李强

摘要：管道輸送是目前天然气运输方式中最为重要的途径之一，具有输送平稳、可连续、输送量大、费用低、额外损耗低的诸多优势，被广泛的应用于世界各地。在管道输送大力发展的形势下，输送管道的安全检测成为了维护管道安全运行的保障。本课题调研了目前常用的管道泄漏安全检测技术方法，针对于课题设计的大尺寸管道检漏技术方法的适应性进行讨论。

关键词：输气管道；泄漏；检测技术

管道输送也日益得到关注，如何保证天然气管道高效安全运行是目 前所需要研究的重要课题。泄漏检测技术的研究与应用对天然气管道安 全运行起着重要的作用，目前国内外学者已经开展了大量研究，提出了 较多天然气管道泄漏检测技术，可大致分为基于硬件和基于软件的两类 方法，基于硬件的检测方法主要是将特殊的探测传感器应用于气体的泄 漏检测当中，而基于软件的检测方法则主要是通过压力、温度、流速等 系列管道参数的监测，利用一定算法确定管道的泄漏情况。

1 输气管道泄漏的原因分析

当前，输气管道事故产生的原因主要有以下两点：第一，燃气装置与燃气管网的腐蚀和老化等。燃气装置与燃气管道均有着相应的运用时间限制，管道在超限背景下运转会由于管道的老化损坏而造成泄露，进而导致事故。因为管道附近土壤的酸碱程度并不相同，对应管道所发生的腐蚀同样有所差异，具备较强腐蚀性的土壤会造成管道还未超限便非常容易出现管壁穿孔而造成泄漏。第二，违反相关规定占据燃气管道、 在天然气装置的上方位置又或是在安全距离范围内的进行建设。

2 当前常用的输气管道泄漏检测技术

2.1 直接检测技术

直接检测最为常见的技术便是空气取样法。此技术包含了可燃气体监测器与火焰电离检测器这两种不同的检测器。火焰电离检测器的运行机理如下：在目前所具备的电场背景下，烃类在纯氢火焰燃烧之下所形成的带电碳原子，碳原子被聚集于某个电极板中同时进行计数，在碳原子的数目超出预先设定的数值的时候，便代表附近空气里面有着浓度较高的可燃性气体，监测器便会发生警报。

2.2 常见检漏方法

2.1.1 瞬变压力管道检漏

瞬变压力管道泄漏检测是基于管道两个端点突变的压力信号，进行采集分析，评价泄漏的发生和泄漏的产生位置。该方法受管道尺寸和监测点管道长度影响较为严重，当管线较长、管道尺寸较大时，瞬变的压力信号衰减较大，进行处理分析时，无法非常良好的得到预期的目的，因此不适用于管道泄漏缓慢和长距离输送管道检测。

2.1.2 流量平衡管道检漏

流量平衡是基于管道两个端点流量大小变化差别，来分析判断管道输送过程泄漏的发生。该方法应用过程中，需要对整个输送管道铺设工况、输入压力变化等特殊条件进行细微的分析，并需要大量的历史和经验进行验证和支持，才能有效的提高检测可靠性。同时该技术只能判断泄漏的发生，无法准确的对泄漏点进行定位。

2.1.3 管道动力学检漏

建立管道输送过程的实时模型、瞬态模型和动态相应数学模型。通过建立的数学模型，对管道输送过程动力学方程进行连续性求解， 演算管道输送过程不同部位的参数，来判断管道泄漏的发生，并进行漏点定位。该方法需要建立准确的数学模型，目前已应用于液态介质， 气态介质实现过程存在误差较大的情况，难以准确的进行数学建模。

2.1.4 音波法管道检漏

音波法管道检漏基于管道两端音波传感器接收到的声波信号，并进行检测分析，判断两检测点间是否有泄漏的发生，同时进行漏点定位。由于采用的声波监测接收具有准确可靠的特点，因此该技术方法具有较大的实用价值。

2.1.5 光纤法管道检漏

光纤管道泄漏检测根据光纤的布置模式区分为准分布式和全分布式，主要两者的区别是准分布式式仅将光纤传感器安装在需要进行检测的某段之间，而全分布式将整条光纤铺设在全干线管道上，获取整个管道发生泄漏的情况。该技术具有非常高的灵敏度和检测精度，能非常准确的对漏点进行定位。

2.3 多途径间接检测技术

（1） 改变压力/流量：流量与压力管内出口检测设

施，若被检测物体的振动幅度超出了预先设定的数值，漏电便会发生警报。此形式简单、便于操作，然而其定位并不精准、有着相对较高的误报率。

（2） 动态模型分析：伴随流体在管道内部不断流动创建相应的数学模型，以具体的测量数值为基石明确泄漏和模型计算数值之间的差异。模型方程涵盖了能量平衡、质量平衡、动量平衡以及流体动力学模型相关的状态方程。需在顺着压力测量与管道流量的入口管，需要尽可能设立更加多的测量点。其显著特征便是泄漏敏感，可以对泄漏精准定位，对于管道进行持续不断的监测。除产生压力，转变管道的温度、流量以及其它条件以外，并且还会形成相应的噪声，其是由土壤电特性与温度的改变所导致的。

2.4 管内智能爬机技术

爬机在管道业中有着大量的运用，若搭配以各式各样的传感器， 便可以构成智能爬机检测系统。当前运用爬机能够对管道内部的流量、压力以及温度等进行检测。爬机主要有漏磁通检测器与超声波检测器两种。最为常见的便是漏磁通检测器，也就是将爬机放入到管道内部，其便会在流体的推动之下运动至下游区域，并且采集相关的信息。对于保存在爬机内部的数据实施处理以后，能够获得更加多的信息，并且能够断定管道是否出现泄漏。国外的爬机技术已趋于完善， 同时应用至所有的管道之中。其不断能够进行泄漏检测，同时还是一个全面性的管道检测技术。

2.5 声波检测技术

因为声波法具备较好的定位精准度，较高的灵敏度等优势，其在近 几年时间内备受人们的重视，国内外的专业人士均实施了非常多的探讨 工作。此技术大都是经过检测管道发生泄漏之时所形成的声波以明确管 道泄漏的具体状况。管道由于腐蚀穿孔、第三方破坏等情况发生破裂泄 漏时由于物体间的相互碰撞将产生声波，所产生的声波将向管道上下游 进行传播，通过将所传播声波进行收集、比对，可确定泄漏地点及泄漏 量的相关泄漏特征参数。该方法可检测到较小的泄漏量，因此具有比较 高的灵敏度，同时可以实现连续的在线检测，适应性较好。

2.6 放射性检测技术

放射性检漏技术所指的是将具有放射性的标记物注入到管道的内部，通过泄漏位置处之时，示踪剂漏出依附在泥土之中，运用示踪剂检漏仪在地表沿线又或是管道内进行检测，保存相关的数据，按照相应的记录曲线，能够寻找到具体的泄漏位置。示踪剂检测技术对于微量泄漏的检测具备非常好的灵敏度，可以迅速对所发生的微量泄漏进行检测。

总结

泄漏是当前天然气管道输送最为重要的隐患之一，如何防范泄漏

事故的出现，确保管线平稳运行是一个全面性的话题。在泄漏环节缓慢之时，不管是对于泄漏信号的获取又或是泄漏点具体位置的明确， 均是人们急需处理的问题。并且，需要确保输气管道的安全不但需选取经济性较强的泄漏检测技术，同时还需由管道规划、工程建造以及日常管理等多个层面进行关注，尽可能的避免泄漏事件的出现。

参考文献：

[1]许凤利。输气管道泄漏原因分析[J].资源节约与环保，2013（6）：12-15.

[2]李爱英，王凯全，邵辉。管道泄露监测技术及其研究进展[J].江苏石油化工学院学报，2002，14（4）：14-17.

[3]刘翠伟，李雪洁，李玉星，等。基于音波法的输气管道泄露检测与定位[J].化工学报，2014，65（11）：43-44