淺析天然氣長輸管線泄漏檢測的方法

徐佳?洪雪?劉美磊?陳敏

摘要：長輸管線是天然氣的主流運輸工具，由于運輸距離較長，受環境及人為因素影響，導致在運輸過程中時常會有泄漏事件的發生。為了及時發現天然氣泄露事故，減少油氣損失，保障人們的生活安全，維護管道的正常運轉，必須要在一定程度上加強維護和檢修工作，加強管理措施。

關鍵詞：天然氣;長輸管線;泄漏檢測

引言

與我國管道泄漏檢測技術相比，國外相關技術發展至今已形成相對成熟的體系。一些研究學者對管道泄漏檢測有著不同的分類方法。基于檢測技術智能化特征，檢測技術分為自動檢測、半自動檢測和手動檢測;基于檢測數據的特征相關性，檢測技術分為直接檢測和間接檢測。本文結合現有的油氣管道泄漏檢測標準和檢測方法，重點介紹典型泄漏檢測技術方法的原理、優點、局限性，并從城鎮燃氣管道泄漏檢測關鍵技術的角度分析技術的發展趨勢和存在問題，以期為城鎮燃氣管道泄漏檢測技術的選擇提供參考。

1天然氣長輸管道安全管理存在的問題

1.1原材料質量不達標

管道原料的質量尤其重要，因為管道質量是一個絕對優先事項，直接影響到管道的最終運輸效率和使用壽命。此時，建筑材料的選擇差別很大，主要是建筑材料、管道成型等。有些甚至不符合國家質量安全標準。因此，在鋪設大型管道之前實時檢測原材料在整個建筑工程中起著重要作用。

1.2環境氣候導致的問題

天然氣的高要求和特殊特點導致長輸天然氣管道的施工周期廣泛應用，而這段時期異常的天氣事件使得長輸天然氣管道的施工困難重重，使得冬季寒冷、夏季溫度影響施工活動，帶來施工風險。注意事項對建筑工程很重要。

1.3地形特征引起的問題

該景觀還影響天然氣管道的土建設施。我國“燃氣出口”項目的幾個省在管道建設中存在著各種地質、地形問題。該地形圖對施工人員構成威脅，并可能對雷暴云、閃電和泥石流構成嚴重威脅，對燃氣管道施工極為不利。所以地球表面也是天然氣管道建設中的一個大問題。

2天然氣長輸管線泄漏檢測的方法

2.1負壓波檢測

當管道發生泄漏時，泄漏處由于管道內介質外泄造成管道壓力突然下降，在流體中產生一個瞬間負壓波，負壓波沿管道上下游傳播，由于管道的波導作用，負壓波可以傳播數10km，根據負壓波到達上下游測量點的時間差以及負壓波在管道中的傳播速度，可以計算泄漏位置，由于負壓波有效距離長、安裝簡單以及成本較低，目前在過國內應用較為廣泛。但負壓波檢測也有其自身缺陷：對泄漏量要求很大，負壓波能迅速檢測出泄漏量河大的泄漏，對小泄漏量的檢測沒有效果。此外負壓波檢測無法應用在天然氣管道上，原因是天然氣管道上，如果發生泄漏，泄漏處的壓縮氣體迅速擴張，不產生可以檢測到的負壓波，因此無法檢測天然氣管線的泄漏。

2.2光譜成像法

光譜成像法的原理是利用光譜掃描空間，獲取隨波長分布的光譜輻射信息，對信息數據進行處理后得到目標的三維特征及內部屬性信息。可進一步分為多波長成像技術和高光譜成像技術。光譜成像法有吸收模式和發射模式兩種模式。利用多波長發射技術檢測天然氣濃度的前提是，泄漏后的天然氣的溫度遠高于周圍空氣的溫度。即使天然氣與環境空氣之間沒有溫差，多波長吸收成像技術也可利用多波長背景輻射直接成像天然氣濃度。光譜成像法的優點是檢測結果的誤報率較低。主要局限性是設備昂貴，數據結果解析過程復雜。

2.3光纖傳感器檢測

分布式光纖傳感器是近年來伴隨光纖通信技術快速發展而出現的一種新型傳感器，它具有同時獲取在傳感光纖區域內隨時間和空間變化的被測量分布信息的能力。由于使用光纖和光信號，特別適合易燃易爆的石油和天然氣管道的在線監測，沿油氣管線鋪設一條光纜，用光纖做傳感器，檢測管線周圍的壓力和振動信號，可以對油氣泄漏、附近的機械施工和人為破壞等時間進行迅速判斷和準確定位，預報和發現泄漏隱患。由于光纜需要沿管道進行敷設，因此只適用于新建管線在敷設管道時隨管道一同安裝。綜上所述，光纖傳感器無法檢測天然氣管道的泄漏，地面間接檢測不具備長輸管線實時檢測的能力，光纖傳感器檢測適用于新建長輸管線，結合目前已建成的大部分天然氣長輸管道工程的實際情況，采用聲波檢測的方案，既能起到穩定檢測管線泄露的作用，同時改造的費用也較低。

2.4智能球法

智能球包括聲學傳感器、加速度計、磁力計、超聲波發射器、溫度傳感器等。智能球是一種自漂流式球形裝置，可以隨著燃氣流動在管道中運動，適用于公稱直徑大于100mm的管道。智能球可以通過清管裝置進行發射和回收，不需要其他輔助設施，能夠克服管道形狀障礙，達到對小泄漏的最高響應能力。該裝置在通過管道時，記錄所有噪聲事件，除了部分與小型泄漏噪聲（例如調壓器、閥門的泄漏噪聲）特征類似的環境噪聲，管道泄漏噪聲特征可以清楚地區別于其他形式環境噪聲。初期的智能球只能用于供水管道。2010年以后，美國Pure油氣管道技術公司的19次實驗結果顯示，智能球可用于石油和天然氣管道。在智能球技術論證過程中，智能球可以識別的最小天然氣泄漏量為0.11L/min，泄漏定位誤差范圍為±2m，驗證了該裝置檢測小型泄漏的能力。

結束語

天然氣長輸管道的安全管理是確保天然氣資源持續穩定運輸的重要前提。結合我國當前形勢，深入分析天然氣管道安全管理中存在的問題，及時有效地采取預防措施，有效地改善安全管理，確保天然氣管道的有效性。

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