FBG Sensing Technology for the SHM of Underwater Pipelines in Marine Industry

La industria marina desempeña un papel vital en el comercio mundial y el desarrollo económico. Los oleoductos submarinos son componentes críticos en la producción de petróleo y gas en alta mar, ya que transportan hidrocarburos desde los pozos marinos hasta las instalaciones de procesamiento en tierra. El monitoreo de la salud estructural de las tuberías submarinas es esencial para garantizar el funcionamiento seguro y confiable de estas tuberías. La tecnología de detección de rejillas de fibra es una solución prometedora para el monitoreo del estado estructural en la industria marina debido a su alta precisión, confiabilidad y robustez. En este artículo, analizaremos los problemas que la tecnología de detección de rejillas de fibra puede resolver y cómo Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (abreviatura de DCYS) puede respaldar el monitoreo del estado estructural de las tuberías submarinas en la industria marina.

Principio de Detección de Red de Bragg en Fibra:

Las redes de Bragg en fibra (FBG) son estructuras periódicas que se inscriben en el núcleo de una fibra óptica. Estas estructuras reflejan una longitud de onda específica de luz determinada por la periodicidad de la red. Cuando la red se somete a tensión mecánica o térmica, la longitud de onda reflejada cambia de manera predecible. Al monitorear la longitud de onda reflejada, se pueden detectar cambios en la deformación, temperatura y otros parámetros. Los sensores FBG se pueden usar para monitorear una amplia gama de parámetros, incluyendo deformación, tensión, temperatura y vibración.

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Principio de Detección de Red de Bragg en Fibra - Principio FBG - Principio del Sensor FBG - Principio de Detección de Temperatura, Deformación, Tensión, Vibración y Forma FBG

Análisis de Demanda para SHM de Tuberías Submarinas en la Industria Marina:

Las tuberías submarinas están sujetas a diversas condiciones ambientales y operativas que pueden causar degradación mecánica y estructural con el tiempo. La corrosión, la fatiga y los daños externos son problemas comunes que pueden afectar la integridad de las tuberías submarinas. Las consecuencias de una falla en una tubería pueden ser catastróficas, incluyendo daños ambientales, pérdidas económicas e incluso pérdida de vidas humanas. Por lo tanto, el monitoreo de salud estructural de las tuberías submarinas es crítico para detectar y prevenir fallas potenciales y garantizar la operación segura y confiable de las tuberías submarinas.

Physical diagram of OFSCN® 6000με Fiber Bragg Grating Strain Sensor (2.0mm diameter FBG strain gauge)

Why SHM of Underwater Pipelines is Needed?

Las tuberías submarinas son componentes críticos en la producción de petróleo y gas en alta mar. La falla de una tubería puede causar daños ambientales significativos y pérdidas económicas. El monitoreo de salud estructural de las tuberías submarinas puede proporcionar una advertencia temprana de problemas potenciales y permitir un mantenimiento y reparación proactivos. Al monitorear la salud estructural de las tuberías submarinas, los operadores pueden garantizar la seguridad y confiabilidad de sus operaciones, minimizar el tiempo de inactividad y reducir costos.

Dificultades en el SHM de Tuberías Submarinas en la Industria Marina:

El monitoreo de salud estructural de las tuberías submarinas presenta desafíos significativos debido al entorno submarino hostil y complejo. El acceso limitado a las tuberías submarinas dificulta la instalación y el mantenimiento de los sistemas de monitoreo. La alta presión hidrostática y las condiciones extremas de temperatura y humedad también pueden afectar el rendimiento y la confiabilidad de los sistemas de monitoreo. Además, el entorno submarino está sujeto a varios factores externos como olas, corrientes y vida marina que pueden causar interferencias y daños a los sistemas de monitoreo.

Physical Diagram of OFSCN® High-Range Fiber Bragg Grating (FBG) Strain Sensor (Strain Gauge) - Single-ended, Length 1m

¿Qué Problemas Puede Resolver la Tecnología de Detección FBG?

La tecnología de detección por redes de fibra ofrece varias ventajas para el monitoreo de salud estructural de tuberías submarinas. Los sensores FBG son inmunes a la interferencia electromagnética y pueden operar en entornos hostiles. También son pequeños, livianos y pueden integrarse fácilmente en la estructura de la tubería. Los sensores FBG pueden detectar múltiples parámetros físicos simultáneamente, incluyendo deformación, temperatura y presión. Mediante el uso de una red de sensores FBG, los operadores pueden obtener una imagen detallada de la salud estructural de la tubería y detectar problemas potenciales en una etapa temprana.

Sensores de deformación por red de fibra recomendados:

6000με sensor de deformación por red de Bragg en fibra  - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

El producto es un sensor de deformación por red de Bragg en fibra (galga extensométrica FBG) encapsulado en un tubo de aleación de alta elasticidad, utilizado para la medición de deformación. En la mayoría de los casos, es una estructura de un solo segmento y un solo extremo, o puede producirse como una estructura de múltiples segmentos y un solo extremo. En algunos casos, también puede ser una estructura de doble extremo. El sensor se puede personalizar como sensor de deformación por red de Bragg en fibra resistente a la radiación o sensor de deformación por red de Bragg en fibra resistente a altas temperaturas. El método de implementación del producto depende de los accesorios de soporte, que pueden insertarse directamente en el objeto de prueba, o instalarse mediante soldadura superficial con los accesorios correspondientes, atornillarse con agujeros perforados para fijación, montaje adhesivo en superficie, atarse con correas para fijación, o fijarse con abrazaderas, entre varios métodos de instalación. Este producto es un producto estructural básico, que puede calibrarse como sensor de desplazamiento FBG o utilizarse como sensor de tensión FBG.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (La galga extensométrica FBG) está compuesta por conectores de fibra óptica (FC, SC, LC, ST, etc.), tubos de aleación de alta elasticidad y encapsulación FBG de punto único o multipunto.

It can also be customized as radiation-resistant FBG strain sensor or high-temperature resistant FBG strain sensor.

Este producto se caracteriza por su tamaño pequeño, peso ligero, alta resistencia a la tracción y compresión, impermeabilidad, resistencia a la humedad y características completamente selladas. Al utilizar las características de deformación del FBG, este sensor se puede insertar, sujetar, montar en superficie, pegar o incrustar en la estructura medida para realizar la detección y monitoreo de deformación.

6000με sensor de deformación por red de Bragg en fibra  - FBG Strain Gauge - polymer material packaging - metal protection strain sensor - range 6000με/8000με

Este producto es un sensor de deformación por red de Bragg en fibra de alto rango (galga extensométrica FBG) utilizado para la medición de deformación. Se puede usar en una estructura de un solo extremo, donde se inserta en el objeto a medir para la medición de deformación. También se puede usar en una estructura de doble extremo, donde se fija con un accesorio o se adhiere directamente a la superficie para la medición de deformación, permitiendo la medición de deformación multipunto cuando se conecta en serie. La estructura de este producto es la misma que la de los sensores de tensión por red de Bragg en fibra.

Resumen del Producto:

The OFSCN® high-range sensor de deformación por red de Bragg en fibra  (La galga extensométrica FBG) consiste en conectores de fibra (FC, SC, LC, ST, etc.), materiales de alta elasticidad y encapsulación FBG de punto único. Dependiendo de los materiales utilizados, puede funcionar a temperatura ambiente o a una temperatura máxima de 120 grados Celsius (personalizable bajo pedido).

Este producto se caracteriza por su tamaño pequeño, peso ligero, alta resistencia a la tracción y compresión, propiedades impermeables y resistentes a la humedad, y sellado completo. Al utilizar las características de deformación del FBG, este sensor se puede insertar, soldar, pegar o adherir al interior o superficie de la estructura de prueba para la detección y monitoreo de deformación.

Tecnología Co., Ltd. de Beijing Dacheng Yongsheng:

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (abreviatura de DCYS) es un fabricante profesional de sensores de rejilla de fibra, demoduladores de rejilla de fibra y software de sistema. Especializada en la producción de diversos sensores de rejilla de fibra, incluidos sensores de temperatura, tensión, tensión, desplazamiento, vibración, forma, etc. DCYS también produce demoduladores de rejilla de fibra y puede personalizar y desarrollar software de aplicaciones relacionadas.

Desmodulador de red de fibra recomendado:

Interrogador de Red de Bragg en Fibra - Desmodulador de Red de Fibra Óptica - Analizador FBG de Alta Velocidad/Frecuencia

Alias del Producto: Fiber Bragg Grating Interrogator, FBG Interrogator, Fiber Bragg Grating Analyzer, FBG Sensor Interrogator, Optical Sensing Interrogator, Fiber Optic Grating Interrogator, Fiber Bragg Grating Demodulator, FBG Demodulator, Fiber Optic Grating Demodulator, High-Speed FBG Interrogator, 100Hz FBG Demodulation Unit, Web-based FBG Software, Multi-channel Optical Analyzer, Modbus FBG Gateway.

Este producto es un demodulador FBG de alta velocidad/alta frecuencia fabricado por Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Este interrogador es compatible con todas las especificaciones y modelos de OFSCN® sensores FBG (incluidos sensores FBG de temperatura, estrés y tensión). Cuenta con densidad de puerto ajustable (4, 8, 16 y 32 canales), altas frecuencias de actualización (10, 20, 50 y 100 Hz).

DCYS ayuda a realizar el SHM de tuberías submarinas en la industria marina:

Con nuestra experiencia en tecnología de detección de rejillas de fibra, DCYS puede ayudar a resolver algunos de los desafíos en el monitoreo del estado estructural de tuberías submarinas en la industria marina. Los productos de DCYS son confiables, precisos y adecuados para entornos hostiles, lo que los hace ideales para el monitoreo de tuberías submarinas.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Es necesario aclarar otros puntos:

Vale la pena señalar que, si bien la tecnología de detección de rejillas de fibra ofrece muchas ventajas para el monitoreo del estado estructural de tuberías submarinas, no es una solución independiente. El monitoreo efectivo de la salud estructural de las tuberías submarinas requiere un enfoque integral que combine varias tecnologías y técnicas, incluido el monitoreo acústico, la inspección visual y el monitoreo de la corrosión. Los operadores también deben considerar factores como la adquisición, el análisis y la interpretación de datos, así como el costo y la viabilidad de implementar sistemas de monitoreo.

En conclusión, el monitoreo del estado estructural de los ductos submarinos es esencial para la operación segura y confiable de la producción de petróleo y gas en alta mar. La tecnología de detección de rejillas de fibra es una solución prometedora para el monitoreo de tuberías submarinas, que ofrece alta precisión, confiabilidad y robustez en entornos hostiles. Con la experiencia de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd., los operadores pueden aprovechar los beneficios de la tecnología de detección de rejillas de fibra y mejorar sus capacidades de monitoreo de la salud estructural. Sin embargo, es importante señalar que el monitoreo de tuberías submarinas requiere un enfoque holístico que considere varios factores, y la tecnología de detección de rejillas de fibra es solo una pieza del rompecabezas.