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国内外管道泄漏检测技术的发展

发表日期:2007-04-06 摄影器材: 点击数: 投票数:

    管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。根据泄漏量的不同,管道泄漏一般分为小漏、中漏、大漏。小漏亦称砂眼,泄漏量低于正常输量的3%,主要是由于管道防腐层被破坏,管壁在土壤电化学腐蚀作用下出现锈点,腐蚀逐渐贯穿整个管壁的现象。中漏的泄漏量在正常输量的3%~10%之间。大漏的泄漏量则大于正常输量的10%。在管道运营中,由于倒错流程、阀门误动作等原因可能使干线超压造成管道泄漏。近年来犯罪分子打孔盗油也成为管道泄漏的主要原因之一。据统计,自1998年以来在中国石油管道公司管辖的范围内,累计发生打孔盗油盗气案件将近300起。及时、迅速发现管道泄漏并准确判定泄漏点成为管线平稳安全运行的当务之急。以下笔者对国内外有代表性的管道泄漏检测方法进行简要介绍。 

       人工巡线 

      人工巡线在国外石油公司也广为应用。美国Spectratek公司开发出一种航空测量与分析装置。该装置可装在直升机上,对管道泄漏进行准确判断。 

      我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查,虽与发达国家有较大差距,但针对我国国情来说,也是切合实际的。 

      管道内部检测技术 

      通过对清管器应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高了泄漏检测的可靠性和灵敏度。国际管道和近海承包商协会IPLOCA宣布,迄今为止已开发出30多种智能清管器。智能清管器应用了大量新近研发出来的电子技术和计算机技术,可依靠计算机对检测结果进行制图。新型清管器在硬件方面装备了传感器、数据贮存和处理设备、电视和照相设备;在软件上配备了专门用于分析用的软件包。此类清管器不仅可用于管道检漏,而且可勘查管壁结蜡状况,记录管内压力和温度,检测管壁金属损失。如磁漏式清管器,通过永久磁铁来磁化管壁达到磁通量饱和密度。清管器在管道中流动时,管壁内外腐蚀、损伤和泄漏等部位会引起异常漏磁场,并且感应到清管器中的传感器。管壁中的任何变化都会引起磁力线产生相应的变化。现在,微处理机和有限元数值计算技术的发展使清管器对信号识别和处理的功能大大增强。但磁漏式清管器的输出信号受管道压力、使用环境的影响较大,传感器的感应线圈仅对某种类型和尺寸的缺陷灵敏。一般来说这种清管器适合于金属孔隙探测。其他智能清管器中,还有超声波检测清管器、内径规清管器和核子源清管器等。 

      管道外部动态检测技术 

       随着自动化仪表、计算机技术的深入发展,各种动态检测技术也相继出现,如:压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等等。 

      压力点分析法。压力点分析法可用于气体、液体的多相流管道的检测。当管线处于稳定工况时,流体的压力、速度和密度的分布是不随时间变化的。当泵或压缩机供给的能量变化时,上述参数是连续变化的。当管道发生泄漏后,液体将过渡至新的稳态。过渡时间从几分钟到十几分钟不等,由动量和冲量定理确定。压力点分析法检测流体从某一稳态过渡到另一稳态时管道内流体压力、速度和密度的变化情况,来判断是否包含有泄漏信号。 

      特性阻抗检测法。由传感器构成的检漏系统可随时检测到管道微量原油的泄漏情况。传感器采用多孔聚四氟乙烯树脂作为绝缘材料。这种材料导电率、绝缘阻抗热稳定性好、不易燃烧、化学稳定性好。当漏油渗入后,其阻抗降低,从而达到检漏目的。 

      互相关分析法。设上、下两站的传感器接收到的信号分别为x(t)、y(t)。两个随机信号x(t)和y(t)有互相关函数Rxy(t)。如果x(t)和y(t)两信号是同频率的周期信号或包含有同频率的周期成分,那么,即使t趋近于无穷大,互相关函数也不收敛并会出现该频率的周期成分。如果两信号含有频率不等的周期成分,则两者不相关。 

      压力波法。压力波法是国内应用比较普遍的检漏方法。当管线某点发生泄漏时,该点可视为向上、下游传递压力的压力源,同时向上、下游传递一个减压波,表现为上站的出站压力和下站的进站压力分别下降。 

      现代科学技术的飞速进步,使管道泄漏检测技术的新方法、新成果层出不穷。特别是传感器技术、计算机技术、探测技术、仪表自动化的融合,使检漏技术向智能化、多样化的发展提供了广阔的发展空间。

    信息来源:中国油气管道网2006年5月23日

    摘自:http://info.petrochina/was40/detail?record=100&channelid=52603

作者:东方之子

《国内外管道泄漏检测技术的发展》


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