[发明专利]一种管道运行期间的应变监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种管道运行期间的应变监测方法及系统，管道应变监测带随管道变形，其管道应变监测带中的应变片电阻也会相应改变；无线应变采集模块分析电阻改变数值得到应变数值并传输给管道安全分析软件；管道安全分析软件对应变数据进行分析，通过管道截面上任意三个角度的应变值和角度可以得出截面上任意位置的变形、轴向应力及弯曲应力；最后对应不同管道根据国标文件得到管道的屈服强度数值，对比计算出管道受力状况并给出安全性评估。本发明能够解决使用振弦传感器测量应变产生的影响管道防腐层安装、成本较高等问题，并且还能够优化管道安全性评估。

技术领域

本发明属于管道安全技术领域，特别是涉及一种管道运行期间的应变监测方法及系统。

背景技术

石油是工业的血液，随着城市化的快速发展，城镇基础设施越来越完善，输油管道穿越人口密集区、环境敏感区的情况日益突出，给管道企业安全平稳运营提出了严峻的挑战。

针对管道的安全性，如何找到合适的评估方法成为了行业发展的考虑方向。目前行业内对于管道的安全性评估采取了一些措施，例如在管道内预置光纤、间隔一定距离建设测量基站等方式，但其中大多数措施需要耗费大量的人力物力，并且对测量数据利用不充分。

研究人员针对我国油气管道的情况，提出了管道监测技术，管道监测是通过监测管道本体的应变参数变化趋势来获得管道本体应力的变化趋势。掌握管道上某个截面上各点的纵向应变以及管道该截面的轴向应变和弯曲应变，只要在该截面的任意三个位置安装应变传感器，就能够解算获得各截面上各点的轴向和弯曲应力。从而根据管道工程设计规范分析得出管道安全性评价。然而，现有的管道监测技术大多是采用振弦传感器进行应变测量，存在影响管道防腐层安装、成本较高等问题。

因此，寻找一种经济准确的长期监测管道变形的可行技术，解决使用振弦传感器测量应变产生的影响管道防腐层安装、成本较高等问题，并优化管道安全性评估成为研究人员关注的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种管道运行期间的应变监测系统及方法，针对我国油气管道的情况，实现长期经济准确的监测管道变形的目的，通过无线应变采集模块与应变采集带配合的测量方式，实现一套完备的管道安全性评估方案，并且能够为解决使用振弦传感器测量应变产生的影响管道防腐层安装、成本较高等问题，优化管道安全性评估。

为实现上述目的，本发明提出一种管道运行期间的应变监测方法，具体包括如下步骤：

S1、采集长输管道的应变值；

S2、对所述应变值进行分析，得到所述长输管道截面上任意位置的应力；

S3、将所述应力与管道国际文件进行对比计算，得到所述长输管道的受力情况；然后通过所述受力情况，得到管道安全性评价。

优选地，所述步骤S1具体为：

S1.1、利用管道应变监测带中的应变片来对所述长输管道的形变进行监测，当所述长输管道发生形变，所述应变片的电阻值会发生相应变化；

S1.2、将电阻变化数值输入到无线应变采集模块，得到应力值。

优选地，所述步骤S2具体为：

S2.1、将所述应力值输入到计算机的管道安全分析软件中进行数据分析；

S2.2、选取所述长输管道截面上任意三个角度的应力值和角度，得到截面上任意位置的应力。

优选地，所述应力包括：轴向应力、周向应力、径向应力、剪应力、弯矩产生的弯曲应力和扭转应力。

所述步骤S3具体为：

S3.1根据GB50253-2014国标文件计算出长输管道的许用应力，然后将所述实际应力与所述许用应力的大小关系进行对比，得到所述长输管道的受力情况；