市政燃氣管道泄露檢測技術的現狀及發展

黃燦光

廣西霈普市政工程建設有限公司，廣西南寧 530022

市政燃氣管道泄露檢測技術的現狀及發展

黃燦光

廣西霈普市政工程建設有限公司，廣西南寧 530022

市政燃氣管道對居民日常生活意義重大，做好燃氣管道的管理工作意義非凡。做好市政燃氣管道的泄露檢測工作才能保證城市居民的日常生活和生產，不能等閑視之。本文簡要介紹目前市政燃氣管道泄漏檢測中比較常用的技術和方法，進而探討在管道泄漏檢測中開始得到應用的一些新興技術。

市政燃氣管道；泄漏檢測技術；現狀；發展

管道運輸目前在城市中的運用十分廣泛，與其他的能源運輸方式相比較而言，管道運輸更為安全和有效，而且對周圍環境的影響幾乎可以忽略不計。但是由于市政燃氣管道絕大部分都埋于地下，燃氣管道出現受損甚至泄漏問題，尤其是那些因為慢性的腐蝕而造成管道泄漏，往往不容易被察覺。而一旦燃氣管道發生大面積的泄漏，不但會帶來經濟損失，甚至有可能引發安全事故。鑒于此，保證市政燃氣輸氣管道的安全使用十分必要，各地應當根據自己的具體情況對燃氣管道進行檢測，以減少甚至避免泄漏事故的發生。

1 市政燃氣管道泄露檢測技術的現狀

根據市政燃氣管道泄漏檢測的原理不同，目前使用的檢測方法可以分成直 接檢測法與間接檢測法，前者是根據市政燃氣泄漏的介質而定，后者則是根據市政燃氣管道出現泄漏而導致的管道壓力、流量等條件的變化以及燃氣泄漏所導致的光、聲、電等變化。

1.1 直接檢測法

目前，在市政管道泄漏檢測中使用最為廣泛的直接檢測法是可燃氣體監測法和火焰電離檢測法。可燃氣體監測法的工作原理是通過利用燃氣的擴散作用而從空氣中進行取樣，然后使用催化氧化的原理產生與燃氣的濃度成比例的信號，當燃氣的濃度高于爆炸下限的1/5，繼電器驅動信號就傳遞到控制面板上的報警器進行報警。火焰電離檢測法的工作原理則是存在電場的條件下，烴類氣體在純氫火焰的灼燒之下會產生帶電碳原子，有專門的電極板搜集此類碳原子并進行計數，當電極板檢測到的碳原子數量超過了預定的警戒值的時候就證明空氣中彌散的燃氣高于警戒濃度，檢測器會立刻報警。采用此種該檢方法有著高靈敏度的特點，一旦1m3空氣中含有的燃氣超過1.8×10-6m3就能夠檢測到，并且檢測濃度的方位比較大，而且定位精準，系統反應時間也較快。與此同時，火焰電離檢測法的缺點是對長距離的連續檢測無能為力，而且在檢測密閉空間的燃氣管道泄漏時有引起燃燒甚至爆炸的潛在隱患。

1.2 間接檢測法

由于市政燃氣管道出現泄漏的話會導致管道的壓力、流量以及溫度等方面發生顯著的變化，因此可以依照這些參數對市政燃氣管道的泄漏進行檢測。比較常見的間接檢測法有下列幾種方式：第一，壓力點分析法。市政燃氣管道在正常運行的過程當中，它的壓力值是一種連續的穩定的狀態。而當管道出現泄漏的時候，發生泄漏的地方因為燃氣的損失而導致壓力驟降，這樣一來就打破了之前的穩定狀態。市政燃氣管道就會過渡到新的穩定狀態，在過渡的過程當中則會產生以聲速沿著管道傳播的擴張波。擴張波會導致燃氣管道沿線的壓力發生變化，并將失穩的狀態向前后傳播。鑒于此，檢測人員就可以在市政燃氣管道的沿線設置檢測點檢測管道內部的壓力，然后采用統計學方法分析檢測到的數值，計算出數據變化的曲線，進而與燃氣管道正常運行時的曲線進行比較。如果檢測到的狀態曲線與正常狀態下有較大差異就說明燃氣管道存在泄漏問題；第二，質量/體積平衡發。所以，質量/體積平衡法的原理是對市政燃氣管道內的燃氣體積進行測量，然后將流量的變化描述成質量/體積平衡圖，這樣就可以根據壓力/溫度的變化或者波動來對流量進行校正。在質量/體積平衡圖上，燃氣泄漏導致的流量變化會清晰地反映出來，可以檢測到那些不易察覺的泄漏事故；第三，流量/壓力變化法。通過在市政燃氣管道到入口以及出口處設置檢測流量和壓力的裝置，如果檢測到的流量或者壓力的變化大于規定的數值，那么檢測裝置就會發出泄漏警報。這種檢測方法十分簡單，但是經常會發生誤報現象，而且即便發生泄漏也無法準確進行定位；第四，動態模型分析發。所謂動態模型法是數學模型來模擬市政燃氣管道中燃氣的流動，然后根據模型的預算值與實際的檢測值進行比較以判斷是否發生泄漏。模型使用的方程涉及到動態平衡、質量平衡、能量平衡以及流體狀態方程等等。動態模型法要在市政燃氣管道的出入口以及管道沿線測量管道內的流量以及壓力，并且設置的測量點越多，檢測的效果就越好。動態模型法對泄漏檢測的靈敏度高，能夠對燃氣管道進行連續檢測，并且實現精確定位，但是誤報的概率比較高。

2 市政燃氣管道泄露檢測技術的發展

目前，市政燃氣管道泄漏檢測中使用的直接或者間接檢測法雖然比較簡單、容易維護，并且檢測費用也不高，但是難以適應燃氣管道發生變化后的運行條件。近年來市政燃氣管道泄漏檢測技術也逐步得到發展，一些新的檢測技術開始運用到燃氣管道的泄漏檢測當中。

2.1 氣體敏感檢測法

氣體敏感檢測法使用一種叫做嗅敏儀的便攜式檢測儀器，它的檢測探頭是燃氣傳感器。在檢測的過程當中，檢測人員攜帶傳感器和檢測器沿著管道移動，如果空氣中含有超過預設濃度的燃氣，檢測儀器就會自動報警。通常情況下采用氣體敏感檢測法的儀器每天可以檢測8km左右的燃氣管道。

2.2 聲波檢測法

當燃氣管道發生泄漏時會產生頻率超過20kHz的振蕩，這一頻率屬于超聲波的范圍之內，可以用相應的傳感器進行檢測。檢測器通過判斷信號的強度精確定位泄漏地點。負壓法也是一種聲學檢測法，它的核心部件是壓力傳感器，通過檢測燃氣管道中泄漏導致的擴張波來進行判斷。負壓法可以直接檢測到擴張波并在檢測到擴張波后立刻報警，進而根據聲速來計算泄漏的位置。泄漏擴張波的傳播速度大約為0.32km/s，所以在危險地段3.2km～6.4km間隔安裝檢測器，就可以在短時間內檢測到泄漏。但是負壓法檢測泄漏時需要消除燃氣管道內的背景噪聲。

2.3 管內智能檢測器

近幾年來，智能清管器已經開始廣泛運用于市政燃氣管道內部情況的實時檢測，泄漏檢測器只是其中的一種。它的工作原理是聲輻射原理或者壓差法。聲輻射原理可以探測管道泄漏導致的在20kHz～40kHz范圍之內的聲音，然后使用標定系統和里程表來對定位泄漏地點。壓差法則使用帶有測壓裝置的儀器，通過檢測泄漏處在燃氣管道內產生的最低壓力區來確定泄漏，檢測的管道要單獨進行操作，所以檢測過程中管道不能繼續運行。智能清管器泄漏檢測的敏感性好，定位精準，缺點是難以進行連續的檢測。

檢測燃氣管道泄漏的方法有很多，具體到某條管道要使用哪種檢測方法就應當綜合考慮管道傳輸介質的參數、設計參數以及數據通訊能力等因素來進行選擇，并沒有一種放之四海而皆準的檢測技術。在城市燃氣管道的泄漏檢測中氣體敏感法運用的比較廣泛，但是此方法難以精準地定位泄漏點，所以能夠精確定位的聲波檢測法在市政燃氣管道泄漏檢測中有著廣闊的發展前景。

總而言之，做好市政燃氣管道泄漏的檢測工作關系到城市居民的日常生產生活以及生命財產安全，任何時候都不能掉以輕心。有關部門和從業人員必須緊跟時代潮流，不斷改進檢測技術，避免市政燃氣管道泄漏事故的發生。

[1]陶志鈞，周偉國.燃氣管道受損、泄漏的檢測方法與選擇 [J].城市燃氣，2006.

[2]沈功田，李光海，景為科，左延田.埋地管道泄漏監測檢 測技術[J].無損檢測，2006.

[3]陳華敏，師學明，張云姝.管道泄漏檢測技術進展[J].安 全與環境工程，2003.

[4]張連文.管道泄漏檢測技術及評價[J].油氣田地面工程， 2005.

[5]王信，劉建國，馬偉東.國內外管道泄漏檢測技術進展 [J].化工設備與防腐蝕，2006.

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1674-6708（2010）28-0071-02