为基于PVC管和热缩管建立的带保温层的管道模型.管道模型长3.8m、外径为50mm、管壁厚4mm.试验对管道两端进行固支处理,模拟埋地管道穿越采空区工况.本试验选用裸光纤光栅作为光纤光栅应变传感器,裸光纤光栅的极限应变量程为0.8%,直径为0.125mm....

图2传感器布设示意图

图1管道模型和裸光纤光栅通过在管道模型跨中悬挂不同数量配重块以提供分级荷载:130N、260N、390N、520N,从而模拟实际工程中输油管道下伏空洞的受力变形工况.光纤光栅解调仪选用大连博瑞鑫科技有限公司的BRX-FSA-C8型解调仪,测试精度±1.5pm,采样频率....

图3管道与保温层应变数据

以FBG-G代表PVC管表面光纤光栅传感器的集合,FBG-B代表保温层表面光纤光栅传感器的集合.图3为各级荷载作用下,由光纤光栅传感器测试得到的管道和保温层上下表面的应变值,受拉区和受压区基本符合对称关系.随着荷载逐级增加,同一测点处的PVC管和保温层应变逐渐增大,说明光纤光栅传....

图4管道与保温层应变比值

为进一步探究管道应变与保温层应变之间的关系,以管道应变数据作为纵坐标,保温层应变数据作为横坐标,将所有测点得到的应变数据放在同一坐标系中建立线性回归模型.由模型可以直观看出管道应变与保温层应变近似为一次函数关系,假设关系式为ε1=Kε2+b,式中ε1为管道真实应变;ε2为保温层....

本文编号：3951034