一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法技术

本发明专利技术提供一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法，解决现有监测方法存在无法监测轴向伸长大应变量，监测成本高昂、装置结构复杂、无法实时监测和大范围推广问题。该方法包括以下步骤：1)加工非金属集输管线轴向变形在线监测装置，该装置包括轴向变形传感器底座、轴向变形传感器保护壳及弯曲传感器；轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳扣合形成中空腔体，且相互间滑动配合，弯曲传感器弯折放置在中空腔体中，轴向变形传感器底座或保护壳上设有导线槽；2)获得管道初始状态标定值，3)获得电阻值‑滑动距离对应表，4)固定非金属集输管线轴向变形在线监测装置，5)安装非金属集输管线，6)获得非金属集输管道轴向变形量。

An on-line monitoring method for elongation and deformation of nonmetal gathering and transportation pipelines in service

The invention provides a method for online monitoring of elongation and deformation of nonmetal gathering and transmission pipelines in service, which solves the problems of existing monitoring methods, such as inability to monitor large strain of axial elongation, high monitoring cost, complex device structure, inability to real-time monitoring and large-scale promotion. The method comprises the following steps: 1) processing an on-line axial deformation monitoring device for non-metallic gathering and transportation pipeline, the device comprises an axial deformation sensor base, an axial deformation sensor protective shell and a bending sensor; the axial deformation sensor base and the axial deformation sensor protective shell are buckled to form a hollow cavity, and slide and cooperate with each other, and the bending sensor is bent and placed in the hollow cavity , the base of the axial deformation sensor or the protective shell is provided with a wire slot; 2) the initial state calibration value of the pipeline is obtained; 3) the resistance value \u2011 corresponding table of sliding distance is obtained; 4) the axial deformation online monitoring device of the fixed non-metallic gathering and transmission pipeline is fixed; 5) the non-metallic gathering and transmission pipeline is installed; 6) the axial deformation of the non-metallic gathering and transmission pipeline is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法
本专利技术涉及非金属集输管线变形的监测技术，特别涉及一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法。
技术介绍
管道输运由于具有运输量大、稳定连续、成本较低、占地较少、维护方便等优点，是现代能源工业中天然气、原油、成品油等产品运输的主要方式。由于油气集输管道输送的油、气等多相介质具有易燃、易爆的特性，且往往经过人口分布密集区，一旦发生事故，则会造成巨大的人员、经济损失以及环境污染，因此需要对集输管线进行监测，特别是需要能够及时发现问题并精确定位的实时监测技术。在管线的实时监测技术，特别是非金属管线在线监测技术中，关键的一个环节是非金属管线变形的监测，由于非金属集输管线和金属集输管线材料性质的不同，大部分非金属集输管线(如聚乙烯复合管、多层复合管等)在受到轴向拉伸应力作用时会发生较大的应变(1％～10％)，普通的应变片、应变仪均无法适用于监测大应变量下的非金属管线轴向变形，而开挖检测又费时费力无法做到实时在线监测，公开号为CN207163603的中国专利技术专利，虽然可以监测管线的受力状况，但是装置复杂且需要外来电源提供能源，不适用于非金属管线监测的低成本和方便铺设的要求，并且也无法直接得出管线的周边变形情况数据；公开号为CN207439645和CN102636129的中国专利，其光线传感器的测量方式和量程均不适用于大应变下的非金属管线变形监测，同时成本较高，不易普及使用。
技术实现思路
为了解决现有监测非金属集输管线轴向变形的方法，存在无法监测轴向伸长大应变量，以及监测成本高昂、装置结构复杂、无法实时监测和大范围推广的技术问题，本专利技术提供了一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)加工非金属集输管线轴向变形在线监测装置所述非金属集输管线轴向变形在线监测装置包括轴向变形传感器底座、轴向变形传感器保护壳及弯曲传感器；所述轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳扣合形成中空腔体，且相互间滑动配合；所述弯曲传感器放置在所述中空腔体中，其一端与轴向变形传感器底座或轴向变形传感器保护壳的一端连接，其另一端伸向中空腔体且在中空腔体内弯折后与轴向变形传感器保护壳或轴向变形传感器底座的一端连接，所述弯曲传感器的两端均位于轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳的同侧；所述轴向变形传感器底座或轴向变形传感器保护壳上设有导线槽，用于将中空腔体内弯曲传感器的信号线引出；2)获得管道初始状态标定值调节轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳，使两者之间处于最大重合状态，测量此时弯曲传感器的电阻值，作为初始状态标定值；3)获得电阻值-滑动距离对应表调节轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳之间相对滑动距离，测量并记录不同滑动距离对应弯曲传感器的电阻值，形成电阻值-滑动距离对应表；4)固定非金属集输管线轴向变形在线监测装置将轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳沿非金属集输管线的轴向安装在管线外表面，使轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳之间处于最大重合状态且均与集输管线外表面紧密贴合；5)安装非金属集输管线将固定有非金属集输管线轴向变形在线监测装置的非金属集输管线铺设于工作现场，将弯曲传感器的信号线引出，接入信号传输装置；6)获得非金属集输管道轴向变形量信号传输装置获取弯曲传感器的电阻值，参照步骤3)中电阻值-滑动距离对应表，从而实时监测出非金属集输管道轴向变形量。进一步地，步骤1)中，所述轴向变形传感器保护壳内侧面一端为与待监测非金属集输管线外表面相适配的第一圆弧面，其另一端开设有凹槽，所述凹槽侧壁包括靠近槽底的第一导向面、远离槽底的第一限位面，所述槽底远离第一圆弧面的一端设置有传感器安装台；所述轴向变形传感器底座包括底座本体、设置在底座本体上的导向座；所述导向座内侧面为与待监测非金属集输管线外表面相适配的第二圆弧面，导向座外侧面开设有上下贯通且与所述传感器安装台相适配的传感器容置槽，导向座前侧面和后侧面均包括靠近导向座内侧面且与第一限位面相适配的第二限位面、远离导向座内侧面且与第一导向面相适配的第二导向面；所述底座本体上与传感器容置槽连接部位设有导线槽；所述弯曲传感器无信号线的一端与传感器安装台连接，其带信号线的一端伸向传感器容置槽且在传感器容置槽内弯折后固定在传感器容置槽内，弯曲传感器的信号线从导线槽引出；所述轴向变形传感器底座的导向座穿入轴向变形传感器保护壳的凹槽内，传感器容置槽和凹槽之间形成中空腔体腔体，且两者可相互间滑动配合。进一步地，步骤1)中，所述第一导向面和第一限位面间的夹角为钝角。进一步地，步骤1)中，所述轴向变形传感器保护壳上开设有第一安装通孔，该通孔两端分别开口于与轴向变形传感器保护壳的第一圆弧面相邻的两个侧面；所述底座本体的前侧面开有贯通于后侧面的第二安装通孔；步骤4)中，使用固定扎箍分别穿过第一安装通孔和第二安装通孔，将轴向变形传感器保护壳和轴向变形传感器底座与非金属集输管线固定。进一步地，步骤1)中，所述第一导向面和第一限位面间的夹角为100°～150°。进一步地，步骤1)中，所述传感器容置槽的槽底和槽壁、凹槽的槽底和侧壁均设置有隔水薄膜。进一步地，步骤1)中，所述弯曲传感器为薄膜弯曲传感器。进一步地，步骤1)中，所述底座本体与导向座圆弧过渡连接。进一步地，步骤1)中步骤1)中，所述轴向变形传感器底座、轴向变形传感器保护壳均采用高分子材料或耐蚀材料加工；所述高分子材料可为丁氰橡胶、ABS树脂或聚丙烯；所述耐蚀材料可为不锈钢、铝合金或钛合。与现有技术相比，本专利技术的优点是：1、本专利技术在线监测的方法首先通过调节轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳之间相对滑动距离，获得电阻值-滑动距离对应表，然后将轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳沿轴向固定在集输管线外表面，当集输管线发生轴向变形时，轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳之间发生相对滑动，进而弯曲传感器在轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳的带动下发生弯曲形状的改变，带来弯曲传感器电阻值的改变，参照电阻值-滑动距离对应表，从而实时监测出非金属集输管道轴向变形量。2、本专利技术在线监测的方法可适用多种规格管线及多种监测布置要求的非金属管线，灵活度高，安装效率高，方便可靠也可适用于更广泛的集输管线表面监测中。3、本专利技术在线监测的方法可采用通过轴向变形传感器底座的导向座在轴向变形传感器保护壳的凹槽内滑动，从来带来弯曲传感器的电阻值发生变化，实现监测管线轴向变形，结构简单加工方便。4、本专利技术在线监测的方法所采用在线监测装置可设计导向面和限位面的夹角为钝角设计，实现将轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳相连接时，而不会意外打开和脱落，通常该钝角取值范围为100°～150°。5、本专利技术在线监测的方法所采用在线监测装置可在轴向变形传感器保护壳上开设第一安装通孔，底座本体上开设第二安装通孔，使用固定扎箍穿过安装通孔，将轴向变形传感器底座和轴向变形传感器保护壳固定在待监测非金属集输管线外表面，该固定方式简单易操作。6、本专利技术在线监测的方法所采用在线监测装置可在传感器容置槽的槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)加工非金属集输管线轴向变形在线监测装置所述非金属集输管线轴向变形在线监测装置包括轴向变形传感器底座(1)、轴向变形传感器保护壳(2)及弯曲传感器(9)；所述轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)扣合形成中空腔体，且相互间滑动配合；所述弯曲传感器(9)放置在所述中空腔体中，其一端与轴向变形传感器底座(1)或轴向变形传感器保护壳(2)的一端连接，其另一端伸向中空腔体且在中空腔体内弯折后与轴向变形传感器保护壳(2)或轴向变形传感器底座(1)的一端连接，所述弯曲传感器(9)的两端均位于轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)的同侧；所述轴向变形传感器底座(1)或轴向变形传感器保护壳(2)上设有导线槽(4)，用于将中空腔体内弯曲传感器(9)的信号线引出；2)获得管道初始状态标定值调节轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)，使两者之间处于最大重合状态，测量此时弯曲传感器(9)的电阻值，作为初始状态标定值；3)获得电阻值‑滑动距离对应表调节轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)之间相对滑动距离，测量并记录不同滑动距离对应弯曲传感器(9)的电阻值，形成电阻值‑滑动距离对应表；4)固定非金属集输管线轴向变形在线监测装置将轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)沿非金属集输管线(19)的轴向安装在管线外表面，使轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)之间处于最大重合状态且均与集输管线外表面紧密贴合；5)安装非金属集输管线将固定有非金属集输管线轴向变形在线监测装置的非金属集输管线(19)铺设于工作现场，将弯曲传感器(9)的信号线引出，接入信号传输装置；6)获得非金属集输管道轴向变形量信号传输装置获取弯曲传感器(9)的电阻值，参照步骤3)中电阻值‑滑动距离对应表，得到该电阻值对应的滑动距离，该滑动距离即为非金属集输管道轴向变形量。...

【技术特征摘要】
1.一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)加工非金属集输管线轴向变形在线监测装置所述非金属集输管线轴向变形在线监测装置包括轴向变形传感器底座(1)、轴向变形传感器保护壳(2)及弯曲传感器(9)；所述轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)扣合形成中空腔体，且相互间滑动配合；所述弯曲传感器(9)放置在所述中空腔体中，其一端与轴向变形传感器底座(1)或轴向变形传感器保护壳(2)的一端连接，其另一端伸向中空腔体且在中空腔体内弯折后与轴向变形传感器保护壳(2)或轴向变形传感器底座(1)的一端连接，所述弯曲传感器(9)的两端均位于轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)的同侧；所述轴向变形传感器底座(1)或轴向变形传感器保护壳(2)上设有导线槽(4)，用于将中空腔体内弯曲传感器(9)的信号线引出；2)获得管道初始状态标定值调节轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)，使两者之间处于最大重合状态，测量此时弯曲传感器(9)的电阻值，作为初始状态标定值；3)获得电阻值-滑动距离对应表调节轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)之间相对滑动距离，测量并记录不同滑动距离对应弯曲传感器(9)的电阻值，形成电阻值-滑动距离对应表；4)固定非金属集输管线轴向变形在线监测装置将轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)沿非金属集输管线(19)的轴向安装在管线外表面，使轴向变形传感器底座(1)和轴向变形传感器保护壳(2)之间处于最大重合状态且均与集输管线外表面紧密贴合；5)安装非金属集输管线将固定有非金属集输管线轴向变形在线监测装置的非金属集输管线(19)铺设于工作现场，将弯曲传感器(9)的信号线引出，接入信号传输装置；6)获得非金属集输管道轴向变形量信号传输装置获取弯曲传感器(9)的电阻值，参照步骤3)中电阻值-滑动距离对应表，得到该电阻值对应的滑动距离，该滑动距离即为非金属集输管道轴向变形量。2.根据权利要求1所述一种对非金属集输管线服役伸长变形在线监测的方法，其特征在于：步骤1)中，所述轴向变形传感器保护壳(2)内侧面一端为与待监测非金属集输管线(19)外表面相适配的第一圆弧面(13)，其另一端开设有凹槽(7)，所述凹槽(7)侧壁(14)包括靠近槽底(17)的第一导向面(15)、远离槽底(17)的第一限位面(16)，所述槽底(17)远离第一圆弧面(13)的一端设置有传感器安装台(8)；所述轴向变形传感器底座(1)包括底座本体(11)、设置在底座本体(11)上的导向座...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，汪鹏勃，祝国川，白强，丁楠，杨扬，苏杭，李厚补，宋生印，李计科，张鸿博，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司管材研究所，西安三环科技开发总公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61