[发明专利]在役管道支吊架的载荷监测及预警方法

权利要求书

1.一种在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在管道支吊架的吊杆上沿同一环周均匀间隔贴设四片电阻应变片，四片所述电阻应变片均与应变测试仪电连接，所述电阻应变片的阻值均相等且四片所述电阻应变片组成惠斯通电桥电路，当所述吊杆上的载荷变化，四片所述电阻应变片均相应的随所述吊杆发生形变且其电阻值发生变化，则有：

R₁＝R₂＝R₃＝R₄ (2)

其中：

R₁、R₂、R₃、R₄为四片所述电阻应变片顺次排列时其各自的电阻值；

ΔR₁、ΔR₂、ΔR₃、ΔR₄为电阻的变化量；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄为四片所述电阻应变片的应变；

U为惠斯通电桥电路的电压；

ΔU为电压的变化量；

K_S为应变率；

由上述式(1)至式(6)可得式(7)：

根据式(7)、式(8)和式(9)得到所述吊杆的载荷：

F＝σ×S (9)

其中：

σ为应力；

E为所述吊杆的弹性模量；

F为所述吊杆承受的载荷；

S为所述吊杆的截面积；

(2)进行所述管道支吊架载荷实时测量，监测载荷变化情况并捕捉载荷峰值，同时将实时测得的F值与预设预警值进行比较，当测量值超出预警值±5％时发出警报；

(3)当所述管道支吊架的载荷—时间曲线的斜率发生突变，即初步判断为非正常工况。

2.根据权利要求1所述的在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于：步骤(3)中，当所述管道支吊架的载荷—时间曲线的斜率发生突变时，如果斜率呈现连续波形，进一步判断为阀门排汽或调节阀动作；如果斜率呈现单个波形，进一步判断为水锤、汽锤或启停泵。

3.根据权利要求2所述的在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于：当所述管道支吊架发生所述非正常工况的次数或频率超过预设值，对所述管道支吊架进行排查。

4.根据权利要求1所述的在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于：将管道系统中所有的所述管道支吊架均按步骤(1)的方式设置所述电阻应变片且所有的所述管道支吊架上的所述电阻应变片均与所述应变测试仪电连接。

5.根据权利要求1所述的在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于：当所述管道支吊架为恒力支吊架时，对其进行恒力支吊架载荷离差度试验。

6.根据权利要求5所述的在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于：所述恒力支吊架载荷离差度试验包括如下步骤：

(S1)调整所述吊杆上的花篮螺丝，当所述吊杆平衡后，测得某一时间间隔内的最大载荷为F₂，最小载荷为F₁，计算该时间段内的离差度

(S2)继续调整所述吊杆上的所述花篮螺丝，当所述吊杆平衡后，测得某一时间间隔内的最大载荷为F₂'，最小载荷为F₁'，计算该时间段内的离差度

(S3)重复上述步骤，测得多个离差度值，比较所述离差度值之间的偏差度。

7.根据权利要求1所述的在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于：所述管道支吊架的所述吊杆为圆钢，四片所述电阻应变片沿同一圆周每间隔90°设置，式(9)中所述吊杆的截面积为其中，D为所述吊杆的直径。

8.根据权利要求1所述的在役管道支吊架的载荷监测及预警方法，其特征在于：所述管道支吊架的所述吊杆为方钢，四片所述电阻应变片分设在所述方钢的四个侧面上，式(9)中所述吊杆的截面积为S＝a²，其中，a为所述吊杆截面的边长。