中国石化管道储运有限公司南京输油处 南京市 210046
摘要：近年来，随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，现代化运输行业发展进程不断加快，同时管道运输作为当前运输行业发展的主要方向，在我国各个工业领域有着广泛的应用，对于我国国民经济的发展有着一定的积极影响。但是管道运输的过程中不可避免的存在管道泄露的问题，不仅仅造成了资源的浪费，同时也带来了一定的环境污染，对于如何做好长输油气管道泄露问题的检测始终是管道运输行业领域研究的热点之一。本文介绍了长输管道泄漏检测技术的方法。
关键词：长输油气管道；泄漏问题；检测方式
引言
当今，管道输送始终作为我国重要的输送行业，在现代化经济的发展中，逐渐成为我国经济发展的重要支柱产业，在我国国民经济的发展中发挥着重要的经济作用。当前长输油气管道运输过程中，泄漏问题屡见不鲜，严重影响着输送行业的蓬勃发展，同时也为管道的安全运行带来了一定的安全隐患，因此更应该做好长输油气管道泄露问题的基础检测工作，做好管道输送过程中的安全评价。
一、声波、负压波、应力波检测
1、声波检测法。当管道发生泄漏时，在泄漏点处会产生噪音。通过设置好的传感器可以接受到这种声波，从而探测泄漏，并进行定位。传统的声波检测是利用离散型传感器，即沿管道按一定间隔布置大量传感器，这种方法成本很高。近年来随着光纤传感技术的发展，已开发出连续型光纤传感器进行泄漏噪声检测。据有关报道，单根光纤的检测距离就可以达到60km，这样一根光纤就可以替代大量的传统传感器，降低了成本；而且连续型传感器与传统传感器相比也提高了检测能力。
2、负压波检测法。在管道发生突然泄漏时，由于泄漏部位会产生一个向上游或下游传播的减压波，称之为负压波。如果在管道两端设置压力传感器检测到负压波，就可以判断泄漏并对泄漏进行定位。应用负压波检测法的关键是区分正常操作与泄漏带来的负压波。一种解决方法是在管道的两端各安放两个传感器，通过硬件电路延时的方法，将来自操作站方向的负压波信号滤除。国内有人提出了用结构模式识别的办法，根据发生泄漏与正常操作产生的负压波形状不同来确认泄漏。负压波检测法可以迅速检测出大的泄漏，但是对于比较小的泄漏或已经发生的泄漏效果不佳。
3、应力波检测法。管道中流体泄漏时会引起实测管道应力波信号功率谱的变化，可以通过分析这种变化来检测泄漏。由于影响管道应力波传播的因素很多，在实际中很难用解析的方法准确描述出管道振动。有人提出使用神经网络学习管道正常信号与泄漏信号进而对管道的泄漏进行判断。神经网络还具有在线学习能力，能不断地改变自身网络的权值，更好地监控管道运行情况。
二、地面间接检测方法
1、热红外成像。为了降低原油的粘性，通常是在输运之前对原油进行加热。当管道发生泄漏时，周围的土壤便浸泡在泄漏的原油中，这时土壤的温度会上升。这种温度的变化可以通过红外辐射的不同来感知。检测时，将管道周围土壤正常温度分布图记录在计算机中，用直升机在空中实时采集管道周围土壤温度场情况，通过对两者的比较来检测泄漏。热红外成像的缺点是对管道的埋设深度有一定的限制，具有关资料[1]介绍，当直升机的飞行高度为300m时，管道的埋设深度应当在6m之内。
2、探地雷达。探地雷达（GPR）将脉冲发射到地下介质中，通过接收反射信号探测地下目标。由于电磁波在介质中的传播与通过介质的电性质及几何形态有关，故通过时域波形的处理和分析可探知地下物体。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当管道内的原油发生泄漏时，管道周围介质的电性质会发生变化，从而反射信号的时域波形也会发生变化，根据波形的变化就可以检测到管道是否发生了泄漏。应用探地雷达探测时，物体必须有一定的体积，因此这种方法不适用于较细的管道。而且用探地雷达探测泄漏时，与管道周围的地质特性有关，地质特性的突变对图象有很大的影响，这也是应用中的一个难点。
3、气体成像。在输气管道泄漏检测中，气体成像技术也是一个比较有效的方法。以前气体成像的原理主要是根据背景吸收气体成像和红外辐射吸收技术。设备比较笨重，需要大型的激光器。近年来，开发了一种称之为“纹影”的技术，即采用空气中光学折射成像原理检漏。其设备轻巧、使用方便，还能提供有关泄漏量的指示。
4、光纤传感器。光纤传感器是近年来发展的一个热点，它在实现物理量测量的同时可以实现信号的传输，在解决信号衰减和抗干扰方面有着独特的优越性。用光纤传感器检测管道泄漏的方法是根据管道中输送的热物质泄漏会引起周围环境温度的变化，利用分布式光纤温度传感器连续测量沿管道的温度分布，当沿管道的温度变化超过一定的范围，就可以判断发生了泄漏。
5、嗅觉传感器。嗅觉传感器技术是新颖的技术。随着传感器技术的发展，人们已经制造出对某种化学物质特别敏感的传感器，再借助于计算机和现代信号处理技术可以大大地提高检测的灵敏度和精确度。将嗅觉传感器应用于管道检测还是一项不大成熟的技术。可以将嗅觉传感器沿管道按一定的距离布置，组成传感器网络对管道进行实时监控。当发生泄漏时，对泄漏物质非常敏感的嗅觉传感器就会发出报警。
三、管道内检测技术
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。
四、结束语
经济的发展推动了社会的进步，同时在科技水平日益成熟发展的今天，管道运输在我国国民经济的发展中有着举足轻重的地位，而我国长输油气管道泄漏问题的检测技术更应该跟上科技发展的步伐，实现长输油气管道泄漏问题的实时监测和在线监测。当前传感器领域中的分布式光纤传感器作为一种全新的检测技术，不仅可以实现信号的传输，而且也能实现信号的抗干扰控制，在当前分布式光纤传感器技术的飞速发展中，更要结合我国管道运输的实际情况，对长输油气管道泄漏问题进行全面的检测，实现真正意义上的在线监测，保证管道运输的安全。
参考文献：
[1]魏国富.长输油气管道SCADA系统信息安全问题探讨[J].科技创新与应用，2014，（36）.
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[3]魏勇，李秀丽.埋地长输油气管道的腐蚀防护与检测[J].安全、健康和环境，2012，（5）.
[4]卢峰.长输油气管道安全运行管理浅析[J].科技与企业，2013，（10）.
论文作者:张爽
论文发表刊物:《基层建设》2015年第35期
论文发表时间:2016/12/7
标签：管道论文; 传感器论文; 信号论文; 光纤论文; 管壁论文; 技术论文; 负压论文; 《基层建设》2015年第35期论文;