長輸油氣管道檢測技術研究

張威

長沙輸油氣分公司 湖南 長沙 410013

管道運輸是我國現代化運輸行業發展過程中非常特殊的一種運輸形式，在工業領域中應用廣泛。但是管道泄漏也是管道運輸過程中經常遇到的問題。一旦在管道運輸過程中出現管道泄漏問題，不僅會造成資源的浪費，還會引起嚴重的環境污染問題。所以如何做好長輸油氣管道的檢測受到業內人士的高度關注。

1 聲波、負壓波、應力波檢測技術

1.1 聲波檢測法

如果長輸油氣管道出現泄漏問題，泄漏點出就會發出噪音。而噪音的聲波就會被提前設置好的傳感器所接收。這樣一來，就可以對管道的泄漏點位置進行準確的定位。傳統的聲波檢測技術，成分非常高。因為其主要是通過離散型傳感器來進行聲波的接收，即按照一定的距離間隔，將大量的傳感器沿著管道的走向進行布置。近幾年來，在光纖傳感技術的不斷發展中，連續型光纖傳感器被研發出來，并被應用到了管道泄漏噪聲檢測當中。而一根光纖的檢測距離在60km以上。也就是說，一根光纖就可以取代大量的傳統傳感器，檢測成本大大降低。與此同時，與傳統傳感器相比，連續型光纖傳感器的檢測能力還有了明顯的提升。

1.2 負壓波檢測法

如果長輸油氣管道出現突然泄漏的問題，那么泄漏部位就會瞬間形成向上游傳播的減壓波或者向下游傳播的減壓波，這被人們叫作負壓波。利用這一原理，將壓力傳感器設置到管道兩端，那么在管道出現泄漏問題時就可以快速判斷出管道出現了泄漏問題，并對泄漏位置進行準確的定位。在應用負壓波檢測法的時候，需要對正常操作的負壓波與泄漏問題形成的負壓波進行有效的區分。例如，可以將兩個傳感器分別設置到管道兩端，然后再借助硬件電路延時的原理，濾除操作站方向傳來的負壓波。

1.3 應力波檢測法

如果長輸油氣管道出現流體泄漏問題，那么實測管道應力波信號功率譜就會出現明顯的變化。對這一變化進行分析，就可以對管道泄漏問題進行有效的判斷。但是，管道應力波的傳播卻容易受到多種因素的影響，所以在管道振動的描述方面具有一定的難度[1]。

2 地面間接檢測技術

2.1 熱紅外成像

在正式開始管道運輸之前，對原有進行加熱處理，可以有效降低原油的黏性。如果長輸油氣管道出現泄漏問題，那么泄漏的原油就會滲入到周圍的土壤當中，提高土壤的溫度。所以利用紅外輻射的不同來感知土壤溫度的變化，也可以對管道泄漏問題進行有效的檢測。在利用熱紅外成像技術進行檢測的時候，需要先在計算機中如實記錄管道周圍土壤的正常溫度分布，然后再通過直升機在空中飛行的方式對管道周圍土壤的溫度進行實時的采集，通過采集到的溫度與之前記錄的正常溫度進行對比，就可以對管道泄漏問題進行有效的檢測。但是，熱紅外成像技術的應用也有明顯的缺點，即管道的埋設深度不能太深。例如，如果直升機的飛行高度為300m，那么為了保證采集溫度的有效性，管道的埋設深度就應當小于6m。

2.2 探地雷達

利用探地雷達將脈沖直接發射到地下介質當中，就可以接收相應的反射信號。對這些反射信號進行分析，就可以對地下目標進行有效的探測。其作用原理是，電磁波在介質中的傳播，與其通過介質的電性質與幾何形態有關，所以對時域波形進行科學的處理和分析，就可以對地下物體進行準確的判斷。

2.3 光纖傳感器

光纖傳感器的應用既可以對物理量進行有效的測量，還可以進行信號的有效傳輸，且有著較強的抗干擾性能，可以對信號衰減問題進行有效的處理。將光纖傳感器應用到長輸油氣管道泄漏問題的檢測當中，作用原理是：管道中輸送的熱物質如果出現泄漏問題，那么周圍環境的溫度就會發生變化。而分布式光纖溫度傳感器的應用就可以對管道沿線的溫度分布進行連續性測量。如果管道沿線的溫度變化過大，那么就可以判定是出現了管道泄漏問題。

3 管道內檢測技術

將磁通技術、超聲技術、錄像技術以及渦流技術應用到清管器中，可以顯著提升管道泄漏檢測的可靠性與靈敏性。目前，根據國際管道與近海承包商協會IPLOCA的統計，至今已經研發出了30余種智能清管器。智能清管器對先進的計算機技術和電子技術進行了充分的應用，可以利用計算機對檢測結果進行分析，并繪制成圖。在硬件方面，新型清管器還嵌入了傳感器、數據儲存和處理設備以及電視與照相設備等。在軟件方面，新型清管器卑職了針對性的具有分析功能的軟件包。這樣一來，清管器不僅可以對管道泄漏問題進行檢測，還可以對管壁結蠟情況進行勘察，對管內壓力和溫度進行記錄，對管壁金屬的損失程度進行檢測。只要管壁出現任何變化，都會導致磁力線產生變化。而在有限元數值計算技術與微處理機的支持下，清管器還有著較強的信號識別能力和處理能力[2]。

4 結束語

綜上所述，長輸油氣管道運輸事業的發展對于我國國民經濟的發展有著積極的促進作用。為了促進長輸油氣管道運輸事業的發展，必須要采用各種先進的檢測技術來對管道泄漏問題進行有效的檢測與處理。與此同時，為了保證管道泄漏問題檢測的快速性、便捷性以及準確性，還需要對現有的管道檢測技術進行優化和完善。