横向变形管道安全状态监测方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113624194A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202010374603.3(22)申请日2020.05.06(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100029北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院(72)发明人石磊赵亚通奚旺王佳楠周立国黄梓健(51)Int.Cl.G01B21/32(2006.01)G01B21/04(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图2页(54)发明名称横向变形管道安全状态监测方法及装置(57)摘要本发明实施例提供一种横向变形管道安全状态监测方法及装置，该方法包括：根据所述轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度建立待测管道的三维视图，所述待测管道为两端具有环焊缝的管道；对三维视图进行分析确定待测管道中心轴线上的目标变形区域；确定目标变形区域中极值点和两个定位点的坐标；根据极值点的坐标和定位点的坐标确定各点对应的变形量，根据变形量和待测管道的配置信息确定待测管道的安全状态。本发明实施例提供的一种横向变形管道安全状态监测方法及装置，通过管道变形区域中各点的变形量、长度变化量等参数测量，获取横向变形管道的弯曲应变和薄膜应变，进而评估管道的安全状态。CN113624194ACN113624194A权利要求书1/3页1.一种横向变形管道安全状态监测方法，其特征在于，包括：获取待测管道的轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度，根据所述轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度建立待测管道的三维视图，所述待测管道为两端具有环焊缝的管道；对所述三维视图进行分析，获取管道中心轴线，确定待测管道中心轴线上的目标变形区域；确定目标变形区域中极值点和两个定位点的坐标，所述定位点位于所述极值点的两侧，且所述极值点和所述定位点均在管道中心轴线上；根据所述极值点的坐标和定位点的坐标确定各点对应的变形量，根据所述变形量和预存的待测管道的配置信息确定待测管道的安全状态。2.根据权利要求1所述的横向变形管道安全状态监测方法，其特征在于，所述确定目标变形区域中极值点和两个定位点的坐标，包括：对所述三维视图进行处理，获取轴向截面，在所述轴向截面上包含管道中轴线；将管道的原始中轴线置于所述轴向截面上，与所述管道中轴线进行拼合处理，所述原始中轴线为管道未发生横向变形前的中轴线；在原始中轴线上建立坐标原点位于原始中轴线上，极值点位于y轴上的第一坐标系；在所述管道中轴线上且位于极值点两侧分别确定一个定位点，根据第一坐标系确定所述极值点和所述定位点的坐标。3.根据权利要求2所述的横向变形管道安全状态监测方法，其特征在于，所述根据所述极值点的坐标和定位点的坐标确定各点对应的变形量，包括：根据所述极值点的坐标和定位点的坐标确定各点在y轴上的坐标值；根据各点在y轴上的坐标值确定各点对应的变形量。4.根据权利要求3所述的横向变形管道安全状态监测方法，其特征在于，所述根据所述变形量和预存的待测管道的配置信息确定待测管道的安全状态，包括：根据所述变形量、待测管道的配置信息和第一应变公式确定待测管道在目标变形区域中极值点的弯曲应变；根据所述变形量、待测管道的配置信息和第二应变公式确定待测管道在目标变形区域中极值点的薄膜应变；根据所述弯曲应变和薄膜应变确定第一安全值和第二安全值；根据所述第一安全值、所述第二安全值和预设的安全条件确定待测管道的安全状态。5.根据权利要求4所述的横向变形管道安全状态监测方法，其特征在于，所述第一应变公式包括：ε1为弯曲应变，D为管道外径，ha、hb、hm分别为两个定位点和极值点的变形量；L1和L2分别为两个定位点到极值点的水平距离，取3倍的管道外径；所述第二应变公式包括：2CN113624194A权利要求书2/3页ε2为薄膜应变，L0管道初始长度，L4管道发生变形后的长度。6.根据权利要求4所述的横向变形管道安全状态监测方法，其特征在于，所述安全条件包括：φεt为拉伸应变阻力因子，可取0.7；为管壁或焊接部件的拉伸极限应变，取0.75％或0.5×0.75％；φεc为压缩应变阻力因子，可取0.8；为轴向或周向压缩极限应变；t为管道壁厚，D为管道外径，Pi为最大内压，Es＝207GPa，FY最小屈服强度；其中，ε为第一安全值或第二安全值。7.一种横向变形管道安全状态监测装置，其特征在于，包括：建立模块，用于获取待测管道的轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度，根据所述轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度建立待测管道的三维视图，所述待测管道为两端具有环焊缝的管道；筛选模块，用于对所述三维视图进行分析，获取管道中心轴线，确定待测管道中心轴线上的目标变形区域；确定模块，用于确定目