長輸油氣管道泄漏檢測方法研究進(jìn)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(jì)策略學(xué)檢測法、智能爬行機(jī)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(jìn)展進(jìn)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(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TE973 文章編號(hào)：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(xiàng)目以來，管道成為了我國運(yùn)輸油氣的主要方式。在進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中，基于各種因素的存在，管道泄漏現(xiàn)象時(shí)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(shí)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(shí)，經(jīng)濟(jì)、實(shí)用以及可發(fā)展等因素成為了對檢測方法的新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本文將針對該標(biāo)準(zhǔn)對各類方法進(jìn)行評(píng)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(shí)，在其泄漏點(diǎn)會(huì)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(huì)導(dǎo)致空氣流動(dòng)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(jìn)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(diǎn)的確認(rèn)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(shí)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(zhǔn)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(diǎn)進(jìn)行檢測。在油氣產(chǎn)生泄漏情況時(shí)，會(huì)在其泄漏點(diǎn)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(jìn)行記錄之后，可以依據(jù)該記錄對光譜進(jìn)行分析，從而判定管道是否產(chǎn)生泄漏情況。油氣在進(jìn)行長途運(yùn)輸時(shí)由于其自身黏稠的狀態(tài)會(huì)影響運(yùn)輸效果，因此在運(yùn)輸之前會(huì)選擇對油進(jìn)行加熱，根據(jù)該因素，在油泄漏時(shí)會(huì)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(diǎn)進(jìn)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(jī)的輔助，而運(yùn)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(jìn)行紅外線檢測時(shí)，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(jìn)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(shí)該種物質(zhì)的形態(tài)會(huì)發(fā)生改變，通過對物質(zhì)的形態(tài)進(jìn)行觀測以達(dá)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)會(huì)立即進(jìn)行警報(bào)。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(jì)算機(jī)共同工作時(shí)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(qiáng)，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(jìn)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(jìn)行抽樣調(diào)查方式進(jìn)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(jìn)行綜合的評(píng)估，對于檢測管道是否泄漏與確定管道的泄漏點(diǎn)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(huì)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(jìn)行分析從而達(dá)到檢測管道是否泄漏的一種方式，有著先進(jìn)的科技作為依托，電腦信息化在實(shí)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(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)化的分析，在進(jìn)行該項(xiàng)操作中應(yīng)注意環(huán)境因素的原因，對計(jì)算機(jī)的模擬程序有較為嚴(yán)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(diǎn)定位設(shè)置一定數(shù)量的設(shè)備用以長時(shí)間的檢測工作，隨時(shí)根據(jù)反饋信息對管道的狀況進(jìn)行分析；另一種則采取移動(dòng)式檢測方案對于有爭議的特殊地點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的嗅覺收集任務(wù)，進(jìn)而對管道是否泄漏進(jìn)行確認(rèn)并定位泄漏點(diǎn)。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法主要是對設(shè)備所收集到的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jìn)行不斷的概率計(jì)算，其主要是指管道實(shí)體壓力以及流量速度的分析，以此統(tǒng)計(jì)并綜合各種因素對管道是否泄漏進(jìn)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(diǎn)進(jìn)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(jì)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(jìn)項(xiàng)有效的檢測，進(jìn)一步提升了其準(zhǔn)確性，降低了泄漏誤報(bào)的可能。

1.2.4 智能爬行機(jī)檢測法。通過不斷實(shí)踐和研究，爬行機(jī)在管道當(dāng)中的應(yīng)用變得日益完善。爬行機(jī)主要的工作地點(diǎn)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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在進(jìn)行移動(dòng)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(jìn)行偵測，經(jīng)過人工以及計(jì)算機(jī)的分析評(píng)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(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，對于泄漏以及地點(diǎn)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(jì)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(shí)，經(jīng)濟(jì)因素成為了對檢測方法評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)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(jì)的要求都十分苛刻，在沒有充足的資金條件下無法進(jìn)行大范圍的實(shí)行。比如智能爬行機(jī)與紅外線檢測法，其在設(shè)備上的要求極為嚴(yán)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(cái)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(biāo)。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(shí)用方向

所有泄漏檢測方法的開發(fā)都是為了長途油氣運(yùn)輸?shù)陌踩?wù)，其從出發(fā)點(diǎn)上即確立了泄漏檢測的方法必須具備實(shí)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(jìn)行，但在實(shí)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(dá)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(yùn)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(yán)重，不僅會(huì)對人類的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅，同時(shí)也會(huì)為自然環(huán)境造成無法彌補(bǔ)的破壞。在進(jìn)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(shí)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(shí)卻要以人類賴以生存的家園作為報(bào)酬，堅(jiān)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(yùn)輸對于我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著極大的促進(jìn)作用，近年來，油氣泄漏造成的事故時(shí)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(jìn)一步對檢測方法的發(fā)展方向進(jìn)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(yùn)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）