輸油管道泄漏檢測技術(shù)研究

賀曉斌

摘要 在油品輸送過程中管道具有至關(guān)重要的作用，如果出現(xiàn)泄漏，就會導(dǎo)致火災(zāi)、環(huán)境污染、爆炸等一系列惡性事故。所以對運行的輸油管道進行泄漏檢測非常重要，筆者在此對管道泄漏檢測技術(shù)進行研究，以期能夠更好的在實際中得到應(yīng)用和發(fā)展，避免出現(xiàn)輸油管道泄露等問題。

關(guān)鍵詞 輸油管道；泄漏檢測；技術(shù)研究

中圖分類號U17 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0142-02

在輸油管道運輸過程中經(jīng)常需要解決的問題是管道的泄漏檢測。因為管道泄漏不但會對管輸正常運行產(chǎn)生影響，而且在輸送腐蝕性、有毒害、易燃易爆的物體時，還會對環(huán)境造成污染，甚至造成爆炸、火災(zāi)等事故。所以，對管道泄漏進行預(yù)防和發(fā)現(xiàn)泄漏時的及時定位、報警具有至關(guān)重要的意義。

1 輸油管道泄漏檢測的主要技術(shù)

1.1采取流量平衡的方法進行檢測

這種方法主要是利用管道流體在流動時的質(zhì)量守恒定律，結(jié)合管道在進出口時的流量進行測量，然后對管道中的原油流量加以分析，以此對管道中是否存在泄漏情況加以確定。這種方法十分直觀、簡單，但是對于管線本身動力變化或者較小擾動都十分敏感，容易出現(xiàn)誤檢。為了確保檢靈敏度和測精度得到提高，人們在時點分析的基礎(chǔ)上對流量平衡法進行了改進，在檢測的靈敏度和精確度上，于普通的流量平衡法相比，動態(tài)流量平衡法在改進后在檢測精度和靈敏度有一定提高，但是其需要進行管線動態(tài)模型的建立，同時這種方法能夠?qū)π孤┪恢眠M行確定，在少量泄漏方面的敏感性比較差，在泄漏發(fā)現(xiàn)過程中缺乏及時性。

1.2采取壓力坡降的方法進行檢測

所謂壓力坡降檢測的方法是在上世紀(jì)末興起來的，其主要原理為：在正常輸送過程中將站間管道中的壓力進行坡降斜直線呈現(xiàn)，如果有泄漏發(fā)生，那么漏點前流量就會變大，從而坡降變陡，而在漏點后，流量則會變小，導(dǎo)致坡降變平，這時沿線壓力坡降就會出現(xiàn)折線狀，那么折點就是管道的泄漏點，在此基礎(chǔ)上能夠?qū)π孤嶋H位置加以確定。在壓力坡降檢測管道泄漏的方法中，應(yīng)將下游的壓力梯度信號建成一定的時間序列模型，并通過這個時間序列模型來對泄漏量敏感性加以統(tǒng)計，從而確定原油管道上的泄漏點，這種方法精確度很高。

1.3采取壓力波的方法進行檢測

當(dāng)管道某處突然出現(xiàn)泄漏時，在泄漏位置就會出現(xiàn)瞬態(tài)壓的突降，就像是在分支管線上將閥門開啟后，就會出現(xiàn)負(fù)壓波，從泄漏的位置開始，這個波就會以一定速度分別向上、下游傳播。其管壁就像是波導(dǎo)管，可以將壓力波傳播到相當(dāng)遠的地方，然后分別傳到下游、上游，這時上、下游的壓力傳感器就能對特定瞬態(tài)壓力波進行捕捉，從而對泄漏位置進行及時判斷，如果能夠?qū)ι嫌魏拖掠味说膲毫σ约靶盘柦邮諘r間差加以確定的話，那么就可以結(jié)合負(fù)壓波傳播速度來對泄漏點位置進行確定。根據(jù)這一科學(xué)原理，在對小波變換法和分析法充分利用，便可對泄漏點加以定位和檢測。

這種方法需要對沿線設(shè)置進行連續(xù)性的測流、測壓、測溫，將其進行記錄并遠傳到主控室中，同時其對傳輸電路、傳感器精度、計算機和相關(guān)的仿真軟件都有很高要求。利用壓力波方式對漏法進行檢測的主要特點是能夠及時發(fā)現(xiàn)泄漏量較少的點。

1.4采取探測球的方法進行檢測

基于超聲、磁通、錄像、渦流等技術(shù)進行泄漏點探測的方法是從上世紀(jì)末發(fā)展起來的，其主要是把探測球放在管線內(nèi)，然后進行探測，其主要是利用漏磁技術(shù)和超聲技術(shù)來對數(shù)據(jù)進行采集，并把探測得到的數(shù)據(jù)存放在專用的內(nèi)置存儲器中，以便于事后進行分析，這樣可以對管道內(nèi)的穿孔、腐蝕情況加以判斷，也就是看這其中是否存在泄漏點。這種檢測方法精確度十分高，但是其缺點是探測需要間斷進行，這樣就會出現(xiàn)停運、堵塞等問題，同時其造價很高。

2 輸油管道泄漏檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

當(dāng)前管道工業(yè)獲得了突飛猛進的發(fā)展，所以在管道泄漏方面的檢測技術(shù)也有了很大的提高，通過對管道泄漏檢測系統(tǒng)進行研制和開發(fā)，可以使得泄漏定位、檢測精確度、靈敏度、可靠性得到提升，當(dāng)前管道在泄漏檢測方面主要有以下發(fā)展趨勢：

1）采用軟硬件相結(jié)合的方法來進行輸油管道的泄漏檢測，在檢測過程中應(yīng)以軟件方法為主，而硬件方法為輔

近些年來，控制理論、計算機技術(shù)、模式識別、信號處理、人工智能等學(xué)科獲得了很大發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展促進了輸油管線泄漏檢測技術(shù)的進步，這種以軟件為主的檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測，出現(xiàn)問題時迅速發(fā)出報警信號。所以，這種檢測技術(shù)以成為研究的趨勢和熱點，同時對于非線性的管道系統(tǒng)，在檢測和定位的過程中自動適應(yīng)思想具有重要作用。但是因為基于硬件方法存在定位精度方面較高和在誤報警率方面較低，所以將硬件方法和軟件方法進行有機結(jié)合，就能夠促進管道泄漏檢測的技術(shù)發(fā)展。

2）實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)和泄漏檢測系統(tǒng)的有機結(jié)合

SCADA系統(tǒng)能夠為泄漏檢測系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源，同時能夠監(jiān)管管道運行狀況，這是管道檢測自動化的主要發(fā)展方向。因為檢漏系統(tǒng)的單一性不利于經(jīng)濟效益的實現(xiàn)，所以泄漏檢測系統(tǒng)將和SCADA系統(tǒng)進行有機結(jié)合，對SCADA系統(tǒng)中的功能加以充分利用，并使其成為SCADA系統(tǒng)的重要組成部分。

3）充分利用光纖傳感器

光纖傳感器是近幾年來發(fā)展的重點，其在對物理量測量的過程中，能夠?qū)π盘柤右詡鬏?。它在抗干擾和對信號衰減進行解決方面具有無法比擬的優(yōu)越性。此外，伴隨著分布式光纖傳感器的快速發(fā)展，在不久的將來，我們就能夠只利用幾根或一根光纖而對管道內(nèi)物質(zhì)的壓力、溫度、管壁應(yīng)力、流量進行及時的在線測量。這有利于管道監(jiān)控系統(tǒng)的進一步發(fā)展，所以，在輸油管道的泄漏檢測技術(shù)中充分應(yīng)用分布式光纖傳感器有著很好的前景。其不但有利于泄漏檢測技術(shù)在定位和精確性方面的發(fā)展，而且具有一定的便利性，經(jīng)濟性，以更好的維護輸油管道的發(fā)展。

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