浅谈FBG传感器应用于管道裂纹监测研究

在核电站、化工厂等高风险工业场景中，管道系统如同设施的生命线，其完整性直接关乎生产安全与环境保护。其中，直径较小的支管因结构复杂、检测空间有限，周向裂纹的早期识别成为长期困扰行业的难题。传统检测依赖定期停机检查，不仅造成生产中断，更可能遗漏渐进性损伤。光纤光栅（FBG）传感技术的突破性应用，正在彻底改变这一被动防护模式。

图1. 管道检测实物图（图片来源于网络）

技术原理与工程创新

FBG技术的核心在于将特殊处理的光纤网络部署于管道表面，形成高密度监测阵列。当管道承受内部压力时，裂纹区域会引发表面应变异常分布，这种微小变化被光纤传感器捕捉后，通过光信号波长偏移实现量化分析。区别于传统点式传感器，单根光纤可串联数十个监测点，大幅降低布线复杂度。更重要的是，全石英结构赋予其独特的耐腐蚀、抗电磁干扰特性，即使在核电站强辐射环境中仍能稳定工作。工程人员还可根据需求将其嵌入管道保温层，实现真正的非侵入式安装，避免破坏管道结构完整性。

图2. FBG传感器布设实物图

（图片来源：基于分布式FBG传感的核电厂小支管裂纹监测与识别研究）

工程价值与应用拓展

对于核电行业而言，FBG传感器耐辐射特性可满足核岛区域监测需求；在化工领域，抗腐蚀能力适应强酸碱管道环境；对长距离油气管道，则能实现连续健康状态评估。实际工程应用显示，单套系统可替代数十个传统传感器，降低安装成本，同时大大提升维护效率。更关键的是，通过建立裂纹深度与应变值的对应模型，系统可提前预警潜在风险，避免非计划停机导致的次生事故。

准分布式FBG监测技术正在推动工业安全范式从被动检修向主动防护转变。当厘米级甚至毫米级精度的监测网络覆盖公里级管道时，我们将构筑起预防重大事故的数字化防线，这不仅是技术创新的胜利，更是对安全生产理念的深刻践行。