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 管道泄漏是長(zhǎng)輸管道平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)的重要安全隱患。根據(jù)泄漏量的不同,管道泄漏一般分為小漏、中漏、大漏。小漏亦稱砂眼,泄漏量低于正常輸量的3%,主要是由于管道防腐層被破壞,管壁在土壤電化學(xué)腐蝕作用下出現(xiàn)銹點(diǎn),腐蝕逐漸貫穿整個(gè)管壁的現(xiàn)象。中漏的泄漏量在正常輸量的3%~10%之間。大漏的泄漏量則大于正常輸量的10%。在管道運(yùn)營(yíng)中,由于倒錯(cuò)流程、閥門誤動(dòng)作等原因可能使干線超壓造成管道泄漏。近年來犯罪分子打孔盜油也成為管道泄漏的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),自1998年以來在中國(guó)石油管道公司管轄的范圍內(nèi),累計(jì)發(fā)生打孔盜油盜氣案件將近300起。及時(shí)、迅速發(fā)現(xiàn)管道泄漏并準(zhǔn)確判定泄漏點(diǎn)成為管線平穩(wěn)安全運(yùn)行的當(dāng)務(wù)之急。以下筆者對(duì)國(guó)內(nèi)外有代表性的管道泄漏檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

管道內(nèi)部檢測(cè)技術(shù):

   通過對(duì)清管器應(yīng)用磁通、超聲、錄像、渦流等技術(shù)提高了泄漏檢測(cè)的可靠性和靈敏度。國(guó)際管道和近海承包商協(xié)會(huì)IPLOCA宣布,迄今為止已開發(fā)出30多種智能清管器。智能清管器應(yīng)用了大量新近研發(fā)出來的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),可依靠計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行制圖。新型清管器在硬件方面裝備了傳感器、數(shù)據(jù)貯存和處理設(shè)備、電視和照相設(shè)備;在軟件上配備了專門用于分析用的軟件包。此類清管器不僅可用于管道檢漏,而且可勘查管壁結(jié)蠟狀況,記錄管內(nèi)壓力和溫度,檢測(cè)管壁金屬損失。如磁漏式清管器,通過永久磁鐵來磁化管壁達(dá)到磁通量飽和密度。清管器在管道中流動(dòng)時(shí),管壁內(nèi)外腐蝕、損傷和泄漏等部位會(huì)引起異常漏磁場(chǎng),并且感應(yīng)到清管器中的傳感器。管壁中的任何變化都會(huì)引起磁力線產(chǎn)生相應(yīng)的變化。現(xiàn)在,微處理機(jī)和有限元數(shù)值計(jì)算技術(shù)的發(fā)展使清管器對(duì)信號(hào)識(shí)別和處理的功能大大增強(qiáng)。但磁漏式清管器的輸出信號(hào)受管道壓力、使用環(huán)境的影響較大,傳感器的感應(yīng)線圈僅對(duì)某種類型和尺寸的缺陷靈敏。一般來說這種清管器適合于金屬孔隙探測(cè)。其他智能清管器中,還有超聲波檢測(cè)清管器、內(nèi)徑規(guī)清管器和核子源清管器等。

管道外部動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù):

   隨著自動(dòng)化儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展,各種動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)也相繼出現(xiàn),如:壓力點(diǎn)分析法、特性阻抗檢測(cè)法、互相關(guān)分析法、壓力波法、流量差監(jiān)測(cè)法、管道瞬變模型法等等。

    壓力點(diǎn)分析法。壓力點(diǎn)分析法可用于氣體、液體的多相流管道的檢測(cè)。當(dāng)管線處于穩(wěn)定工況時(shí),流體的壓力、速度和密度的分布是不隨時(shí)間變化的。當(dāng)泵或壓縮機(jī)供給的能量變化時(shí),上述參數(shù)是連續(xù)變化的。當(dāng)管道發(fā)生泄漏后,液體將過渡至新的穩(wěn)態(tài)。過渡時(shí)間從幾分鐘到十幾分鐘不等,由動(dòng)量和沖量定理確定。壓力點(diǎn)分析法檢測(cè)流體從某一穩(wěn)態(tài)過渡到另一穩(wěn)態(tài)時(shí)管道內(nèi)流體壓力、速度和密度的變化情況,來判斷是否包含有泄漏信號(hào)。

    特性阻抗檢測(cè)法。由傳感器構(gòu)成的檢漏系統(tǒng)可隨時(shí)檢測(cè)到管道微量原油的泄漏情況。傳感器采用多孔聚四氟乙烯樹脂作為絕緣材料。這種材料導(dǎo)電率、絕緣阻抗熱穩(wěn)定性好、不易燃燒、化學(xué)穩(wěn)定性好。當(dāng)漏油滲入后,其阻抗降低,從而達(dá)到檢漏目的。

    互相關(guān)分析法。設(shè)上、下兩站的傳感器接收到的信號(hào)分別為x(t)、y(t)。兩個(gè)隨機(jī)信號(hào)x(t)和y(t)有互相關(guān)函數(shù)Rxy(t)。如果x(t)和y(t)兩信號(hào)是同頻率的周期信號(hào)或包含有同頻率的周期成分,那么,即使t趨近于無窮大,互相關(guān)函數(shù)也不收斂并會(huì)出現(xiàn)該頻率的周期成分。如果兩信號(hào)含有頻率不等的周期成分,則兩者不相關(guān)。

    壓力波法。壓力波法是國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較普遍的檢漏方法。當(dāng)管線某點(diǎn)發(fā)生泄漏時(shí),該點(diǎn)可視為向上、下游傳遞壓力的壓力源,同時(shí)向上、下游傳遞一個(gè)減壓波,表現(xiàn)為上站的出站壓力和下站的進(jìn)站壓力分別下降。

    現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步,使管道泄漏檢測(cè)技術(shù)的新方法、新成果層出不窮。特別是傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、探測(cè)技術(shù)、儀表自動(dòng)化的融合,使檢漏技術(shù)向智能化、多樣化的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。

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