長輸油氣管道泄漏檢測方法研究進展

摘要：安全的泄露檢測方法是油氣管道長距離輸出的根本性保障，聲波檢測法、紅外線檢測法、物質(zhì)檢測法、空氣采樣檢測法是管道外部檢測的代表性方式，而光纖傳感器檢測法、嗅覺傳感器檢測法、統(tǒng)計策略學(xué)檢測法、智能爬行機檢測法屬于管道內(nèi)部的檢測方式。文章對長輸油氣管道泄漏檢測方法的研究進展進行了探討。

關(guān)鍵詞：長輸油氣管道；管道泄漏檢測；內(nèi)部檢測；外部檢測；油氣運輸 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE973 文章編號：1009-2374（2015）27-0160-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.082

自開展西氣東輸項目以來，管道成為了我國運輸油氣的主要方式。在進行運輸?shù)倪^程中，基于各種因素的存在，管道泄漏現(xiàn)象時有發(fā)生。而對于管道泄漏的檢測方法有很多，其大致可分為內(nèi)部檢測和外部檢測兩種方式。隨著時代的發(fā)展，對于檢測方式的要求也開始逐漸升高，在滿足基本工作的同時，經(jīng)濟、實用以及可發(fā)展等因素成為了對檢測方法的新評價標準。本文將針對該標準對各類方法進行評定，以期為長輸油氣管道的泄露檢測提供更為有力的依據(jù)。

1 檢測方法匯總

1.1 外部檢測方法

1.1.1 聲波檢測法。當(dāng)長距離油氣管道發(fā)生泄漏時，在其泄漏點會造成內(nèi)部管道氣壓與外部氣壓出現(xiàn)壓力差的現(xiàn)象，壓力差的出現(xiàn)會導(dǎo)致空氣流動瞬間變大，形成聲音。在輸油管道周圍布置好的聲波傳感器能夠很好地對該種聲波進行收集，通過相關(guān)數(shù)據(jù)的支持，對于辨別管道是否泄漏以及泄漏地點的確認都有較為突出的作用。原始的聲波檢測方式主要采取在管道上放置大量的傳感器，通過該種方法實現(xiàn)對于管道的有效控制。而現(xiàn)在由于光纖的出現(xiàn)，原始的方式被一根光纖所取代。新型方式有效減少了傳感器的數(shù)量，在一定程度上避免了由于傳感器老化或者故障而產(chǎn)生無法準確探測管道的現(xiàn)象，且降低了大量的成本，為檢測工作的持續(xù)性提供了基礎(chǔ)保障。

1.1.2 紅外線檢測法。紅外線檢測法采取的是溫度差以及光學(xué)作用的方式來對油氣管道的泄漏點進行檢測。在油氣產(chǎn)生泄漏情況時，會在其泄漏點產(chǎn)生一定的光學(xué)效應(yīng)，在經(jīng)過對管道上方的光譜進行記錄之后，可以依據(jù)該記錄對光譜進行分析，從而判定管道是否產(chǎn)生泄漏情況。油氣在進行長途運輸時由于其自身黏稠的狀態(tài)會影響運輸效果，因此在運輸之前會選擇對油進行加熱，根據(jù)該因素，在油泄漏時會造成管道周圍溫度發(fā)生改變，利用紅外線的熱輻射能力可以有效地對泄漏點進行定位。紅外線檢測法在操作過程中需要高空作業(yè)，即直升機的輔助，而運輸管道在地底的深度是紅外線檢測中需要特別注意的環(huán)節(jié)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)給出的解釋，在進行紅外線檢測時，管道距離地面不能超過6m，若超出該距離紅外線檢測法無法正常工作，該狀況很大程度上限制了紅外線檢測法的應(yīng)用環(huán)境。

1.1.3 物質(zhì)檢測法。物質(zhì)檢測法是通過在管道上層或者附近埋設(shè)特殊物質(zhì)的方式進行的，主要采取的原料對于油氣具有可溶解或變異性，在油氣泄漏時該種物質(zhì)的形態(tài)會發(fā)生改變，通過對物質(zhì)的形態(tài)進行觀測以達到監(jiān)測的效果，確定油氣是否泄漏。其材料亦可以選擇具有非透水性而具有透油氣性較好的物質(zhì)來完成其作用。該方式實施簡便，無需現(xiàn)代化設(shè)備的輔助且取得效果較好，因此在常規(guī)的油氣泄漏工作中使用的次數(shù)較為頻繁。但是由于該種方式的特殊性，在物質(zhì)檢測出油氣泄漏之后其本身性質(zhì)發(fā)生改變，無法進行多次的檢測工作，相當(dāng)于一次性消耗物品。

1.1.4 空氣采樣法。空氣采樣法即對管道周圍的氣體進行收集，利用嗅覺傳感器分析出氣體的主要成分，而嗅覺傳感器對于空氣中的油氣含量極為敏感，在發(fā)現(xiàn)空氣中含有油氣成分時會立即進行警報。該種方式當(dāng)前應(yīng)用的范圍并不廣泛，在技術(shù)上的不成熟令嗅覺傳感器在與計算機共同工作時無法有效地區(qū)分周圍由于其他原因所造成的空氣中含有油氣成分的情況。目前對于該種方式的使用范圍僅存在于人煙稀少的地帶，使用范圍上局限性太強，無法做到大范圍的使用。

1.2 內(nèi)部檢測法

1.2.1 光纖傳感器檢測法。光纖傳感器檢測法是通過對管道沿線鋪設(shè)的光纖電纜進行檢測的方法，其主要是依據(jù)光纖電纜所攜帶的大量信息進行抽樣調(diào)查方式進行檢測。在光纖電纜的終端存在傳感器，對于管道的情況能夠進行實時的記錄，不同距離所鋪設(shè)的光纖電纜能夠收集到管道內(nèi)的空氣壓力、溫度等因素，通過對該因素進行綜合的評估，對于檢測管道是否泄漏與確定管道的泄漏點有很大的幫助。由于當(dāng)前對于光纖的應(yīng)用范圍在逐步被開發(fā)，在不久的將來，其對于長距離油氣管道的傳輸會起到至關(guān)重要的作用。

1.2.2 嗅覺傳感器檢測法。嗅覺傳感器主要是通過對空氣的成分進行分析從而達到檢測管道是否泄漏的一種方式，有著先進的科技作為依托，電腦信息化在實際的應(yīng)用范圍上得到了很大的提升。通過嗅覺傳感器收集信息，再將信息傳回所連接的計算機進行系統(tǒng)化的分析，在進行該項操作中應(yīng)注意環(huán)境因素的原因，對計算機的模擬程序有較為嚴格的要求。嗅覺傳感器收集信息的方式可分為兩種：一種即定點定位設(shè)置一定數(shù)量的設(shè)備用以長時間的檢測工作，隨時根據(jù)反饋信息對管道的狀況進行分析；另一種則采取移動式檢測方案對于有爭議的特殊地點進行詳細的嗅覺收集任務(wù)，進而對管道是否泄漏進行確認并定位泄漏點。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計法。數(shù)據(jù)統(tǒng)計法主要是對設(shè)備所收集到的信息進行統(tǒng)計分析的一種有效方式。通過應(yīng)用序貫概率比檢測的方式對發(fā)生泄漏情況下的信息進行不斷的概率計算，其主要是指管道實體壓力以及流量速度的分析，以此統(tǒng)計并綜合各種因素對管道是否泄漏進行科學(xué)合理的推斷，加之利用最小二乘法的方式對泄漏地點進行精確的定位。該種方法較于原始的數(shù)據(jù)分析工作更為簡潔，刪除了管理方面的因素，在計算程度上更為精確。在此基礎(chǔ)之上，該系統(tǒng)能夠?qū)x表的相關(guān)信息進項有效的檢測，進一步提升了其準確性，降低了泄漏誤報的可能。

1.2.4 智能爬行機檢測法。通過不斷實踐和研究，爬行機在管道當(dāng)中的應(yīng)用變得日益完善。爬行機主要的工作地點處于管道內(nèi)部，通過自身攜帶大量的智能傳感器來對管道內(nèi)部的信息進行實時監(jiān)控，在進行移動的過程中，其能夠?qū)⒐艿酪蚋g或由于其他原因所造成的損傷進行偵測，經(jīng)過人工以及計算機的分析評定管道的完好程度，以便更好地對感到可能產(chǎn)生泄漏的地上進行重點關(guān)注，對于泄漏以及地點定位都能起到很好的預(yù)防性。

2 檢測方法的發(fā)展方向

2.1 經(jīng)濟方向

由于管道泄露的檢測方式不斷被完善，在追求其工作能力的同時，經(jīng)濟因素成為了對檢測方法評定標準的根本性條件。前文所提到的檢測方法當(dāng)中的大部分對于經(jīng)濟的要求都十分苛刻，在沒有充足的資金條件下無法進行大范圍的實行。比如智能爬行機與紅外線檢測法，其在設(shè)備上的要求極為嚴格，且在建立檢測設(shè)施的過程中需要消耗大量的物力與財力，極大地制約了設(shè)施的全面性檢測能力，而最終導(dǎo)致的結(jié)果則是在檢測工作當(dāng)中容易出現(xiàn)監(jiān)控死角，無法有效地完成檢測目標。因此，在對于管道泄漏的檢測方式開發(fā)上應(yīng)更加注重其建設(shè)所需要投入的資金，從根本上解決檢測不完全的問題。

2.2 實用方向

所有泄漏檢測方法的開發(fā)都是為了長途油氣運輸?shù)陌踩?wù)，其從出發(fā)點上即確立了泄漏檢測的方法必須具備實用性特征。上文中所提到的紅外線檢測法以及空氣采樣方法在應(yīng)用的過程中都具有局限性，對于使用的環(huán)境和方式有著一定的要求，雖然可以滿足對檢測工作的正常進行，但在實用范圍上卻顯現(xiàn)出了極為明顯的不足。因此，在檢測方法的開發(fā)當(dāng)中應(yīng)該注重其使用的普及性，對于任何工作環(huán)境都能夠具有極好的兼容性，從而達到任何環(huán)境當(dāng)中都可以完成檢測工作的根本性目的，為長涂油氣運輸?shù)陌踩峁┯辛Φ谋Ｕ稀?/p>

2.3 可發(fā)展方向

長途管道泄漏所導(dǎo)致的結(jié)果極為嚴重，不僅會對人類的生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅，同時也會為自然環(huán)境造成無法彌補的破壞。在進行新型檢測方法的開發(fā)中應(yīng)該將環(huán)境因素作為前提條件，以科學(xué)發(fā)展觀為主旨，實現(xiàn)檢測方法的可持續(xù)發(fā)展。物質(zhì)檢測方法即為單純的消耗性檢測方法，在其自身產(chǎn)生變化之后，則失去了檢測的能力，而對于該類物質(zhì)的選擇大部分是廢棄。由于該類物質(zhì)自身特定的組織構(gòu)成，對于環(huán)境與資源而言都是一種傷害性的行為。檢測方法的應(yīng)用是為了更好地為人類服務(wù)，而不是舍本逐末，在便捷了人類的同時卻要以人類賴以生存的家園作為報酬，堅持發(fā)展可持續(xù)發(fā)展的檢測方式才是最為正確的選擇。

3 結(jié)語

油氣的長途性管道運輸對于我國的經(jīng)濟社會發(fā)展有著極大的促進作用，近年來，油氣泄漏造成的事故時有發(fā)生，因此油氣泄漏的檢測方法逐漸開始被重視起來，本文主要概括了8種對于油氣泄漏有較好檢測效果的方法，通過對各種方法的分析進一步對檢測方法的發(fā)展方向進行了研究，以期能夠?qū)艿佬孤┑臋z測發(fā)展提供一些參考意見，使我國的油氣運輸工作更加完善。

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作者簡介：姜樂（1985-），男，江蘇徐州人，中石化長輸油氣管道檢測有限公司助理工程師，研究方向：完整性管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）