浅析燃气管道泄漏检测方法

浅析燃气管道泄漏检测方法

作者：胡光前

来源：《科技创新与应用》2013年第27期

摘 要：目前在我国的各个城市中，各燃气公司为了保证居民用气的便利，在城市范围内都进行燃气管道的铺设，把燃气送到千家万户。这样为市民用气提供了很大的便利，但同时也存在燃气管道泄漏的安全隐患。文章分别从直接检测方法和间接检测方法对燃气管理的检测工作进行了具体的阐述。

关键词：燃气管道；泄漏检测；直接法；间接法

在我国的燃气输配中管道输送是最主要的方式，影响管道输送的安全因素较多，如制造、施工、质量、管理等任何一个环节出现差错，都可以导致管道发生泄漏。从而使人们的生命和财产受到损害。由于我国的燃气管道都埋于地表之下，这样不同的地表条件下对管材的要求也有所不同，这样就为检漏工作增加了难度。目前我国的检漏工作大致可以分为二种，一种是直接检漏法，即直接对燃气的泄漏情况进行检测，另一种方法是间接检测法，即通过管道内燃气的流量、压力等一些物理参数的变化来对泄漏情况进行检测。 1 直接检测方法 1.1 人工巡检法

目前在我国的城市燃气公司中最常采用的一种检漏方法即是人工巡检法。人工巡检法需要检测人员利用检漏仪或是定期对巡线内通过看、闻、听等方法来进行检测。同时在泥土地面和水泥沥青地点所使用的检测仪器也有所不同。在泥土地面利用气敏检测仪即可对泄漏点进行确定。而在城市街道的水泥沥青地面，则需要采用钻孔、风机或是钻孔和气敏仪相结合的探漏方法来进泄漏点进行测定。 1.2 管内智能爬机检测法

在管道工业中，爬机是应用比较广泛的一种检测系统。爬机不仅可以对管道的泄漏点进行检测，同时还可以对管内的压力、流量、温度、管壁的完好程度等进行综合性的检测。超声波检测器和漏磁通检测器是爬机检测系统的二个种类，目前应用较多的是漏磁通检测器。通过漏磁通检测器的使用，可以得到管道内的很多信息，但用爬机进行检测时则对管理的弯头和联接处有较严格的要求，爬机需要在尽可能少弯头和联接处的管道内对管道情况进行检测，同时还需要操作人员具有丰富的经验。 1.3 红外线成像法

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红外线成像法是利用管道周围土壤温度场的变化，通过红外线遥感摄像装置来对地热辐射效应进行记录，再经过光谱分析来检测出泄漏的具体位置。这种方法较为简单，同时对泄漏点的定位也较准确，但只适宜对埋设较浅的管道进行检测。 1.4 分布式光纤检漏法

利用光纤进行检测，如果同沟有通讯光缆的不好，如果没有通讯光缆的还需要再铺设一条光缆，这样使光缆与管道处于同沟内，当管道正常时，光缆不会有什么变化，一旦管道发生泄漏情况，光纤则会产生干涉性，从而产生应力变化，使光波发生相位调制，同时这种相位调制光波还会分别向传感器的两端传播，这时可以利用光电检测传感器进行检测，两侧检测的时间差即是管道的泄漏点，所以这种检测方法还比较准确，能准确的找出管道的泄漏点。 2 间接检测方法 2.1 基于信号处理的方法

这种方法是利用对信号进行处理，然后去除信号中的干扰后，利用特定的方法进行分析从而对信号中突变位置及突变时间进行检测，从而完成定位，此方法需要供助于压力、流量信号来完成。主要包括压力梯度法、负压波法、流量平衡法和声学方法等。

2.1.1 压力梯度法。在管道发生泄漏时，流动中的燃气压力则会呈折线型变化，所以可以利用压力传感器测出压力梯度，从而计算出泄漏的准确位置。这种方法无论是原理还是计算都较为简单，但燃气在管道内还会受到温度等诸多因素的影响，本身压力分布就是呈非线性的，所以这种方法的精度较低。

2.1.2 负压波法。负压波法是利用管道突然泄漏时所出现的瞬态压力所形成的负压波来对泄漏点进行确定的，虽然此法止前研究的较多，但对于一些小的泄漏点，此法则不适合。 2.1.3 流量平衡法。此方法简单直观，需要在管线两端安装高精度的流量计来对流体的流量进行测量，然后根据进出口管道流体的流量来对管道的泄漏情况进行判断，这种方法虽然简单，但流量还会受到其他因素的影响，所以准确度不高，同时也不能直接确定出泄漏点的位置。

2.1.4 声波法。此办法是通过泄漏时所产生的噪声来进行判断的，虽然检测速度较快，成本也不高，但是检测的距离较短。 2.2 基于模型的方法

设立实时动态模型，在对管道的各项参数进行估算可以实时动态模型为依据。这样就可以将估算结果进行计算后进行处理，从而对泄漏故障进行有效的诊断。这是检测管道泄漏的一种

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理论方法，但需要以建立模型为依托，所以这种基本模型的方法可以分为状态估计法、系统辨识法、实时模型法等。

2.2.1 基于状态估计的方法。这类方法首先对管道内的气体流动状态进行机理建模，得到一个非线性的分布式参数系统模型，当泄漏发生时模型估计值会和实际测量值产生偏差，用偏差信号来进行检测定位。

2.2.2 基于系统辨识的方法。该法需在管道上施加M序列激励信号，并假设两站的压力不受泄漏量的影响，也仅适于小泄漏量情形。

2.2.3 实时模型法。即利用流体的质量、动量、能量守恒方程等建立管内流体动态模型，此模型与实际管道同步执行，定时采集管道上的一组实际值。 2.3 基于知识的方法

2.3.1 模式识别法。结构模式识别是依据一定的句法规则剖析模式的结构，确定模式的性质。

2.3.2 基于人工神经网络检测管道泄漏的方法。能够运用自适应能力学习管道的各种工况，对管道运行状况进行分类识别，采用基于LABVIEW等虚拟仪器技术对信号进行处理，是一种基于经验的类似人类的认知过程的方法，但此方法需要大量的实际历史数据。 2.3.3 统计决策法是近几年内新开发出来的一种利用图形识别的管道检测方法，该方法解决了模型方法所不能解决的问题，同时计算量较小，能够很好的适应管道参数的各种变化情况，但需要精密的检测仪器来进行检测。 3 结束语

几十年来，各个国家都对管道泄漏的监测技术进行研究，但直到今天也没有一种权威的通用的泄漏监测办法，这主要是由于管道在运行时具有十分复杂的特点所导致的，对燃气管道泄漏进行检测是一个综合性的学科，涉及众多领域，所以在检测上具有十分大的难度。泄漏是导致燃气管道安全输送的重要隐患，所以各燃气公司应加大对泄漏点及泄漏信号的研究力度，从而保证燃气管道的安全运行。 参考文献

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