关键词：天然气长输管道;泄漏;检测技术;选择参考
引言
天然气长输管道的长期安全运行是天然气管道企业努力的目标，天然气长输管道在运行过程中，受管道的质量、地形、管道腐蚀等因素影响，引发天然气泄漏，带来严重后果。80年代以来，很多天然气管道企业开始对管道泄漏进行研究，寻找天然气管线泄漏检测的有效方法。但由于天然气长输管道所处环境的多样性，天然气管道泄漏检测和定位问题没有一种通用的方法。因此探索高效的天然气管道泄漏检测技术，准确定位报告事故发生信息具有重要的生产意义。
一、天然气长输管道概述
由于天然气具有易燃、易爆的特性，在天然气输送过程中，采用管道输送的方式最为经济有效。长距离管道输送天然气的成本低，管道运输的安全系数高，运输的量大，能够满足沿线用户的需要。发生泄漏的危险性低，不易导致环境污染，没有废气排放，达到绿色环保的输送效率。长距离输气管道易于实现自动控制和管理，例如天然气数字化管道建设、场站及阀室的控制采用SCADA系统，对长距离输气管道实现了实时的监测和管理，保证长输管道安全运行，实现了远程的监控和管理，降低了岗位员工的劳动强度，提高了天然气管道输送的效率。长距离天然气输送管道是一个密闭的输送系统，降低了天然气的损失量。实施了带压操作的过程，从天然气的生产、储存和运输，直到用户都具有一定的压力。没有液体管道输送的冲击危害，但天然气管道一旦破裂，将会导致大量的天然气泄漏，引发严重的安全事故。因此，必须对长距离天然气输送管道进行泄漏检测，防止各类安全事故的发生。
二、天然气长输管道泄漏原因
（一）腐蚀
天然气长输管道均采用金属钢管，天然气管道长久与空气、土壤和天然气的接触，必然会出现被腐蚀的现象。长时间的腐蚀是摧毁天然气管道的最主要原因，经过腐蚀后的天然气长输管道会变得越来越薄，甚至出现大面积的变形，这样就会出现直接泄漏，对天然气管道安全运行带来极大的不便，因此要尽量减少这种腐蚀现象的发生。
（二）裂缝泄漏
天然气长输管道在施工过程中，常见连接方式有焊接及法兰连接两种，其中管道在焊接连接的过程中，因焊接质量检测落实不到位，易造成的泄漏现象较多。主要体现为：管道焊接中因焊接人员专业技能不合格或焊条质量存在问题，致使焊接完成管道作业后期出现了裂缝现象，最终引起了管道泄漏现象的发生，严重的影响了工程建设质量，造成了较大的安全生产事故。
（三）外界因素的破坏
除去天然气长输管道本身的缺陷外，还有一些外界因素也会导致管道的损坏。例如在施工的过程中，管道埋设过浅或过深，管道在施工的过程中遭到损坏以及管道自身的质量问题，这些都会影响管道安全运行，而这些原因是在平时施工过程中可以避免的。另外，第三方破坏，有些不法分子蓄意地破坏天然气长输管道，从而导致天然气管道不能够正常的使用。以上原因是天然气管道常出现的一些问题，正是由于这些情况的发生才会给天然气管道的使用带来不便。
三、天然气长输管道泄漏检测技术
（一）流量检测技术
根据质量守恒定律分析，质量在转换或传递的过程中，其形式的转变不会影响质量的增减。管道传输的过程中常压环境下其在单位时间内流量等同，因此通过测试单位时间内，管道两端的进出流量，即可判断天然气管道是否存在泄漏现象。但其可有效的判断天然气管道是否存在泄漏现状，却无法判定泄漏位置。因此该技术的应用，还应配合其他检测技术进行落实。
（二）负压波法
天然气一旦泄露，在周围就会出现流体物质的损失，从而引起局部流体密度减小，产生瞬时压力降低和速度差,该瞬时的压力下降以声速向泄漏点的上下游传播。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当以泄漏前的压力作为参考标准时，泄漏时产生的减压波就称为负压波。该波以一定速度自泄漏点向两端传播，经若干时间后分别传到上下游的压力传感器，压力传感器捕捉到特定的瞬态压力降的波形就可进行泄漏判断，根据上下游压力传感器接收到此压力信号的时间差和负压波的传播速度就可以定出泄漏点。基于负压波进行检测和定位的主要方法有相关分析法、时间序列分析法和小波变换法。
（三）声波检测技术措施
利用声波的传播特性检测长距离输气管道泄漏情况。当长距离输气管道发现泄漏的时候，大量的气体直接从管道中流出，管道内外的压差发生改变，同时产生不同频率的声波信号，通过管道内的介质进行传播，通过管壁沿着长距离输送管道的上下游流动。声波的传播速度和泄漏情况存在联系，传感器将检测到的声波信号传输给分析解释系统，能够准确地分析管道的泄漏情况。声波检测技术能够快速传播信号，通过传感器进行传输，能够迅速地发现泄漏的部位，减少天然气的泄漏量，及时采取应急处理措施，防范安全风险，具有非常广阔的应用前景。准确定位泄漏的位置，提高泄漏处理的效率。灵敏度高，易于操作和维护，声波检测技术具有非常大的优越性，在长距离输气管道的泄漏管理方面，体现出非常大的优势。
（四）红外线管道泄漏检测技术
天然气长输管道在应用的过程中如出现泄漏现象，其泄漏区域的温度会产生一定的变化现象。红外线管道泄漏检测技术在应用中则是通过红外线成像的方式，通过对温度的感应及分析，标注检测管道区域的温度差异现象。最终根据温度差异现象判断管道是否存在泄漏现象，并以此进行天然气管道泄漏现象的修复和改善。根据技术应用原理该技术在应用中，需结合低空飞行器配合检测，因此应用成本较高。
四、选择参考
在选择天然气长输管道泄漏检测系统时，要根据自身的管道的实际情况，去选择合适的监测系统，在选择时可以考虑以下几点说明：
（一）设定标准
出于商业目的，各个厂商都把自己的技术描述成最好的，如果区别，就需要设置比较，根据美国石油学会标准API1130中描述，从可靠性（误报警）、敏感性（泄漏大小/泄漏发现的时间）、精确度（泄漏速度/泄漏定位）、鲁棒性（瞬态工况下）。
（二）从实际需求角度出发
根据管道泄漏事故特点，选择适合的泄漏检测系统，如果想要快速检测管道上发生的大泄漏事故，根据泄漏检测技术描述，可以选择声波泄漏检测方法。如果想要解决管道上发生的微小泄漏的检测，可以选择实时瞬态模型法。
（三）“软+硬”结合的方式
对于输气管道，“声波+实时瞬态模型法”2种方法相结合的检漏方法，具有应用前景。声波法优点主要有反应快，定位准确，也有小泄漏很难检测、误报多等缺点。而实时瞬态模型法主要有误报少，可以计算泄漏量，也有着大泄漏反应慢等缺点，两者正好相铺相成，软件+硬件相结合的方式在未来的管道检测中将得到广泛的应用。
结束语
当前，天然气长输管道泄漏检测技术整体发展现状较为良好，为天然气管道企业的稳定发展及收益，奠定了良好的基础。其主要的应用技术有流量检测、声波探伤检测、光钎管道检测以及红外线管道泄漏检测。具体在应用的过程中应根据检测单位的检测需求，进行检测技术的应用和选择，以此完善检测效果并提升检测的准确性。
参考文献
[1]卢宏玉.长输天然气管道泄漏检测技术[J].化工管理,2018(10):97.
[2]张生,丁艳林,解铁成,刘继锋.长输天然气管道泄漏检测技术探讨[J].化工设计通讯,2017,43(12):164-165.
[3]王克华.天然气管道泄漏探测系统研究与实现[D].电子科技大学,2010.
作者1：丁章克，云南省天然气有限公司工程技术部经理
作者2：孔亮，云南省天然气有限公司工程技术部副经理
论文作者:丁章克,,孔 亮
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第23期
论文发表时间:2020/5/8