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

L’industria marittima svolge un ruolo vitale nel commercio globale e nello sviluppo economico. Le condotte sottomarine sono componenti critici nella produzione offshore di petrolio e gas, poiché trasportano gli idrocarburi dai pozzi offshore agli impianti di trattamento onshore. Il monitoraggio dello stato strutturale delle condotte sottomarine è essenziale per garantire il funzionamento sicuro e affidabile di queste condotte. La tecnologia di rilevamento a reticolo in fibra è una soluzione promettente per il monitoraggio della salute strutturale nel settore marino grazie alla sua elevata precisione, affidabilità e robustezza. In questo articolo discuteremo dei problemi che la tecnologia di rilevamento dei reticoli in fibra può risolvere e di come Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (abbreviazione di DCYS) può supportare il monitoraggio dello stato strutturale delle condotte sottomarine nell'industria marina.

Principio di Rilevamento del Reticolo di Bragg in Fibra:

I reticoli di Bragg in fibra (FBG) sono strutture periodiche incise nel nucleo di una fibra ottica. Queste strutture riflettono una lunghezza d'onda specifica della luce determinata dalla periodicità del reticolo. Quando il reticolo è sottoposto a deformazione meccanica o termica, la lunghezza d'onda riflessa cambia in modo prevedibile. Monitorando la lunghezza d'onda riflessa, è possibile rilevare variazioni di deformazione, temperatura e altri parametri. I sensori FBG possono essere utilizzati per monitorare un'ampia gamma di parametri, tra cui deformazione, stress, temperatura e vibrazioni.

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Principio di Rilevamento del Reticolo di Bragg in Fibra - Principio FBG - Principio del Sensore FBG - Principio di Rilevamento di Temperatura, Deformazione, Stress, Vibrazione e Forma FBG

Analisi della Domanda per il Monitoraggio della Salute Strutturale delle Tubature Sottomarine nell'Industria Marina:

Le tubature sottomarine sono soggette a varie condizioni ambientali e operative che possono causare un degrado meccanico e strutturale nel tempo. Corrosione, fatica e danni esterni sono problemi comuni che possono compromettere l'integrità delle tubature sottomarine. Le conseguenze di un guasto di una tubatura possono essere catastrofiche, inclusi danni ambientali, perdite economiche e persino perdita di vite umane. Pertanto, il monitoraggio della salute strutturale delle tubature sottomarine è fondamentale per rilevare e prevenire potenziali guasti e garantire il funzionamento sicuro e affidabile delle tubature sottomarine.

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

Why SHM of Underwater Pipelines is Needed?

Le tubature sottomarine sono componenti critici nella produzione di petrolio e gas offshore. Il guasto di una tubatura può causare significativi danni ambientali e perdite economiche. Il monitoraggio della salute strutturale delle tubature sottomarine può fornire un allarme precoce di potenziali problemi e consentire una manutenzione e riparazione proattive. Monitorando la salute strutturale delle tubature sottomarine, gli operatori possono garantire la sicurezza e l'affidabilità delle loro operazioni, minimizzare i tempi di fermo e ridurre i costi.

Difficoltà nel Monitoraggio della Salute Strutturale delle Tubature Sottomarine nell'Industria Marina:

Il monitoraggio della salute strutturale delle tubature sottomarine presenta sfide significative a causa dell'ambiente sottomarino ostile e complesso. L'accesso limitato alle tubature sottomarine rende difficile l'installazione e la manutenzione dei sistemi di monitoraggio. L'elevata pressione idrostatica e le condizioni estreme di temperatura e umidità possono anche influenzare le prestazioni e l'affidabilità dei sistemi di monitoraggio. Inoltre, l'ambiente sottomarino è soggetto a vari fattori esterni come onde, correnti e vita marina che possono causare interferenze e danni ai sistemi di monitoraggio.

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

Quali Problemi Possono Essere Risolti dalla Tecnologia di Rilevamento FBG:

La tecnologia di rilevamento a reticolo di fibra offre diversi vantaggi per il monitoraggio della salute strutturale delle tubature sottomarine. I sensori FBG sono immuni alle interferenze elettromagnetiche e possono operare in ambienti ostili. Sono anche piccoli, leggeri e possono essere facilmente incorporati nella struttura della tubatura. I sensori FBG possono rilevare simultaneamente più parametri fisici, tra cui deformazione, temperatura e pressione. Utilizzando una rete di sensori FBG, gli operatori possono ottenere un quadro dettagliato della salute strutturale della tubatura e rilevare potenziali problemi in una fase precoce.

Sensori di deformazione a reticolo di fibra consigliati:

6000με sensore di deformazione a reticolo di Bragg in fibra  - FBG Strain Gauge - polymer material packaging - metal protection strain sensor - range 6000με/8000με

Questo prodotto è un sensore di deformazione a reticolo di Bragg in fibra ad alto range (estensimetro FBG) utilizzato per la misurazione della deformazione. Può essere utilizzato in una struttura a terminazione singola, dove viene inserito nell'oggetto da misurare per la misurazione della deformazione. Può anche essere utilizzato in una struttura a doppia terminazione, dove viene fissato con un supporto o incollato direttamente sulla superficie per la misurazione della deformazione, consentendo la misurazione della deformazione multipunto quando collegato in serie. La struttura di questo prodotto è la stessa dei sensori di stress a reticolo di Bragg in fibra.

Panoramica del Prodotto:

The OFSCN® high-range sensore di deformazione a reticolo di Bragg in fibra  (L'estensimetro FBG) è costituito da connettori in fibra (FC, SC, LC, ST, ecc.), materiali ad alta elasticità e incapsulamento FBG a punto singolo. A seconda dei materiali utilizzati, può funzionare a temperatura ambiente o a una temperatura massima di 120 gradi Celsius (personalizzabile su richiesta).

Questo prodotto è caratterizzato da dimensioni ridotte, peso leggero, elevata resistenza a trazione e compressione, proprietà impermeabili e anti-umidità e tenuta completa. Utilizzando le caratteristiche di deformazione dell'FBG, questo sensore può essere inserito, saldato, incollato o aderito all'interno o alla superficie della struttura di prova per il rilevamento e il monitoraggio della deformazione.

6000με sensore di deformazione a reticolo di Bragg in fibra  - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

Il prodotto è un sensore di deformazione a reticolo di Bragg in fibra (estensimetro FBG) incapsulato in un tubo in lega ad alta elasticità, utilizzato per la misurazione della deformazione. Nella maggior parte dei casi, è una struttura a segmento singolo e terminazione singola, oppure può essere prodotto come struttura a segmenti multipli e terminazione singola. In alcuni casi, può anche essere una struttura a doppia terminazione. Il sensore può essere personalizzato come sensore di deformazione a reticolo di Bragg in fibra resistente alle radiazioni o sensore di deformazione a reticolo di Bragg in fibra resistente alle alte temperature. Il metodo di installazione del prodotto dipende dai supporti di fissaggio, che possono essere inseriti direttamente nell'oggetto di prova, oppure installati tramite saldatura superficiale con appositi supporti, imbullonati con fori praticati per il fissaggio, montaggio adesivo superficiale, legati con cinghie per il fissaggio o fissati con morsetti, tra vari metodi di installazione. Questo prodotto è un prodotto strutturale di base, che può essere calibrato come sensore di spostamento FBG o utilizzato come sensore di stress FBG.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (L'estensimetro FBG) è composto da connettori in fibra ottica (FC, SC, LC, ST, ecc.), tubi in lega ad alta elasticità e incapsulamento FBG a punto singolo/multiplo.

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

Questo prodotto presenta dimensioni ridotte, peso leggero, elevata resistenza a trazione e compressione, impermeabilità, protezione dall'umidità e caratteristiche di tenuta completa. Utilizzando le caratteristiche di deformazione dell'FBG, questo sensore può essere inserito, fissato, montato in superficie, incollato o incorporato nella struttura misurata per eseguire il rilevamento e il monitoraggio della deformazione.

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.:

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (abbreviazione di DCYS) è un produttore professionale di sensori a reticolo in fibra, demodulatori a reticolo in fibra e software di sistema. Specializzato nella produzione di vari sensori a reticolo in fibra, inclusi sensori di temperatura, deformazione, stress, spostamento, vibrazione, forma, ecc. DCYS produce anche demodulatori a reticolo in fibra e può personalizzare e sviluppare il relativo software applicativo.

Demodulatore a reticolo di fibra consigliato:

Interrogatore a Reticolo di Bragg in Fibra - Demodulatore a Reticolo di Fibra Ottica - Analizzatore FBG ad Alta Velocità/Frequenza

Alias del Prodotto: 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.

Questo prodotto è un demodulatore FBG ad alta velocità/alta frequenza prodotto da Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Questo interrogatore è compatibile con tutte le specifiche e i modelli di OFSCN® Sensori FBG (compresi i sensori FBG di temperatura, stress e deformazione). È dotato di densità delle porte regolabile (4, 8, 16 e 32 canali), frequenze di aggiornamento elevate (10, 20, 50 e 100 Hz).

DCYS aiuta a eseguire lo SHM delle condotte sottomarine nell'industria marittima:

Grazie alla nostra esperienza nella tecnologia di rilevamento dei reticoli in fibra, DCYS può aiutare a risolvere alcune delle sfide nel monitoraggio dello stato strutturale delle condotte sottomarine nel settore marino. I prodotti DCYS sono affidabili, accurati e adatti ad ambienti difficili, rendendoli ideali per il monitoraggio di condotte sottomarine.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Altri punti da chiarire:

Vale la pena notare che, sebbene la tecnologia di rilevamento a reticolo in fibra offra molti vantaggi per il monitoraggio dello stato strutturale delle condotte sottomarine, non è una soluzione autonoma. Un monitoraggio efficace dello stato strutturale delle condotte sottomarine richiede un approccio globale che combini varie tecnologie e tecniche, tra cui il monitoraggio acustico, l’ispezione visiva e il monitoraggio della corrosione. Gli operatori devono anche considerare fattori quali l’acquisizione, l’analisi e l’interpretazione dei dati, nonché il costo e la fattibilità dell’implementazione dei sistemi di monitoraggio.

In conclusione, il monitoraggio dello stato strutturale delle condotte sottomarine è essenziale per il funzionamento sicuro e affidabile della produzione offshore di petrolio e gas. La tecnologia di rilevamento a reticolo in fibra è una soluzione promettente per il monitoraggio di condotte sottomarine, offrendo elevata precisione, affidabilità e robustezza in ambienti difficili. Con l'esperienza di Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd., gli operatori possono sfruttare i vantaggi della tecnologia di rilevamento dei reticoli in fibra e migliorare le proprie capacità di monitoraggio della salute strutturale. Tuttavia, è importante notare che il monitoraggio delle condotte sottomarine richiede un approccio olistico che consideri vari fattori e la tecnologia di rilevamento a reticolo di fibre è solo un pezzo del puzzle.