移动式压力容器关键部位应变状态监测系统设计

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摘 要：目前，科学技术的发展，我国的现代化建设的发展也有了很大的创新。在石油化工领域，长管拖车也发挥着更为重要的作用，尤其是用于储运压缩天然气。压缩天然气是一种无色无味，易燃易爆的高压气体。长管拖车作为除了燃气管网以外另一种燃气储运方式，它带来了更加灵活的调度模式，更大的供气范围以及更低廉的储运成本。但是，它也遇到了新的问题。长管拖车在作业时，面临着交通事故，不良路况等不安全因素，并且时常穿梭于人口密集的城市街道，一旦发生泄漏或者爆炸等事故，可能造成严重的环境污染甚至灾难性后果。随着服役时间的增加，长管拖车气瓶日益老化，在不停产的条件下采用在线监测技术预防突发性泄漏事故就显得尤为重要。

关键词：移动式压力容器;关键部位;应变状态监测系统设计

近些年来，我国基础设施建设，在社会经济快速发展的支撑下，不断完善，也为我国移动式压力容器的发展夯实了基础。同时，在社会发展中，资源的紧缺，逐渐增加了清洁能源的重视度，全国范围内不断有地区推广应用液化天然气等一些清洁能源。移动式压力容器作为最佳运输工具，承担了清洁能源的运输任务，需求量也随之不断增加。为保证槽罐车安全运行，需加强移动式压力容器设备管理。基于此，本文对“互联网+”移动式压力容器设备管理模式展开分析，对提高移动式压力容器安全技术水平有着重要的现实意义与理论价值。

1 移动式压力容器安全管理具体要求分析

近些年来，社会新闻中频繁爆料槽罐车安全事故，严重威胁到人民群众生命财产安全与身体健康，基于宏观角度而言，不利于社会和谐发展。基于这一情况，国家对特种设备使用安全管理重视度也随之增加。于2014年1月1日，正式颁布《中华人民共和国特种设备安全法》。在文件中，就生产、经营、使用、检验、监督管理、事故救援以及调查处理等相关内容，从要求、法律责任两个层面，对各单位与个人做出了硬性规定，以此为特种设备的使用与管理水平的提高提供了保障。然而槽罐车一定程度上，可认定为移动式压力容器，与一般特种设备有着显著的区别，集中体现在其缺乏一个固定场所，并且在整个使用期间，时刻处于运动状态。正因如此，槽罐车在实践管理中，相比常规特种设备，更具管理难度。大部分槽罐车管理人员无法及时掌握槽罐车的具体使用情况，同时负责特种设备安全监督管理的部门，也无法及时掌握本行政区域内槽罐车安全状况，造成槽罐车无法实施有效管理，进而徒增了槽罐车安全隐患发生几率。基于这种情况，部分不良企业，抓住槽罐车管理缺陷，时常制造出一些跨地区偷排放废气等事件，严重污染了本地区的生态环境，同时不利于社会的稳定和谐发展。伴随着时代的发展，尤其是互联网等技术的发展，移动式压力容器安全管理中，“互联网+”管理模式得以推广应用。现阶段，“互联网+”移动式压力容器安全管理目标，总结起来，主要涉及到三个方面的内容：一是移动式压力容器使用需进行情况登记，建立一设备一档案的管理方式，做好移动式压力容器跟踪管理;二是加强移动式压力容器动态管理，最大限度地减少跨区域排放以及跨区域安全事故的发生，需结合部门工作属性，明确各部门在移动式压力容器管理工作中应该承担的职责。

2 光纤光栅应变监测系统研究现状

光纤传感器是20世纪末传感领域最重要的发明之一，而在此之前，结构健康状态监测多使用的是电阻应变片这类传统的传感器。传统的应变传感检测方法易受到电磁干扰、接线数量庞大、系统笨重且不便于传感网络化。相比之下，光纤光栅传感器具有体积小、重量轻、稳定性好、不受电磁干扰等技术优势，因此在光纤光栅传感技术问世之后，受到了石化、电力、土木工程等领域的极大关注，并在研究上取得了令人瞩目的成果。以管道应力应变监测为例，在研究应力监测系统组成的基础上，构建了基于应力在线预警和离线数据统计相结合的软件开发模式。通过构建光纤光栅应变监测网络，并采用美国MicroOptics公司的ENLIGHT在线预警软件，实现了管道应力突变诊断、损伤累积识别及外在因素引起的安全趋势分析，并完成突发事件评估及年度评估。舰船结构应力与监测评估系统的基础上，重新设计了应力监测系统部分模块，并研究了船舶结构应力监测系统性能评估方法，建立适用于超大型船舶结构应力监测系统性能需求算法。采用有限元力学分析找到长管拖车气瓶应力集中位置，并结合气瓶损伤分析结果，设计了光纤光栅传感网络的布设方案。分析了设计路况下长管拖车气瓶的应变监测数据，得出了气瓶的疲劳寿命情况，将光纤光栅应变状态检测方法用于移动式压力容器奠定了实验基础。提出采用小波滤波方法对光纤光栅应变传感器采集的数据进行小波多层滤波处理，然后用FFT低通滤波获得信号的轮廓，再用小波滤波后的信号减去FFT低通滤波后的信号，得到消除温度影响后的应变变化信号，从而提高了光纤应变监测系统的准确率。端接光纤光栅传感器在测量结构应变时出现的应变损耗问题，给出了粘接层和机体的物理特性参数对平均应变传递率的影响规律，提高了应变测量精度。

3 结语

光纤光栅应变传感监测系统在移动式压力容器结构健康监测这一课题中发挥作用的关键问题，设计开发一套适用于移动式压力容器的光纤光栅应变传感监测系统对于长管拖车的安全稳定运行具有重要意义。

参考文献：

[1]张焱.浅析移动式压力容器（汽车罐车）安全附件檢验、检测及检修[J].低碳世界，2018（01）：356-357.

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