海管结构状态监测研究进展

海管在长期运营过程中,受到海水腐蚀、海沙冲蚀及海洋波浪作用,易发生局部屈曲、开裂和穿孔等损坏,引发油气泄漏事故,造成严重的环境污染和巨大的经济损失。因此,运营中海管的结构抗力、损伤和安全状态及剩余服役寿命等信息的掌握成为工程领域的关注重点。鉴于此,归纳总结了运营中海管结构的特征参数和可能的损伤模式,对检测和监测海管结构状态的技术进行了国内外研究进展综述,同时结合运营中的海管监测需求重点介绍了光纤传感技术在海管结构状态监测方面的优势、研究现状及应用前景,以期为维护海管结构安全经济运行提供有效器件和可靠技术参考。

适应海管结构形态监测的工程化FBG传感器设计

由于服役环境的复杂及流固耦合作用特征,运营中的海管会出现管道穿孔甚至断裂的问题,引发原油泄漏。因此,对海管结构变形进行监测,掌握结构的整体姿态,评价其结构安全性具有重要的工程意义。鉴于当前海管变形监测的光纤传感探头存在的缺陷,文中结合海管几何和物理特征,根据应变传递理论设计了一种适应输油气海管长期连续变形监测的硅橡胶封装光纤光栅传感器,并通过基础拉伸试验和模型试验检测其界面传递变形和应变感知性能,同时结合海管形态重构的算法实现管道结构形态监测。该研究为海管结构特征参数监测、损伤识别和安全状态评定提供了有效的测量器件和算法。