（1）研究背景 龚嘴水电站地面厂房压力钢管作为输水核心部件，长期承受高内水压力、泥沙磨损及锈蚀影响，其安全状态直接关系电站运行安全。传统人工巡检手段无法实时获取关键数据，导致寿命评估滞后、风险预警能力不足。随着钢管运行年限增长（当前壁厚已减薄至28mm），急需通过数字化手段建立全生命周期监测体系，保障设备安全。 （2）研究内容 ①沙水流动数值模拟：通过CFD仿真分析压力钢管内压力、泥沙浓度、速度及流线分布（图1），明确高磨损区域（小管径下管壁处泥沙浓度最高，磨损风险最大）。 ②泥沙磨损试验：基于现场泥沙样本，模拟汛期平均含沙量（2.5 kg/m³），测得磨损率为1.392×10⁻⁴ mm/h，验证数值模型误差仅4%。 ③刚强度分析与寿命预测：甩负荷工况仿真表明，钢管最大应力强度为108.74MPa，低于安全阈值（120MPa预警，140MPa报警）；结合磨损模型，预测钢管剩余寿命为19年（年均泥沙浓度0.63 kg/m³条件下）。 ④在线监测系统：集成高精度应变传感器、传输模块及定制化软件（图2），实时监测应力、应变、等参数，支持阈值报警与趋势分析。 （3）实施与运行情况 ①设备安装：在钢管关键部位布设32个传感器节点，覆盖高应力区与磨损风险区（图3）。 ②系统集成：平台完成数据存储与可视化（图4）。 ③调试优化：历时3个月完成现场调试，系统误报率小于0.5%，数据刷新频率达1Hz。 ④运行效果：完整记录了机组在不同工况下的应力变化情况（图5），指导维护团队及时加固，避免潜在爆管风险。 （4）成效评价 安全效益：通过实时监测与预警，显著降低了压力钢管运行风险，有效避免了潜在事故对电站安全的影响； 管理提升：系统应用后，运维团队能够精准定位问题区域，优化维护资源配置，提高了设备管理效率； 行业影响：技术成果已在国内多个水电站推广应用，为同类设施的智能化改造与延寿管理提供了重要参考。