当监测屏幕上实时显示出50公里外海底管道的应力分布时,我深深感受到智能传感材料的巨大价值。作为金属基智能传感材料研发团队的负责人,我们致力于将材料感知功能与结构功能完美融合。
我们的创新在于开发出具有自感知能力的金属基复合材料。通过在铝基体中分散碳纳米管网络,材料在承受载荷时电阻会产生相应变化,从而实现应变的实时监测。这种材料的应变灵敏度系数达到80,是传统电阻应变片的4倍。

在渤海油田的示范工程中,我们铺设了2公里长的智能管道,集成了128个传感单元。使用美国NI PXIe采集系统,实现了管道全生命周期监测。系统运行一年来,成功预警了3次地质灾害引发的管道应力异常。
产业化方面,我们在重庆基地建成了智能材料生产线,采用粉末冶金+热挤压工艺,确保了碳纳米管在基体中的均匀分布。目前年产智能材料100吨,已应用于中海油多个海底管道项目。

特别值得分享的是,我们为南海深水气田开发的分布式光纤-智能材料复合监测系统,实现了100公里管道的全覆盖监测。这套系统在今年台风季节成功监测到管道悬跨段的振动异常,避免了可能发生的疲劳破坏。
我们与华为海思合作开发的5G智能监测系统,将材料传感数据通过无线方式实时传输至云端平台。这项技术在东海平湖油气田的应用中,将人工巡检频率从每月一次降低至每季度一次。
随着物联网技术的发展,我们正致力于开发更加智能化的监测材料系统。新一代产品将集成人工智能算法,实现管道状态的智能诊断与预测性维护,这将是海底管道安全管理的重要突破。
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