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

L'industrie maritime joue un rôle essentiel dans le commerce mondial et le développement économique. Les pipelines sous-marins sont des éléments essentiels de la production pétrolière et gazière offshore, car ils acheminent les hydrocarbures des puits offshore vers les installations de traitement terrestres. La surveillance de l’état structurel des pipelines sous-marins est essentielle pour garantir un fonctionnement sûr et fiable de ces pipelines. La technologie de détection par réseau de fibres est une solution prometteuse pour la surveillance de l’état des structures dans l’industrie maritime en raison de sa grande précision, de sa fiabilité et de sa robustesse. Dans cet article, nous discuterons des problèmes que la technologie de détection des réseaux de fibres peut résoudre et de la manière dont Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (abréviation de DCYS) peut prendre en charge la surveillance de l'état structurel des pipelines sous-marins dans l'industrie maritime.

Principe de détection par réseau de Bragg :

Les réseaux de Bragg (FBG) sont des structures périodiques inscrites dans le cœur d'une fibre optique. Ces structures réfléchissent une longueur d'onde spécifique de la lumière déterminée par la périodicité du réseau. Lorsque le réseau est soumis à une contrainte mécanique ou thermique, la longueur d'onde réfléchie change de manière prévisible. En surveillant la longueur d'onde réfléchie, les variations de contrainte, de température et d'autres paramètres peuvent être détectées. Les capteurs FBG peuvent être utilisés pour surveiller une large gamme de paramètres, y compris la déformation, la contrainte, la température et les vibrations.

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Principe de détection par réseau de Bragg - Principe FBG - Principe du capteur FBG - Principe de détection de forme, température, déformation, contrainte et vibration FBG

Analyse des besoins pour la SHM des pipelines sous-marins dans l'industrie maritime :

Les pipelines sous-marins sont soumis à diverses conditions environnementales et opérationnelles pouvant entraîner une dégradation mécanique et structurelle au fil du temps. La corrosion, la fatigue et les dommages externes sont des problèmes courants pouvant affecter l'intégrité des pipelines sous-marins. Les conséquences d'une défaillance de pipeline peuvent être catastrophiques, notamment des dommages environnementaux, des pertes économiques et même des pertes de vies humaines. Par conséquent, la surveillance de la santé structurelle des pipelines sous-marins est essentielle pour détecter et prévenir les défaillances potentielles et assurer le fonctionnement sûr et fiable des pipelines sous-marins.

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

Why SHM of Underwater Pipelines is Needed?

Les pipelines sous-marins sont des composants critiques dans la production pétrolière et gazière offshore. La défaillance d'un pipeline peut causer des dommages environnementaux importants et des pertes économiques. La surveillance de la santé structurelle des pipelines sous-marins peut fournir une alerte précoce des problèmes potentiels et permettre une maintenance et une réparation proactives. En surveillant la santé structurelle des pipelines sous-marins, les opérateurs peuvent garantir la sécurité et la fiabilité de leurs opérations, minimiser les temps d'arrêt et réduire les coûts.

Difficultés de la SHM des pipelines sous-marins dans l'industrie maritime :

La surveillance de la santé structurelle des pipelines sous-marins présente des défis importants en raison de l'environnement sous-marin rude et complexe. L'accès limité aux pipelines sous-marins rend difficile l'installation et la maintenance des systèmes de surveillance. La pression hydrostatique élevée et les conditions extrêmes de température et d'humidité peuvent également affecter les performances et la fiabilité des systèmes de surveillance. De plus, l'environnement sous-marin est soumis à divers facteurs externes tels que les vagues, les courants et la vie marine qui peuvent causer des interférences et des dommages aux systèmes de surveillance.

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

Quels problèmes peuvent être résolus par la technologie de détection FBG :

La technologie de détection par réseau de fibres offre plusieurs avantages pour la surveillance de la santé structurelle des pipelines sous-marins. Les capteurs FBG sont immunisés contre les interférences électromagnétiques et peuvent fonctionner dans des environnements difficiles. Ils sont également petits, légers et peuvent être facilement intégrés dans la structure du pipeline. Les capteurs FBG peuvent détecter plusieurs paramètres physiques simultanément, y compris la déformation, la température et la pression. En utilisant un réseau de capteurs FBG, les opérateurs peuvent obtenir une image détaillée de la santé structurelle du pipeline et détecter les problèmes potentiels à un stade précoce.

Capteurs de déformation à réseau de fibres recommandés :

6000με capteur de déformation à réseau de Bragg  - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

Le produit est un capteur de déformation à réseau de Bragg (jauge de contrainte FBG) encapsulé dans un tube en alliage à haute élasticité, utilisé pour la mesure de déformation. Dans la plupart des cas, il s'agit d'une structure à extrémité unique à un segment, ou il peut être produit comme une structure à extrémité unique à plusieurs segments. Dans quelques cas, il peut également s'agir d'une structure à double extrémité. Le capteur peut être personnalisé en tant que capteur de déformation à réseau de Bragg résistant aux radiations ou capteur de déformation à réseau de Bragg résistant à haute température. La méthode de déploiement du produit dépend des fixations de support, qui peuvent être directement insérées dans l'objet testé, ou installées par soudure de surface avec des fixations correspondantes, boulonnées avec des trous percés pour la fixation, montage adhésif en surface, attachées avec des sangles pour la fixation, ou fixées avec des pinces, parmi diverses méthodes d'installation. Ce produit est un produit structurel de base, qui peut être calibré comme capteur de déplacement FBG, ou utilisé comme capteur de contrainte FBG.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (La jauge de contrainte FBG) est composée de connecteurs à fibre optique (FC, SC, LC, ST, etc.), de tubes en alliage à haute élasticité et d'une encapsulation FBG à point unique/multi-points.

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

Ce produit se caractérise par une petite taille, une légèreté, une résistance élevée à la traction et à la compression, une étanchéité à l'eau, une résistance à l'humidité et une étanchéité totale. En utilisant les caractéristiques de déformation du FBG, ce capteur peut être inséré, serré, monté en surface, collé ou intégré dans la structure mesurée pour effectuer la détection et la surveillance de la déformation.

6000με capteur de déformation à réseau de Bragg  - FBG Strain Gauge - polymer material packaging - metal protection strain sensor - range 6000με/8000με

Ce produit est un capteur de déformation à réseau de Bragg à haute plage (jauge de contrainte FBG) utilisé pour la mesure de déformation. Il peut être utilisé dans une structure à extrémité unique, où il est inséré dans l'objet à mesurer pour la mesure de déformation. Il peut également être utilisé dans une structure à double extrémité, où il est fixé avec un dispositif ou collé directement sur la surface pour la mesure de déformation, permettant une mesure de déformation multipoint lorsqu'il est connecté en série. La structure de ce produit est la même que celle des capteurs de contrainte à réseau de Bragg.

Aperçu du produit :

The OFSCN® high-range capteur de déformation à réseau de Bragg  (La jauge de contrainte FBG) se compose de connecteurs à fibre (FC, SC, LC, ST, etc.), de matériaux à haute élasticité et d'une encapsulation FBG à point unique. Selon les matériaux utilisés, il peut fonctionner à température ambiante ou à une température maximale de 120 degrés Celsius (personnalisable sur demande).

Ce produit se caractérise par sa petite taille, sa légèreté, sa résistance élevée à la traction et à la compression, ses propriétés d'étanchéité à l'eau et à l'humidité, et son étanchéité totale. En utilisant les caractéristiques de déformation du FBG, ce capteur peut être inséré, soudé, collé ou adhéré à l'intérieur ou à la surface de la structure testée pour la détection et la surveillance de la déformation.

Pékin Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. :

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (abréviation de DCYS) est un fabricant professionnel de capteurs à réseaux de fibres, de démodulateurs de réseaux à fibres et de logiciels système. Spécialisé dans la production de divers capteurs à réseaux de fibres, notamment des capteurs de température, de déformation, de contrainte, de déplacement, de vibration, de forme, etc. DCYS produit également des démodulateurs de réseaux à fibres et peut personnaliser et développer des logiciels d'application associés.

Démodulateur à réseau de fibres recommandé :

Interrogateur à réseau de Bragg - Démodulateur à réseau de fibres optiques - Analyseur FBG haute vitesse/fréquence

Alias du produit : 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.

Ce produit est un démodulateur FBG haute vitesse/haute fréquence fabriqué par Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Cet interrogateur est compatible avec toutes les spécifications et modèles de OFSCN® Capteurs FBG (y compris les capteurs de température, de contrainte et de contrainte FBG). Il présente une densité de ports réglable (4, 8, 16 et 32 ​​canaux), taux de rafraîchissement élevés (10, 20, 50 et 100 Hz).

DCYS aide à réaliser le SHM des pipelines sous-marins dans l'industrie maritime :

Grâce à notre expertise en technologie de détection de réseaux de fibres, DCYS peut aider à résoudre certains des défis liés à la surveillance de l’état structurel des pipelines sous-marins dans l’industrie maritime. Les produits DCYS sont fiables, précis et adaptés aux environnements difficiles, ce qui les rend idéaux pour la surveillance des pipelines sous-marins.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

D'autres points doivent être clarifiés :

Il convient de noter que même si la technologie de détection par réseau de fibre offre de nombreux avantages pour la surveillance de l’état structurel des pipelines sous-marins, elle ne constitue pas une solution autonome. Une surveillance efficace de l’état structurel des pipelines sous-marins nécessite une approche globale combinant diverses technologies et techniques, notamment la surveillance acoustique, l’inspection visuelle et la surveillance de la corrosion. Les opérateurs doivent également prendre en compte des facteurs tels que l'acquisition, l'analyse et l'interprétation des données, ainsi que le coût et la faisabilité de la mise en œuvre de systèmes de surveillance.

En conclusion, la surveillance de l’état structurel des pipelines sous-marins est essentielle au fonctionnement sûr et fiable de la production pétrolière et gazière offshore. La technologie de détection par réseau de fibre est une solution prometteuse pour la surveillance des pipelines sous-marins, offrant une précision, une fiabilité et une robustesse élevées dans les environnements difficiles. Grâce à l'expertise de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd., les opérateurs peuvent tirer parti des avantages de la technologie de détection des réseaux de fibres et améliorer leurs capacités de surveillance de l'état des structures. Cependant, il est important de noter que la surveillance des pipelines sous-marins nécessite une approche holistique prenant en compte divers facteurs, et la technologie de détection par réseau de fibre n'est qu'une pièce du puzzle.