淺議油氣集輸管道檢測技術與保護管理

王海濤

【摘要】從油氣集輸管道泄漏檢測技術及工作原理和腐蝕檢測方法及工作原理入手，加強油氣集輸管道保護管理提出了幾點對策。

【關鍵詞】油氣集輸管道 ?泄漏檢測 ?腐蝕檢測 ?保護管理

泄漏是事關油氣集輸管道運行中的重要事故。管道的腐蝕、突發性的自然災害以及人為破壞等都會造成管道破裂乃至泄漏，威脅到油氣集輸管道的安全運行，甚至造成巨大的經濟損失。準確及時地發現和監測到泄漏事故的發生，并精準地確定泄漏點的位置，杜絕盜油犯罪的猖獗進行，防止經濟損失，維護油氣集輸正常運行，這些都給油氣集輸管道檢測技術與保護管理提出了巨大的挑戰。

一、油氣集輸管道泄漏檢測技術及工作原理

（一）直接檢測油氣泄漏的管外檢測法或管壁檢測法

人工沿管分段巡視的方法。根據巡線工的觀察和路人的報告及生產數據突變所發現的管線泄漏現象。這種方法只能發現一些較大的泄漏，且不及時。

用探測器沿管線方向在外部進行檢測的方法。該方法利用了一種全自動的機器人在管道外部爬行進行泄露檢測和定位。這種機器人攜帶傳感器沿管壁爬行，可以爬過凸緣，但它只適于敷設在地面上的管道。

管道空中監測方法。空中監測方法主要有兩部分組成，一是管道空中監視系統，二是地面裝置系統，都采用微固體電路電子計算機。

管外檢漏法雖然存在許多缺點，但其高度的靈敏性是其他管內檢漏法無法替代的，尤其在檢測微滲中。管外檢漏法還將繼續存在，它與管內檢漏法配合使用，能夠使管道得到很好的控制。

（二）檢測因泄漏引起的流量、壓力等物理參數發生變化的管內流量狀態檢漏方法

物質平衡的檢漏法。根據管道兩端流量是否平衡來檢測管道是否有泄漏。在穩定流動情況下，若管線中間無分支，原理上，當流出量小于流入量時，則認為有泄漏發生。這種方法簡單、直觀，可用于長距離，大口徑管道的泄漏檢測，但由于其要求在每個站的出、入口管道上安裝流量計，流量儀表的工作點漂移直接影響檢漏精度，可能導致誤報警。大口徑的流量計不僅會增大維護工作量，而且會增加管內的壓力損失，從而增加能源損耗。

基于模型的泄漏檢測法。模型法的基本思想是：建立管道的實時模型，在線估計管線的壓力和流量，并與壓力或流量的實測值相比較來進行泄漏故障診斷，以提高泄漏檢測和定位的準確性。

基于信號處理的泄漏檢測法。基于信號處理的泄漏檢測法主要有壓力梯度法和壓力波法。

壓力梯度法是指在理想情況下，管線壓力沿管線性變化，當管道某處發生泄漏時，管道內部的壓力分布將發生變化。壓力波法是指當管道上某處突然發生泄漏時，在泄漏處立即有物質損失，流體密度減少，導致壓力突然下降，流體迅速填充了泄漏區，又引起與泄漏區相鄰區域的壓力降低，這種現象依次向泄漏區上下游擴散，于是產生了負壓波（以泄漏前的壓力作為參考標準），并同時向上、下游兩個方向傳播。

二、油氣集輸管道腐蝕檢測方法及工作原理

油氣集輸管道在運行中因受各種因素的影響而發生腐蝕。對管道腐蝕的檢測和對管道涂層的檢測，是有效地防止管道泄漏事故的發生的重要措施。目前，對管道腐蝕檢測和管道防腐涂層的檢測方法主要有以下幾類：

（一）管內參數變化的檢測法

此類方法是將管內檢測器，從被檢測管道的一端放入，使其沿著管線內部順流而下，利用超聲、漏磁、渦流、錄象等各種檢測手段檢測管道內壁的情況，同時也可以用來檢測泄漏。

（二）皮爾森檢測法

這是一種地上檢測法， 用于確定地下管道涂層缺陷的位置。從連接陰極保護檢試樁和鋼棒陽極的電源處輸入交流電信號到管道上。為了盡量減少通過完好管道涂層的電流消耗，交流電頻率要根據管道涂層種類來選定。在涂層缺陷處，交流電信號是漏入大地中，通過土壤流到鋼棒陽極處，從而形成回路。來自管道缺陷處的定點電流流過土壤形成電壓梯度，這種電壓梯度可以在地面檢測得到。

（三）信號遞減涂層檢測法

在很多方面同皮爾森檢測法相同，主要差別在于檢查缺陷的方法不同。交流電通過管道在管道周圍形成磁場，磁場強度同交流電信號的強度成正比。當感應線圈放在管道上面時，通過記錄感應線圈中產生的電壓測量出磁場強度，測量結果在分貝刻度表上顯示出來。電流在缺陷處流失使管子電流發生變化，從而導致磁場強渡的變化，這可以從感應線圈的輸出變化檢測出。

（四）密集間隔電位檢測法

可以提供隨舉例而變的“管子—土壤”電位剖面詳圖。此圖可用來確定有關陰極保護系統和涂層系統的詳盡數據，在較小程度上也可確定它們的相互影響。

（五）Rg值檢測法

Rg值檢測法有直接測量的“錫箔法”和間接測量的“多頻法管中電流檢測法”。錫箔法在測量時需要接觸管道防腐層的外壁， 直接測量絕緣也阻值后，計算出 Rg值：它的原理、設備比較簡單 ，操作也方便。錫箔法僅對錫箔下的防腐層進行測試，無論是已挖開的埋地管道還是架空管道都可以進行檢測，它是一種局部性抽樣測量，具有對一切間接測量Rg的方法（包括多頻法）的測量結果進行校驗和對防腐層裸露的管道進行 Rg 的抽樣檢測的特殊作用。

三、加強油氣集輸管道保護管理的幾點對策

（一）防止外部原因造成管道泄漏方法

一是對于防止由于自然災害造成的管道泄漏，其可以在管道設計時考慮避的方案。同時也應提前編制出，管道運行中防止自然災害造成的管道泄漏的處理預案。對自然災害的預報、對預防自然災可能造成的管道泄漏事故，都應有足夠的重視和相應的處理方案。二是對人為原因造成的管道泄漏事故，如果是預防機械施工造成的，應將管道在該地區的走向圖及時報給當地的建設規劃管理部門，使施工單位在辦理施工手續時就了解到管道的詳細走向，避免在施工時挖壞管道引起泄漏。如果是盜油者蓄意在管道上打孔，要利用企業的保衛力量加強對管道的巡視，及時發現及時處理盜油者打的孔，使損失降低到最小程度。

（二）防止內部原因造成管道泄漏方法

防止管道外腐蝕：選用耐腐蝕材料制管（如防腐鋼材、塑料等）、金屬防蝕層（如鍍鋅、噴鋁等）、涂層（如油漆、瀝青、塑料、樹脂、水泥、石棉等）、電法保護（外加電流保護、犧牲陽極保護、排流保護等）。防止管道內腐蝕：選用耐腐蝕材料制管（如防腐鋼材、塑料、襯里等）、涂層（如油漆、瀝青、塑料、樹脂等）、加緩蝕劑、殺菌劑、除垢劑，以及陰極保護。