王继明，邢方亮

(山东正元地理信息工程有限责任公司，山东济南250101)

一、引 言

天然气管线泄漏除了造成资源浪费、环境污染外，严重的还会引发爆炸，造成人员伤亡。天然气管线泄漏后，快速准确地对泄漏点进行定位是减少损失的关键。

二、泄漏原因及特点

1.泄漏原因

天然气管线泄漏主要原因包括腐蚀、外力破坏(工程施工、地面沉降和地质灾害导致管道接口开焊或断裂)、材料设备缺陷、施工缺陷(接口焊接不严)，而腐蚀和外力破坏是造成管线泄漏的主要原因。

2.泄漏特点

地下天然气管道泄漏以后，泄漏的天然气会因管线周围环境不同而向不同的方向冒跑。

(1)泥土地面

天然气管线上方为泥土路面，泄漏点周围土壤介质分布均匀，地表层无太密实的路面，泄漏的气体能够扩散到地表，在地表面分布范围成圆形，其中间的浓度将会最大。该类泄漏用可手推式燃气检测仪直接在地面检测，浓度最大点与管线定位一致点为泄漏点。

(2)水泥沥青路面

天然气管线上方为水泥、沥青路面，气体泄漏后会沿着管道周围的裂缝、空隙、疏松土壤窜流，不能穿透漏点上方的地表，在地面探测不到，而在远离泄漏点的地面裂缝中才能探到。此种情况需钻孔用可手持式燃气检测仪检测。

(3)公共管沟

包括专业管道沟、电缆沟和与裂缝相通的排水沟，泄漏气体会沿着这些通道窜到很远的地方。此种泄漏需用风机从管沟的泄漏点的一边吹风，另一边放风，保证管沟内的泄漏气体向另一边冒跑。用示踪探头从风机一端伸进管沟，示踪探头与泄漏气体接触处即为泄漏点;或用钻孔法配以手持式燃气检测仪在地面检测，在泄漏点的下风检测仪会报警，在上风不报警，泄漏点位置就在报警与不报警两孔之间，在此进一步加密测点，即可精确定点。

三、泄漏检测工作流程

天然气管线泄漏的地方，管线必然存在缺陷，通过查找管线缺陷位置，可以快速对泄漏点进行定位。

地下天然气管线泄漏点的定位，首先通过车载OMD光学甲烷探测仪和车载RMLD激光甲烷遥距检漏仪或人工对天然气管线进行全区漏气普查巡检。若发现异常，需确定管线的准确位置，查找管线缺陷位置，然后对缺陷处钻孔，用手持式燃气检测仪进行浓度检测和用听音杆拾取声波异常，确定缺陷点是否漏气(如图1所示)。

图1 泄漏检测工作流程图

四、漏气检测仪工作原理

1.OMD光学甲烷探测仪

OMD光学甲烷探测仪是美国汉斯公司与美国燃气研究院合作，经过11年的研制，开发成功的最新一代的车载式燃气管网泄漏巡检设备。该仪器工作原理为:OMD安装在检测车前，主要是一根红外线灯柱，位于探测器前的光前滤镜使对甲烷敏感的某种波长的红外线透过，如果无甲烷成分，这些波不受影响，从而检测仪产生稳定的输出信号;如果有甲烷的话，则产生声音信号和视觉信号，这些信号被传送给车内的数字和模拟显示器。OMD可检测低于×10-6m浓度的泄漏，而采样速度高达10 000 次/秒。

2.RMLD激光甲烷遥距检漏仪

RMLD是美国汉斯公司联合美国燃气研究院，以及多家大型燃气营运公司最新研究的成果，其核心部分采用了最先进的可变波长(TDLAS)技术。该仪器工作原理如下:

激光束由探测器发出后，穿越管道或设施上方空间，射到另一端的目标(如墙、树或柱子等)上，部分被目标反射回到探测器。被反射的光被收集起来并被转换成电信号。这些电信号用来分析甲烷的浓度，其单位为×10-6m。通过采用波长模制激光吸收光谱技术，该探测器达到极高的灵敏度。某一波长的光只被甲烷吸收，因此，只对甲烷有反应，不受其他气体成分的影响，这大大提高了检测的准确性，消除了误测。

3.GAS SENTRY全量程手持式燃气检测仪

GASSENTRY全量程手持式燃气检测仪内置多个传感器。它是在Gas Research Institute(GRI)的支持下研发出来的。GASSENTRY全量程手持式燃气检测仪能满足室内外各种裸露及埋地管线泄漏检测的需要，内置吸气泵，方便抽取泄漏气体。

TRACK GAS灵敏度精确到100 ppm，用于微量气体泄漏定位。RACK GAS气体示踪图示，方便确定漏点位置。

五、漏气检测过程

1.管线定位

管线位置的确定可以通过查找管线相关资料(包括设计图、竣工图)，还可以利用管线探测仪对管线进行定位。电磁法是管线探测工程中最常用、快速、经济、有效的探测方法，具有较高的探测精度。

天然气管线发生泄漏，在一定条件下形成爆炸性混合气体。当浓度达到爆炸极限范围内，使用直接法探测，容易产生电火花，导致爆炸事故的发生。此时，只能采用感应法和夹钳法对泄漏的天然气管线进行定位。小区天然气管线架空较多且管径较小，采用夹钳法对管线定位方便快捷。市政道路天然气管线大多埋设于地下且管径较大，无法使用夹钳法，可采用感应法对管线进行定位。为防止开挖天然气管线缺陷位置对其他管线造成伤害，需查明开挖点周围其他管线的准确位置。

2.缺陷位置定位

利用A字架配合PCM接收机沿管道方向逐步检测，将A字架的地极插入土壤中进行读数，PCM接收机将自动调节信号水平，计算电流方向和分贝读数。PCM接收机面板上的电流方向即指示缺陷的方向。若PCM接收机面板上的电流方向在第一个位置是向前，而第二个位置是向后，则在这两个位置之间以更小的间隔进行检测，直到找到电流方向的变化点、分贝读数最低的位置。旋转A字架90°，使它横跨管道，重复前一步骤。若PCM接收机面板4个电流方向同时指向一个位置，可以确定这个位置就是天然气管线缺陷的准确位置。

3.缺陷位置浓度检测及听音检测

在每个缺陷位置用路面钻孔机打一个很小的钻孔，并用勘探棒让探孔深度延伸至管道顶部，如果管道漏气，气体必然沿此探孔扩散至地面。通过手持式燃气检测仪将探针伸入钻孔检测浓度，便可判定缺陷位置是否漏气。如果管道的输气压力较高，当管道漏气时，在漏气孔处必然会产生漏气振动音，将听音杆插入钻孔拾取这种声波异常，也可以确认缺陷位置是否漏气。

4.漏点确认

经手持式燃气检测仪检测和听音检测后，对发现存在漏气的缺陷位置进行开挖，在管线缺陷位置用发泡剂检查有无气泡，进行漏点确认。具体分为:

1)微漏:用发泡剂检查有气泡且形成缓慢。

2)泄漏:用发泡剂检查气泡成串，用小纸条检查纸条有拂动。

3)严重泄漏:泄漏部位气体已经形成气流，甚至发生声响，泄漏气体在泄漏处呈浓雾或烟雾状。

六、结束语

定位天然气管线泄漏点，选择正确的工作方法与工作流程极为重要，不但可以减少开挖量，缩短工作时间，快速修复泄漏点，还可以减少因天然气泄漏造成的损失，避免事故的发生。

［1］徐海红.天然气管道泄漏检测技术［C］∥全国油气储运技术交流研讨会论文集.北京:石油大学出版社，2002.

［2］郝英杰，杨帆.城市燃气管网泄漏检测技术及其方法［J］.城市燃气，2006(S0):3-6.