市政燃?xì)夤艿佬孤稒z測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

呂翔

摘要：燃?xì)夤艿佬孤侨細(xì)庑袠I(yè)面臨的一個嚴(yán)重問題，管道漏氣不僅造成燃?xì)獾拇罅繐p失，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是一旦發(fā)生著火、爆炸或中毒事故，就會給國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失，因此文章對市政燃?xì)夤艿佬孤稒z測技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：市政燃?xì)夤艿?泄露檢測技術(shù);措施

城市燃?xì)夤艿婪植加诔鞘械牡叵?，一旦泄漏會造成巨大的?jīng)濟(jì)損失及人身傷害，及時地發(fā)現(xiàn)泄漏并確定泄漏點(diǎn)的位置成為發(fā)生泄漏后的首要問題。因此，研究城市輸氣管道泄漏故障實(shí)時診斷技術(shù)，迅速發(fā)現(xiàn)泄漏事故并準(zhǔn)確定位，及時采取有效措施，保證城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)行是非常重要的。

一、燃?xì)夤艿栏g的原因和分類

燃?xì)夤艿乐饕怯捎诮饘俚母g而造成的，而金屬的腐蝕是金屬和周圍的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)或者是物理作用而成為金屬化合物，使得金屬的特性受到破壞的一種現(xiàn)象。因此，燃?xì)夤艿赖母g一般可以分為電腐蝕和自然腐蝕兩種情況。其中，電腐蝕是管道金屬與電解質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而對金屬造成破壞的一種現(xiàn)象，這往往是由于直流帶電體或者是帶電防腐設(shè)備所泄漏的電流而造成的腐蝕。自然腐蝕是指除電腐蝕之外而發(fā)生的其他形式的腐蝕。

1.電腐蝕

電腐蝕的形式往往表現(xiàn)為縫隙腐蝕和點(diǎn)腐蝕兩種情況。由于燃?xì)夤艿劳ǔ６际遣捎寐菟?、焊接等幾種方式來進(jìn)行連接的，而在這些連接件和焊接接頭的缺陷處都存在著狹窄的縫隙，這個寬度足夠使得電解質(zhì)溶液滲入其中，使得縫內(nèi)的金屬和縫外的金屬構(gòu)成短接的原電池，在縫隙內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的局部腐蝕現(xiàn)象，消耗大量的金屬。

2.自然腐蝕

燃?xì)夤艿赖淖匀桓g主要包括化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕和細(xì)菌腐蝕等幾種情況。給管道造成的破壞主要是使得管道產(chǎn)生比較均勻的大面積的銹斑和腐蝕坑。

二、燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)及方法

1、直接檢測技術(shù)

1）直接巡視法。直接巡視法是指通過人工巡視的方式，通過巡視人員的感觀和判斷對燃?xì)夤艿佬孤┣闆r進(jìn)行觀察，通過聞、看、聽等方式進(jìn)行判斷，這種方式很大程度上依賴于工作人員的專業(yè)水平、責(zé)任心和工作經(jīng)驗(yàn)。另外，直接巡視法還可借助泄漏探測儀、紅外激光氣體測試儀等儀器輔助判斷，在一定程度上提高了人工判斷的準(zhǔn)確性。直接巡視法雖然操作簡單，但是無法實(shí)現(xiàn)管道泄漏的實(shí)時監(jiān)測。

2）空氣檢測法?？諝鈾z測法主要是通過取樣檢測的方式，確定是否存在燃?xì)庑孤?。檢測設(shè)備主要包括兩種：可燃?xì)怏w檢測器和火焰電離檢測器。可燃?xì)怏w檢測器是使用傳感器對可燃?xì)怏w進(jìn)行監(jiān)視，從空氣中取到燃?xì)庑孤┑臉颖?，并利用氧化催化原理，對燃?xì)庑孤颖具M(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，根據(jù)燃?xì)鉂舛犬a(chǎn)生不同的信號值，若燃?xì)鉂舛冗_(dá)到預(yù)警下限的20%，可燃?xì)怏w檢測器中的繼電器驅(qū)動信號觸發(fā)控制裝置，將信號傳遞到報警設(shè)備進(jìn)行預(yù)警?；鹧骐婋x檢測器主要是通過收集碳原子的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)并預(yù)警，氣態(tài)烴類在有電場存在的情況下，經(jīng)過純氫火焰灼燒，產(chǎn)生帶電碳原子，火焰電離檢測器將碳原子收集到電極板上進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)碳原子數(shù)量超過預(yù)警值時，檢測器產(chǎn)生預(yù)警信號并報警。

3）泄漏電纜檢測法。泄漏電纜是一種由特殊成分制造的電纜，這種電纜中的特殊成分能夠與管道運(yùn)送的燃?xì)獍l(fā)生特定的反應(yīng)，一旦燃?xì)庑孤娎|發(fā)生劣質(zhì)反應(yīng)，觸發(fā)聲光信號進(jìn)行傳送，以達(dá)到預(yù)警的目的。目前，泄漏電纜檢測法主要包括兩種方式，一種為燃?xì)庑孤┰斐呻娎|特性阻抗改變，因此產(chǎn)生信號，另一種是燃?xì)庑孤?dǎo)致電纜短路，產(chǎn)生預(yù)警信號。

2、間接檢測技術(shù)

1）流量判斷法。流量判斷法主要是對通過燃?xì)夤艿罋怏w的流量差額進(jìn)行判斷，確認(rèn)是否發(fā)生了燃?xì)庑孤?。?dāng)流量差異較大，低于預(yù)設(shè)的預(yù)警值時，則流量計(jì)觸發(fā)相關(guān)信號，傳遞到預(yù)警設(shè)備，發(fā)出預(yù)警信息。這種方式對流量測試儀的精確度要求較高，因此成本較高。

2）壓力點(diǎn)分析法。壓力點(diǎn)分析法的原理是指當(dāng)管道內(nèi)燃?xì)庹魉蜁r，管內(nèi)保持穩(wěn)定的氣壓，不會激發(fā)預(yù)警信號。當(dāng)燃?xì)夤芾硇孤r，沿管道會產(chǎn)生以聲波形式傳播的擴(kuò)張波，導(dǎo)致管道各處壓力發(fā)生變化，氣壓失去穩(wěn)定，當(dāng)壓力變化超過預(yù)警值，則觸發(fā)預(yù)警。通過管道各處壓力變化情況，可以計(jì)算出燃?xì)庑孤┑奈恢?。壓力點(diǎn)分析法響應(yīng)時間較快，但需要準(zhǔn)確判斷最初燃?xì)庑孤┑臅r間，因此對于微滲的情況無法準(zhǔn)確判斷。

3）模型測算法。這種方法是指通過針對管道傳輸模型，對系統(tǒng)的實(shí)時參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并分析，通過對比估算值和測量值進(jìn)行判斷。在模型建立過程中，需要考慮燃?xì)鈮毫Α囟取⑷細(xì)饷芏鹊榷喾N因素，才能達(dá)到模型計(jì)算的精確。

4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊識別。通常情況下，普通模型對于燃?xì)夤艿佬孤┑呐袛啻嬖谝欢ǖ臏?zhǔn)確性差異，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊識別方法作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠以樣本為對象進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且無限逼近非線性函數(shù)，因此靈敏度高，能夠大幅提高燃?xì)庑孤┑木_度，同時具有抗干擾、抗噪聲能力。

3、新型燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)

上面的幾種泄漏檢測技術(shù)具有檢測簡單，維護(hù)容易以及費(fèi)用低廉的特點(diǎn)，但是隨著人們對檢測精度要求的不斷提高，新的檢測技術(shù)得到了一定的發(fā)展。

1）氣體敏感檢測法

這種方法需要采用一種被稱作嗅敏儀的便攜式檢測設(shè)備，其采用燃?xì)鈧鞲衅髯鳛闄z測探頭。在檢測工作過程中，檢測人員持檢測器沿著管道移動，一旦空氣中含有的燃?xì)鉂舛瘸^預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，儀器將自動報警。這種設(shè)備一般每天能檢測的管道長度為9km左右。

2）聲波檢測法

燃?xì)夤艿佬孤r將產(chǎn)生頻率超過20kHz的振蕩，我們可以采用相應(yīng)的傳感器來進(jìn)行檢測。檢測以期通過判斷信號的強(qiáng)度來對泄漏點(diǎn)進(jìn)行定位。其中一種叫做負(fù)壓法的檢測技術(shù)，其核心部件為壓力傳感器，通過對燃?xì)夤艿乐杏捎谛孤┒鴮?dǎo)致的擴(kuò)張波進(jìn)行檢測來進(jìn)行判斷，一旦擴(kuò)張波存在，將立即報警嗎，然后根據(jù)聲速來對泄露位置進(jìn)行定位。在進(jìn)行負(fù)壓法檢測時需要消除燃?xì)夤艿乐械谋尘霸胍簟?/p>

3）管內(nèi)智能檢測法

智能清管器開始運(yùn)用于燃?xì)夤艿纼?nèi)部情況的實(shí)時檢測作業(yè)中，通過采用聲輻射和壓差法來來檢測管道的泄露。這種檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)對泄露點(diǎn)的精確定位，而且應(yīng)用的范圍相當(dāng)廣泛，應(yīng)用前景較廣闊。測量結(jié)果可為管道的檢查和運(yùn)行維修計(jì)劃提供重要的參考輸入信息，尤其是，這個測量結(jié)果可以對管道的運(yùn)行狀況以及超限額輸送的情況提供一個數(shù)據(jù)庫，這將會有助于技術(shù)人員確定在什么時候需要進(jìn)行費(fèi)用較高的和專家級別的檢查。

三、管道腐蝕檢測技術(shù)的發(fā)展

當(dāng)然管道腐蝕的檢測技術(shù)也在不斷的發(fā)展中。如：以“金屬蝕失量”和“平均剩余管壁厚度”評價埋地管道腐蝕狀況;以“防腐層絕緣電阻”評價防腐層老化程度。工作原理是：無論是電腐蝕還是自然腐蝕，其結(jié)果都是金屬量蝕失、腐蝕產(chǎn)物垢積，造成埋地鋼管的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率下降。只要檢測出因腐蝕所致的這一物理性質(zhì)的變異部位和變異程度，經(jīng)過與已知（已發(fā)生腐蝕和未發(fā)生腐蝕）的情況對比，就可以指出腐蝕地段并對腐蝕程度做出評價?？梢愿鶕?jù)蝕失量和絕緣電阻的大小及其隨年度的變化速率評價埋地管道腐蝕程度和防腐狀況，預(yù)測在線管道的壽命。還可以在現(xiàn)場通過地面無損檢測手段直接對防腐層破損點(diǎn)、管道泄漏點(diǎn)等缺陷精確定位。檢測數(shù)據(jù)由專用處理軟件進(jìn)行處理和分析，并給出量化結(jié)果。

結(jié)論

燃?xì)夤艿栏g可有多種方法進(jìn)行檢測，定期通過應(yīng)用各種方法檢測管道受腐蝕程度，可以有效地分析燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險和安全性。對于采取針對性地對策和措施，防患于未然，保障燃?xì)夤艿赖陌踩?yīng)等有著重大和積極的作用。

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