ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГАЗОПРОВОДОВ

摘要

В статье рассмотрены некоторые аспекты применения современных волоконно-оптических систем контроля напряженно-деформированного состояния элементов газопроводов, позволяющих повысить надежность работы линейной части газопроводов и площадных объектов, расположенных в сложных геолого-климатических условиях. Рассмотрен способ расчета характеристик деформации (составляющей,связанной с растяжением (сжатием). положения плоскости изгиба и величины радиуса изгиба) в контрольном сечении газопровода. Показано, что для проведения корректной оценки напряженно-деформированного состояния газопровода необходимо не только анализировать непосредственно измеренные деформации и (или) напряжения в контрольных точках, но и проводить вычисление максимальных деформаций и (или) напряжений в контрольном сечении газопровода. Рассмотрен способ расчета погрешностей определения характеристик деформации в контрольном сечении газопровода для оценки достоверности работы системы контроля напряженно-деформированного состояния при известных погрешностях датчиков деформации и известной точности определения углового положения датчиков в контрольном сечении. Приведен ряд примеров расчета погрешностей определения характеристик деформации для нескольких вариантов угловых координат точек мониторинга деформации при разных значениях параметров, характеризующих изгиб и растяжение (сжатие) газопровода. Установлено, что ошибки определения максимальных продольных деформаций и механических напряжений в сечении зависят от взаимного расположения точек установки датчиков деформации. Показано, что предложенный способ оценки погрешностей может использоваться для обоснованного определения максимально информативного варианта угловых координат контрольных точек. Представлены результаты стендовых испытаний волоконно-оптических систем мониторинга напряженно-деформированного состояния газопровода, в ходе которых проведена экспериментальная оценка точности определения продольной деформации испытательного стенда. Полученные результаты могут использоваться как при проектировании, так и при эксплуатации систем контроля напряженно-деформированного состояния элементов газопроводов.