天然氣管道泄漏定位檢測(cè)方法研究

摘要：天然氣管道在天然氣輸送中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著越來越重要的地位。天然氣管道泄漏不僅導(dǎo)致油氣資源的損失，同時(shí)極大地污染了環(huán)境，甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，天然氣管道泄漏與定位方法是管道安全運(yùn)行的重要保障。因此，對(duì)天然氣管道泄漏檢測(cè)和定位的研究具有非常重要的意義?；诖?，本文主要對(duì)天然氣管道泄漏的原因進(jìn)行了分析，并從直接檢測(cè)和檢測(cè)檢測(cè)兩方面對(duì)管道泄漏定位檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：天然氣;管道泄漏;定位;檢測(cè)方法

管道運(yùn)輸是近年來發(fā)展起來的一種新型、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸形式，在油氣運(yùn)輸過程中，管道運(yùn)輸具有平穩(wěn)連續(xù)，安全性能高，損失較低，質(zhì)量保證等特點(diǎn)。由于這些特征管道運(yùn)輸已經(jīng)被認(rèn)為是國(guó)內(nèi)外天然氣生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。隨著時(shí)間的推移，管道老化，不可避免的腐蝕磨損，發(fā)生管道泄漏的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，尤其是孔徑微小的泄漏對(duì)天然氣管道的安全運(yùn)行具有極大的潛在威脅。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并加以制止，不僅造成能源浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)損失 、污染環(huán)境，而且會(huì)危及人身安全，甚至造成災(zāi)難事故。因此，加強(qiáng)天然氣管道泄漏檢測(cè)與定位方法研究，及時(shí)準(zhǔn)確報(bào)告事故的范圍和程度，可以最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。

1天然氣管道泄漏原因分析

1.1管道腐蝕

腐蝕因素是天然氣運(yùn)輸中管道泄漏的主要原因，導(dǎo)致管道腐蝕的因素主要有以下幾個(gè)方面 ：首先，管道運(yùn)輸?shù)奶烊粴庵泻辛蛟丶澳承┧嵝栽?，在特定的環(huán)境下，這些雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，就容易腐蝕管道的內(nèi)部。其次，由于大多數(shù)天然氣管道深埋地下，土壤環(huán)境與土質(zhì)情況也會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生一 定的影響，土壤的含水量、pH值、土壤中鹽的類型、土壤密實(shí)程度等等，或多或少地都會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生腐蝕影響。

1.2管道質(zhì)量問題

管道的質(zhì)量影響因素包含兩個(gè)方面，一個(gè)是管道材料本身的問題，另一個(gè)是在生產(chǎn)管道過程中管理方面的問題。前者主要在于某些管道生產(chǎn)企業(yè)在利益的驅(qū)動(dòng)下，選用質(zhì)量較差的材料進(jìn)行生產(chǎn)，更有甚者在生產(chǎn)過程中，偷工減料，在質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，將存在質(zhì)量問題的管材蒙混過關(guān)。后者主要在于管道生產(chǎn)企業(yè)在管理方面的疏漏，對(duì)于管道的檢驗(yàn)與管理不嚴(yán)謹(jǐn)，容易導(dǎo)致管道質(zhì)量問題。管道的生產(chǎn)與施工中，焊接不嚴(yán)密、安裝不規(guī)范、施工不安全等，給天然氣的運(yùn)輸帶來了一定的隱患。

2天然氣長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)及定位方法

2.1直接檢測(cè)方法

（1）線纜檢測(cè)法

線纜檢測(cè)法主要通過沿管道外壁敷設(shè)，對(duì)管道介質(zhì)組分極為敏感的線纜來進(jìn)行泄漏檢測(cè)和定位。該方法不僅檢測(cè)精度靈敏，還可以對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，尤其針對(duì)小泄漏、滲漏具有較好的檢測(cè)效果。其缺點(diǎn)是線纜造價(jià)昂貴，一旦檢測(cè)出泄漏，需要及時(shí)更換被污染的線纜，需要極高的維護(hù)成本。

（2）外部巡線法

外部巡線法主要依靠有經(jīng)驗(yàn)的工作人員對(duì)管道進(jìn)行巡線，通過感官判斷管道附近是否發(fā)生由泄漏造成的異常情況。該方法檢測(cè)速度慢，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)性檢測(cè)，并且不適用于有毒或者地理環(huán)境較差管道的泄漏檢測(cè)，但識(shí)別和定位準(zhǔn)確度較高。

（3）光纖傳感檢測(cè)法

該檢測(cè)方法是通過光纜來測(cè)試管道泄漏時(shí)的溫度變化、壓力變化等參數(shù)的變化，利用分布式傳感器進(jìn)行檢測(cè)信號(hào)的傳輸，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣管道泄漏的檢測(cè)與泄漏點(diǎn)的定位。

（4）示蹤化合物檢測(cè)法

示蹤化合物檢測(cè)法是在管道內(nèi)注入一定量的示蹤化合物，該化合物是一種無(wú)害、穩(wěn)定且易揮發(fā)的惰性氣體。一旦管道發(fā)生泄漏，示蹤氣體就會(huì)隨管內(nèi)介質(zhì)泄

漏到管外，被管道外部的探測(cè)設(shè)備所采集，應(yīng)用氣相色譜的原理測(cè)定示蹤氣體的含量，由此確定泄漏位置。此法對(duì)小泄漏的靈敏度較高，但檢測(cè)周期較長(zhǎng)，且需要在檢測(cè)過程中不斷加入示蹤氣體，花費(fèi)較高，因此現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較少。

2.2間接檢測(cè)方法

（1） 負(fù)壓波法

如果天然氣管道存在泄漏問題，則在泄漏點(diǎn)處，天然氣的密度就會(huì)產(chǎn)生一定的變化，進(jìn)而導(dǎo)致管道的壓力出現(xiàn)變化，由于管道內(nèi)天然氣的流速并不會(huì)立即產(chǎn)生變化，所以泄漏點(diǎn)處與管道其它位置將會(huì)出現(xiàn)壓差，這部分壓差會(huì)沿管道傳播，成為負(fù)壓波。通過安裝在管道上下游的負(fù)壓波檢測(cè)接受裝置，即可判斷是否存在泄漏，同時(shí)，根據(jù)上下游檢測(cè)裝置接受負(fù)壓波的壓差，即可判斷泄漏位置。該方法原理較為簡(jiǎn)單，適用范圍相對(duì)較廣，但對(duì)于微小泄漏的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度較差。

（2）物質(zhì)平衡法

物質(zhì)平衡法是通過物質(zhì)平衡的原理，通過檢測(cè)天然氣管線兩端的流量之差來進(jìn)行的，通過對(duì)比來判斷管道是否發(fā)生泄漏，其實(shí)用性較高，無(wú)論是大量的泄漏還是微量的泄漏，運(yùn)用該方法都能夠很快地查找出來，并及時(shí)修補(bǔ)漏洞。但物質(zhì)平衡法在運(yùn)用時(shí)，會(huì)受到天然氣流量差計(jì)算的準(zhǔn)確性及原本管道內(nèi)天然氣含量的影響。

（3）聲發(fā)射檢測(cè)法

聲發(fā)射檢測(cè)法是目前應(yīng)用最為廣泛的管道外壁檢測(cè)方法之一，其原理是當(dāng)高壓管道發(fā)生泄漏時(shí)，管內(nèi)介質(zhì)在巨大的壓差作用下從泄漏孔高速噴出，產(chǎn)生較強(qiáng)的噴射噪聲，該噪聲引起的管壁振動(dòng)會(huì)向管道兩端傳播，在管壁外側(cè)安裝聲波傳感器或振動(dòng)傳感器采集聲波信號(hào)，經(jīng)過放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)到工控機(jī)中，通過人工智能算法對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行分析，完成對(duì)管道泄漏的檢測(cè)和泄漏點(diǎn)定位，該方法較其它檢測(cè)方法具有較高的靈敏度和定位精度。但是由于聲發(fā)射信號(hào)在管壁傳播衰減極快，只適合較短距離管道的檢測(cè)，不適合遠(yuǎn)距離管道檢測(cè)。

（4）放射性檢測(cè)法

放射性檢測(cè)法在管線檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛，該方法主要是通過向管道中投放放射性物質(zhì)，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，可以通過示蹤計(jì)檢漏儀來探測(cè)土壤中是否含有放射性物質(zhì)，從而判斷泄漏情況及泄漏源。該方法在使用中有可能產(chǎn)生環(huán)境污染，其檢測(cè)周期比較長(zhǎng)，檢測(cè)的成本也比較高。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，天然氣管道泄漏的危害極大，嚴(yán)重威脅著管道設(shè)施的安全運(yùn)行和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，對(duì)天然氣管道的泄漏檢測(cè)與定位方法研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要從直接檢測(cè)和間接檢測(cè)兩方面對(duì)天然氣管道泄漏檢測(cè)與定位方法進(jìn)行了闡述，每種技術(shù)都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，在生產(chǎn)過程中，天然氣企業(yè)需要結(jié)合自身實(shí)際情況，采取多種有效措施對(duì)管道泄漏進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)和維修處理，從而保障天然氣輸送管道的安全運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：方楠（1987-），男，江西上饒人，工程師，從事天然氣生產(chǎn)運(yùn)行管理工作。