[发明专利]一种FRP智能管道支架及其实施方法

说明书

本发明涉及管道技术领域，具体地说是一种FRP智能管道支架，包括管道约束连接构件、管道托架、第一底板连接构件、第二底板连接构件、轴向挡板及底板，其特征在于：第一底板连接构件、第二底板连接构件和轴向挡板通过拼装组合固定在底板上，第一底板连接构件与约束管道约束连接构件相连接，第二底板连接构件与管道托架相连接来使管道固定。本发明的管道支架可以克服钢构件易于锈蚀而无法有效约束输气管道的缺陷，延长其使用寿命；结构简单，可以实现迅速装配，降低成本；将光纤光栅与FRP结合，形成光纤智能产品，实现对管道支座工作性态的实时监测。

技术领域

本发明涉及石化管道技术领域，具体的是一种FRP智能管道支架及其实施方法。

背景技术

输气管道支座是一种对管道起到支撑、托举以及约束的作用的部件，是“西气东输”工程中主要设施之一。目前输气管道支座已发展成为石化管道的一种特有配套、延伸产品，已将其工厂化专业生产，得到了比较普遍的应用。

在隧道潮湿环境、水环境及腐蚀地区，管道支座的各个组成构件及连接螺栓通常采用钢构件制作，无论是普通碳钢还是不锈钢都存在着不同程度的腐蚀情况。即便采取额外增加牺牲阳极、粘弹体包覆等防腐措施，也不能从根本上杜绝锈蚀的发生。在山岭隧道、水域隧道等中的输气管道常因约束结构的钢构件生锈、螺栓腐蚀松动、失效，从而造成管道出现漂管、局部锈蚀等现象，存在泄气隐患。

在公开号为CN107448688A的专利文件中，公开了一种管道支座，该专利将管道放置于与底板上端相连接的支撑体上，通过调整底板相对于管道基础的位置实现对管道位置的调整。该发明专利的支撑体是混凝土结构，支座安装操作较为繁琐，且该支座不适用于隧道潮湿环境及水环境。

在公开号为CN204025924U的专利文件中，公开了一种管道支座，该支座包括上半圆箍、下半圆箍及T型支座，同过在管道支座上焊接下半圆箍，配合上半圆箍将管道与支座焊接固定在一起。该专利全部采用钢构件制作，极易发生钢构件生锈、螺栓腐蚀松动失效，不适用于隧道潮湿环境。

在公开号为CN109869529A的专利文件中，公开了一种用于固定石油管道的支座，该支座在底座的上端两侧对称垂直安装立板和活动垫块，在立板上设置预紧螺栓，通过转动活动垫块以及调节预紧螺栓来支撑和固定石油管道。该发明专利不适用于大型石油管道，且部分构件受力不合理、容易损坏，影响支座使用寿命。

综上所述，纤维增强复合材料（FRP）可以很好地弥补这些缺陷。纤维增强复合材料（FRP）是由增强纤维材料和基体材料按一定比例混合，经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而制成的高性能型材。因其具有耐腐蚀、高强度、质量轻、比模量大、比强度高、抗疲劳性好等优势，该材料在国内已经广泛应用在航空航天、模具加工、机械配件等多个行业。目前已有许多使用FRP型材来代替钢材的建筑应用案例，但在输气管道及其管道约束方面尚未广泛推广应用。

发明内容

为了解决输气管道支座的钢构件易于锈蚀而无法有效约束输气管道的缺陷，本发明提供了一种FRP智能管道支架及其实施方法，将光纤光栅应变传感器埋入管道支架结构中，实现对FRP智能管道支架工作性态的实时监测，达到预警的目的。

本发明采用的技术方案是，提供一种FRP智能管道支架，包括管道约束连接构件、管道托架、第一底板连接构件、第二底板连接构件、轴向挡板以及底板，第一底板连接构件、第二底板连接构件和轴向挡板通过拼装组合固定在底板上，第一底板连接构件与约束管道约束连接构件相连接，第二底板连接构件与管道托架相连接来使管道固定。

本发明进一步改进在于：所述管道约束连接构件包括一个与管道曲率配合的U型板、“T”型凸板以及光纤光栅应变传感器。所述U型板的下端与所述“T”型凸板的上端通过环氧树脂粘结在一起。

本发明进一步改进在于：所述U型板中间预埋一条光纤光栅应变传感器，光纤光栅应变传感器的中心位于所述U型板的顶端，方向与管道横轴线方向相同；所述光纤光栅应变传感器的尾端在U型板的两侧平行竖板末端穿出，通过连接线与采集仪连接。