CN111981214A - 一种光纤传感器热熔封装带、金属压力管道及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属管道监测技术领域，具体涉及一种光纤传感器热熔封装带、金属压力管道及其制作方法。该光纤传感器热熔封装带用于监测管道焊缝的腐蚀状态，包括：上下叠放设置的热熔防腐层、第一检测光纤和热熔基层；第一检测光纤沿热熔基层的横向中心线呈S形曲线设置在热熔基层和热熔防腐层之间。本发明中，光纤传感器热熔封装带沿热熔基层的横向中心线布设专门监测管道焊缝的腐蚀状态的第一检测光纤，使第一检测光纤能够更加精确地检测出管道焊缝的应力等变化，从而实现对金属压力管道的腐蚀状态的精确监测。

Description

一种光纤传感器热熔封装带、金属压力管道及其制作方法

技术领域

本发明涉及金属管道监测技术领域，具体涉及一种光纤传感器热熔封装带、金属压力管道及其制作方法。

背景技术

金属管道腐蚀是造成管道失效事故的主要成因，通过国内金属压力管道安全大数据系统提供的分析，八成以上的金属管道腐蚀失效是由点蚀与应力腐蚀综合作用所致，发生失效的部位主要位于金属管道的对接焊缝部位，众所周知，金属管道焊缝部位的机械强度比母材强度低，焊缝部位的承压应变大于母材，也就是说腐蚀的早期形态为焊缝部位的缓慢点蚀，后期在应力作用下集束的点蚀发展为裂纹，最终裂纹急速扩展成裂缝后造成失效事故。

因此，如何精确地监测金属压力管道的腐蚀状态，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤传感器热熔封装带、金属压力管道及其制作方法，以精确地监测金属压力管道的腐蚀状态。

为实现上述目的，本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供一种光纤传感器热熔封装带，所述光纤传感器热熔封装带用于监测管道焊缝的腐蚀状态，包括：上下叠放设置的热熔防腐层、第一检测光纤和热熔基层；

所述第一检测光纤沿所述热熔基层的横向中心线呈S形曲线设置在所述热熔基层和所述热熔防腐层之间。

在一种可能的实施例中，所述第一检测光纤在所述热熔基层的横向中心线位置处的切线方向与所述热熔基层的横向中心线垂直。

在一种可能的实施例中，所述第一检测光纤与所述热熔基层的横向中心线的各交点之间以设定长度呈等间距横向分布。

在一种可能的实施例中，所述设定长度为所述管道焊缝的宽度的3倍至12倍。

在一种可能的实施例中，所述热熔基层为聚乙烯热熔基层或聚丙烯热熔基层；

所述热熔防腐层为聚乙烯热熔防腐层或聚丙烯热熔防腐层。

第二方面，本发明实施例提供一种金属压力管道，包括：第一复合管道、第二复合管道和如第一方面中任一所述的光纤传感器热熔封装带；

所述第一复合管道包括第一金属管道、第二检测光纤和第一防腐层；所述第一防腐层套设在所述第一金属管道上；所述第二检测光纤呈螺旋形绕设在所述第一金属管道和所述第一防腐层之间；

所述第二复合管道包括第二金属管道、第三检测光纤和第二防腐层；所述第二防腐层套设在所述第二金属管道上；所述第三检测光纤呈螺旋形在绕设所述第二金属管道和所述第二防腐层之间；

所述第一复合管道与所述第二复合管焊接连接；

所述光纤传感器热熔封装带沿所述第一复合管道的周向绕设在所述第一复合管道与所述第二复合管之间的焊缝的外表面；

所述第一检测光纤的一端连接所述第二检测光纤；所述第一检测光纤的相对的另一端连接所述第三检测光纤。

在一种可能的实施例中，所述第一检测光纤的一端通过第一光纤接插件连接所述第二检测光纤；所述第一检测光纤的相对的另一端通过第二光纤接插件连接所述第三检测光纤。

在一种可能的实施例中，所述第一防腐层为第一聚乙烯防腐层或第一聚丙烯防腐层；

所述第二防腐层为第二聚乙烯防腐层或第二聚丙烯防腐层。

第三方面，本发明实施例提供一种如第二方面中任一所述的金属压力管道的制作方法，其特征在于，包括：

去除第一复合管道的一端的第一设定范围内的第一防腐层；

去除第二复合管道的一端的第二设定范围内的第二防腐层；

将所述第一复合管道的一端与所述第二复合管道的一端焊接；

将光纤传感器热熔封装带加热后，包裹在所述第一复合管道与所述第二复合管道之间的焊缝的外表面；

将第一检测光纤的一端连接第二检测光纤靠近所述焊缝的一端；

将所述第一检测光纤的相对的另一端连接第三检测光纤靠近所述焊缝的一端。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明中，光纤传感器热熔封装带沿热熔基层的横向中心线布设专门监测管道焊缝的腐蚀状态的第一检测光纤，使第一检测光纤能够更加精确地检测出管道焊缝的应力等变化，从而实现对金属压力管道的腐蚀状态的精确监测。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种光纤传感器热熔封装带的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种光纤传感器热熔封装带的剖面图；

图3是本发明实施例提供的一种金属压力管道的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种金属压力管道的主视图；

图5是本发明实施例提供的一种金属压力管道的制作方法的流程图。

附图标记说明：1为光纤传感器热熔封装带，11为热熔防腐层，12为第一检测光纤，13为热熔基层，2为第一复合管道，21为第一金属管道，22为第二检测光纤，23为第一防腐层，3为第二复合管道，31为第二金属管道，32为第三检测光纤，33为第二防腐层，4为焊缝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

请参阅图1，图1为本实施例提供的一种光纤传感器热熔封装带的结构示意图，图2为图1箭头处的剖面图，该光纤传感器热熔封装带1具体包括：上下叠放设置的热熔防腐层11、第一检测光纤12和热熔基层13。

第一检测光纤12沿热熔基层13的横向中心线呈S形曲线设置在热熔基层13和热熔防腐层11之间。

而光纤接插件位于热熔基层和热熔防腐层之外。

第一检测光纤12为分布式微结构光纤，属于DMF传感器中的测试元件，实际应用时，将光纤传感器热熔封装带1中热熔基层13的横向中心线绕向焊缝4，使第一检测光纤12能够检测到焊缝4各处的应变、振动等变化，从而实现对该处腐蚀状态的监测。

为了方便检测光纤之间的连接，第一检测光纤12的两端均连接有光纤插接件，方便监测光纤之间的快速连接。

在一种可能的实施例中，为了使第一检测光纤12对焊缝4的腐蚀状态实现更准确的监测，本发明还提供了以下方案：

所述第一检测光纤12在所述热熔基层13的横向中心线位置处的切线方向与所述热熔基层13的横向中心线垂直。

这样，能够最准确地检测出焊缝4各处的应变、振动等变化，从而实现对腐蚀状态的更准确的监测。

在一种可能的实施例中，为了使第一检测光纤12采集的数据更加准确，本发明还提供了以下方案：

所述第一检测光纤12与所述热熔基层13的横向中心线的各交点之间以设定长度呈等间距横向分布。

具体的，上述各交点等间距分布，使得第一检测光纤12采集的焊缝4的相关变化更加均匀，从而使采集的数据更加准确。

具体的，上述设定长度可以根据经验人为设定。

在一种可能的实施例中，所述设定长度为所述管道焊缝的宽度的3倍至12倍。

本发明的发明人经过大量的测试和理论计算，获得最优的设定长度，该设定长度能够增加第一检测光纤12采集数据的准确性。

在一种可能的实施例中，所述热熔基层为聚乙烯热熔基层或聚丙烯热熔基层；

所述热熔防腐层为聚乙烯热熔防腐层或聚丙烯热熔防腐层。

具体的，采用聚乙烯材料或聚丙烯材料，使热熔基层和热熔防腐层不但具备良好的防腐性能，而且还具备了良好的热熔性。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种金属压力管道，如图3所示为该金属压力管道的结构示意图，图4为该金属压力管道的主视图。

该金属压力管道具体包括：第一复合管道2、第二复合管道3和如上文任一所述的光纤传感器热熔封装带1。

第一复合管道2包括第一金属管道21、第二检测光纤22和第一防腐层23。第一防腐层23套设在第一金属管道21上。第二检测光纤22呈螺旋形绕设在第一金属管道21和第一防腐层23之间。

第二检测光纤22为分布式微结构光纤，属于DMF传感器中的测试元件，其能够检测到第一金属管道21管壁各处的应变、振动等变化，从而实现对第一金属管道21管壁腐蚀状态的监测。

第二复合管道3包括第二金属管道31、第三检测光纤32和第二防腐层33。第二防腐层33套设在第二金属管道31上。第三检测光纤32呈螺旋形在绕设第二金属管道31和第二防腐层33之间。

第三检测光纤32为分布式微结构光纤，属于DMF传感器中的测试元件，其能够检测到第二金属管道31管壁各处的应变、振动等变化，从而实现对第二金属管道31管壁腐蚀状态的监测。

第一复合管道2与第二复合管3在对接处焊接连接，并在对接处形成焊缝4。

光纤传感器热熔封装带1沿第一复合管道2的周向绕设在第一复合管道2与第二复合管3之间的焊缝4的外表面，使得第一检测光纤12能够紧贴焊缝4，从而实现对焊缝4处的腐蚀状态监测。

第一检测光纤12的一端连接第二检测光纤22，第一检测光纤12的相对的另一端连接第三检测光纤32，这样使得第一检测光纤12、第二检测光纤22和第三检测光纤32形成光纤通路，从而能够实现对整个金属压力管道的腐蚀状态监测。

在一种可能的实施例中，第一检测光纤12的一端通过第一光纤接插件连接第二检测光纤22，第一检测光纤12的相对的另一端通过第二光纤接插件连接第三检测光纤32，以提高光纤连接之间的效率。

在一种可能的实施例中，第一防腐层23为第一聚乙烯防腐层或第一聚丙烯防腐层，第二防腐层33为第二聚乙烯防腐层或第二聚丙烯防腐层。

具体的，采用聚乙烯材料或聚丙烯材料，使第一防腐层23和第二防腐层33不但具备良好的防腐性能，而且还具备了良好的热熔性。

基于与方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种如上文中任一所述的金属压力管道的制作方法，如图5所示为该制作方法的流程图，具体包括：

步骤11，去除第一复合管道2的一端的第一设定范围内的第一防腐层23。

具体的，第一设定范围可以选为距离第一复合管道2的一端30mm-50mm以内的表面。

步骤12，去除第二复合管道3的一端的第二设定范围内的第二防腐层33。

具体的，第二设定范围可以选为距离第二复合管道3的一端30mm-50mm以内的表面。

步骤13，将所述第一复合管道2的一端与所述第二复合管道3的一端焊接。

步骤14，将光纤传感器热熔封装带1加热后，包裹在所述第一复合管道2与所述第二复合管道3之间的焊缝4的外表面。

步骤15，将第一检测光纤12的一端连接第二检测光纤22靠近所述焊缝的一端。

步骤16，将所述第一检测光纤12的相对的另一端连接第三检测光纤32靠近所述焊缝的一端。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例中，光纤传感器热熔封装带沿热熔基层的横向中心线布设专门监测管道焊缝的腐蚀状态的第一检测光纤，使第一检测光纤能够更加精确地检测出管道焊缝的应力等变化，从而实现对金属压力管道的腐蚀状态的精确监测。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种光纤传感器热熔封装带，其特征在于，所述光纤传感器热熔封装带用于监测管道焊缝的腐蚀状态，包括：上下叠放设置的热熔防腐层、第一检测光纤和热熔基层；

所述第一检测光纤沿所述热熔基层的横向中心线呈S形曲线设置在所述热熔基层和所述热熔防腐层之间。

2.根据权利要求1所述的光纤传感器热熔封装带，其特征在于，所述第一检测光纤在所述热熔基层的横向中心线位置处的切线方向与所述热熔基层的横向中心线垂直。

3.根据权利要求2所述的光纤传感器热熔封装带，其特征在于，所述第一检测光纤与所述热熔基层的横向中心线的各交点之间以设定长度呈等间距横向分布。

4.根据权利要求3所述的光纤传感器热熔封装带，其特征在于，所述设定长度为所述管道焊缝的宽度的3倍至12倍。

5.根据权利要求1所述的光纤传感器热熔封装带，其特征在于，所述热熔基层为聚乙烯热熔基层或聚丙烯热熔基层；

所述热熔防腐层为聚乙烯热熔防腐层或聚丙烯热熔防腐层。

6.一种金属压力管道，其特征在于，包括第一复合管道、第二复合管道和如权利要求1至5任一所述的光纤传感器热熔封装带；

所述第一复合管道包括第一金属管道、第二检测光纤和第一防腐层；所述第一防腐层套设在所述第一金属管道上；所述第二检测光纤呈螺旋形绕设在所述第一金属管道和所述第一防腐层之间；

所述第二复合管道包括第二金属管道、第三检测光纤和第二防腐层；所述第二防腐层套设在所述第二金属管道上；所述第三检测光纤呈螺旋形在绕设所述第二金属管道和所述第二防腐层之间；

所述第一复合管道与所述第二复合管焊接连接；

所述光纤传感器热熔封装带沿所述第一复合管道的周向绕设在所述第一复合管道与所述第二复合管之间的焊缝的外表面；

所述第一检测光纤的一端连接所述第二检测光纤；所述第一检测光纤的相对的另一端连接所述第三检测光纤。

7.根据权利要求6所述的金属压力管道，其特征在于，所述第一检测光纤的一端通过第一光纤接插件连接所述第二检测光纤；所述第一检测光纤的相对的另一端通过第二光纤接插件连接所述第三检测光纤。

8.根据权利要求6所述的金属压力管道，其特征在于，所述第一防腐层为第一聚乙烯防腐层或第一聚丙烯防腐层；

所述第二防腐层为第二聚乙烯防腐层或第二聚丙烯防腐层。

9.一种如权利要求6所述的金属压力管道的制作方法，其特征在于，包括：

去除第一复合管道的一端的第一设定范围内的第一防腐层；

去除第二复合管道的一端的第二设定范围内的第二防腐层；

将所述第一复合管道的一端与所述第二复合管道的一端焊接；

将光纤传感器热熔封装带加热后，包裹在所述第一复合管道与所述第二复合管道之间的焊缝的外表面；

将第一检测光纤的一端连接第二检测光纤靠近所述焊缝的一端；

将所述第一检测光纤的相对的另一端连接第三检测光纤靠近所述焊缝的一端。

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