天然氣管道泄漏定位檢測方法研究

摘要：天然氣管道在天然氣輸送中有著獨特的優勢，在我國國民經濟中占據著越來越重要的地位。天然氣管道泄漏不僅導致油氣資源的損失，同時極大地污染了環境，甚至發生火災爆炸，嚴重威脅人民生命財產的安全，天然氣管道泄漏與定位方法是管道安全運行的重要保障。因此，對天然氣管道泄漏檢測和定位的研究具有非常重要的意義。基于此，本文主要對天然氣管道泄漏的原因進行了分析，并從直接檢測和檢測檢測兩方面對管道泄漏定位檢測方法進行了研究。

關鍵詞：天然氣;管道泄漏;定位;檢測方法

管道運輸是近年來發展起來的一種新型、經濟的運輸形式，在油氣運輸過程中，管道運輸具有平穩連續，安全性能高，損失較低，質量保證等特點。由于這些特征管道運輸已經被認為是國內外天然氣生產、運輸的主要方式。隨著時間的推移，管道老化，不可避免的腐蝕磨損，發生管道泄漏的風險不斷增加，尤其是孔徑微小的泄漏對天然氣管道的安全運行具有極大的潛在威脅。如不及時發現并加以制止，不僅造成能源浪費、經濟損失 、污染環境，而且會危及人身安全，甚至造成災難事故。因此，加強天然氣管道泄漏檢測與定位方法研究，及時準確報告事故的范圍和程度，可以最大限度地減少經濟損失和環境污染。

1天然氣管道泄漏原因分析

1.1管道腐蝕

腐蝕因素是天然氣運輸中管道泄漏的主要原因，導致管道腐蝕的因素主要有以下幾個方面 ：首先，管道運輸的天然氣中含有硫元素及某些酸性元素，在特定的環境下，這些雜質會產生氧化反應，就容易腐蝕管道的內部。其次，由于大多數天然氣管道深埋地下，土壤環境與土質情況也會對管道產生一 定的影響，土壤的含水量、pH值、土壤中鹽的類型、土壤密實程度等等，或多或少地都會對管道產生腐蝕影響。

1.2管道質量問題

管道的質量影響因素包含兩個方面，一個是管道材料本身的問題，另一個是在生產管道過程中管理方面的問題。前者主要在于某些管道生產企業在利益的驅動下，選用質量較差的材料進行生產，更有甚者在生產過程中，偷工減料，在質量檢驗時，將存在質量問題的管材蒙混過關。后者主要在于管道生產企業在管理方面的疏漏，對于管道的檢驗與管理不嚴謹，容易導致管道質量問題。管道的生產與施工中，焊接不嚴密、安裝不規范、施工不安全等，給天然氣的運輸帶來了一定的隱患。

2天然氣長輸管道泄漏檢測及定位方法

2.1直接檢測方法

（1）線纜檢測法

線纜檢測法主要通過沿管道外壁敷設，對管道介質組分極為敏感的線纜來進行泄漏檢測和定位。該方法不僅檢測精度靈敏，還可以對管道進行實時監測，尤其針對小泄漏、滲漏具有較好的檢測效果。其缺點是線纜造價昂貴，一旦檢測出泄漏，需要及時更換被污染的線纜，需要極高的維護成本。

（2）外部巡線法

外部巡線法主要依靠有經驗的工作人員對管道進行巡線，通過感官判斷管道附近是否發生由泄漏造成的異常情況。該方法檢測速度慢，且無法實現連續性檢測，并且不適用于有毒或者地理環境較差管道的泄漏檢測，但識別和定位準確度較高。

（3）光纖傳感檢測法

該檢測方法是通過光纜來測試管道泄漏時的溫度變化、壓力變化等參數的變化，利用分布式傳感器進行檢測信號的傳輸，以此來實現對天然氣管道泄漏的檢測與泄漏點的定位。

（4）示蹤化合物檢測法

示蹤化合物檢測法是在管道內注入一定量的示蹤化合物，該化合物是一種無害、穩定且易揮發的惰性氣體。一旦管道發生泄漏，示蹤氣體就會隨管內介質泄

漏到管外，被管道外部的探測設備所采集，應用氣相色譜的原理測定示蹤氣體的含量，由此確定泄漏位置。此法對小泄漏的靈敏度較高，但檢測周期較長，且需要在檢測過程中不斷加入示蹤氣體，花費較高，因此現場應用較少。

2.2間接檢測方法

（1） 負壓波法

如果天然氣管道存在泄漏問題，則在泄漏點處，天然氣的密度就會產生一定的變化，進而導致管道的壓力出現變化，由于管道內天然氣的流速并不會立即產生變化，所以泄漏點處與管道其它位置將會出現壓差，這部分壓差會沿管道傳播，成為負壓波。通過安裝在管道上下游的負壓波檢測接受裝置，即可判斷是否存在泄漏，同時，根據上下游檢測裝置接受負壓波的壓差，即可判斷泄漏位置。該方法原理較為簡單，適用范圍相對較廣，但對于微小泄漏的檢測精度和準確度較差。

（2）物質平衡法

物質平衡法是通過物質平衡的原理，通過檢測天然氣管線兩端的流量之差來進行的，通過對比來判斷管道是否發生泄漏，其實用性較高，無論是大量的泄漏還是微量的泄漏，運用該方法都能夠很快地查找出來，并及時修補漏洞。但物質平衡法在運用時，會受到天然氣流量差計算的準確性及原本管道內天然氣含量的影響。

（3）聲發射檢測法

聲發射檢測法是目前應用最為廣泛的管道外壁檢測方法之一，其原理是當高壓管道發生泄漏時，管內介質在巨大的壓差作用下從泄漏孔高速噴出，產生較強的噴射噪聲，該噪聲引起的管壁振動會向管道兩端傳播，在管壁外側安裝聲波傳感器或振動傳感器采集聲波信號，經過放大電路和模數轉換存儲到工控機中，通過人工智能算法對聲波信號進行分析，完成對管道泄漏的檢測和泄漏點定位，該方法較其它檢測方法具有較高的靈敏度和定位精度。但是由于聲發射信號在管壁傳播衰減極快，只適合較短距離管道的檢測，不適合遠距離管道檢測。

（4）放射性檢測法

放射性檢測法在管線檢測中應用較為廣泛，該方法主要是通過向管道中投放放射性物質，當管道發生泄漏時，可以通過示蹤計檢漏儀來探測土壤中是否含有放射性物質，從而判斷泄漏情況及泄漏源。該方法在使用中有可能產生環境污染，其檢測周期比較長，檢測的成本也比較高。

3結束語

綜上所述，天然氣管道泄漏的危害極大，嚴重威脅著管道設施的安全運行和人民的生命財產安全，因此，對天然氣管道的泄漏檢測與定位方法研究具有十分重要的現實意義。本文主要從直接檢測和間接檢測兩方面對天然氣管道泄漏檢測與定位方法進行了闡述，每種技術都有自身的優缺點和適用范圍，在生產過程中，天然氣企業需要結合自身實際情況，采取多種有效措施對管道泄漏進行及時的檢測和維修處理，從而保障天然氣輸送管道的安全運行。

參考文獻：

[1]李健，陳世利，黃新敬，等.長輸油氣管道泄漏監測與準實時檢測技術綜述[J].儀器儀表學報，2016，37（8）：1747-1760

[2]楊換，牟野，褚彥吉.石油天然氣長運輸管道的泄漏檢測以及定位技術[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37 （19）：31-32.

[3]臧付沖.淺談長輸天然氣管道泄漏檢測技術[J].當代化工研究，2018（12）：55-56.

作者簡介：方楠（1987-），男，江西上饒人，工程師，從事天然氣生產運行管理工作。