淺議油氣集輸管道檢測(cè)技術(shù)與保護(hù)管理

王海濤

【摘要】從油氣集輸管道泄漏檢測(cè)技術(shù)及工作原理和腐蝕檢測(cè)方法及工作原理入手，加強(qiáng)油氣集輸管道保護(hù)管理提出了幾點(diǎn)對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】油氣集輸管道 ?泄漏檢測(cè) ?腐蝕檢測(cè) ?保護(hù)管理

泄漏是事關(guān)油氣集輸管道運(yùn)行中的重要事故。管道的腐蝕、突發(fā)性的自然災(zāi)害以及人為破壞等都會(huì)造成管道破裂乃至泄漏，威脅到油氣集輸管道的安全運(yùn)行，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)到泄漏事故的發(fā)生，并精準(zhǔn)地確定泄漏點(diǎn)的位置，杜絕盜油犯罪的猖獗進(jìn)行，防止經(jīng)濟(jì)損失，維護(hù)油氣集輸正常運(yùn)行，這些都給油氣集輸管道檢測(cè)技術(shù)與保護(hù)管理提出了巨大的挑戰(zhàn)。

一、油氣集輸管道泄漏檢測(cè)技術(shù)及工作原理

（一）直接檢測(cè)油氣泄漏的管外檢測(cè)法或管壁檢測(cè)法

人工沿管分段巡視的方法。根據(jù)巡線工的觀察和路人的報(bào)告及生產(chǎn)數(shù)據(jù)突變所發(fā)現(xiàn)的管線泄漏現(xiàn)象。這種方法只能發(fā)現(xiàn)一些較大的泄漏，且不及時(shí)。

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

管道空中監(jiān)測(cè)方法?？罩斜O(jiān)測(cè)方法主要有兩部分組成，一是管道空中監(jiān)視系統(tǒng)，二是地面裝置系統(tǒng)，都采用微固體電路電子計(jì)算機(jī)。

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

（二）檢測(cè)因泄漏引起的流量、壓力等物理參數(shù)發(fā)生變化的管內(nèi)流量狀態(tài)檢漏方法

物質(zhì)平衡的檢漏法。根據(jù)管道兩端流量是否平衡來(lái)檢測(cè)管道是否有泄漏。在穩(wěn)定流動(dòng)情況下，若管線中間無(wú)分支，原理上，當(dāng)流出量小于流入量時(shí)，則認(rèn)為有泄漏發(fā)生。這種方法簡(jiǎn)單、直觀，可用于長(zhǎng)距離，大口徑管道的泄漏檢測(cè)，但由于其要求在每個(gè)站的出、入口管道上安裝流量計(jì)，流量?jī)x表的工作點(diǎn)漂移直接影響檢漏精度，可能導(dǎo)致誤報(bào)警。大口徑的流量計(jì)不僅會(huì)增大維護(hù)工作量，而且會(huì)增加管內(nèi)的壓力損失，從而增加能源損耗。

基于模型的泄漏檢測(cè)法。模型法的基本思想是：建立管道的實(shí)時(shí)模型，在線估計(jì)管線的壓力和流量，并與壓力或流量的實(shí)測(cè)值相比較來(lái)進(jìn)行泄漏故障診斷，以提高泄漏檢測(cè)和定位的準(zhǔn)確性。

基于信號(hào)處理的泄漏檢測(cè)法。基于信號(hào)處理的泄漏檢測(cè)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(dāng)管道某處發(fā)生泄漏時(shí)，管道內(nèi)部的壓力分布將發(fā)生變化。壓力波法是指當(dāng)管道上某處突然發(fā)生泄漏時(shí)，在泄漏處立即有物質(zhì)損失，流體密度減少，導(dǎo)致壓力突然下降，流體迅速填充了泄漏區(qū)，又引起與泄漏區(qū)相鄰區(qū)域的壓力降低，這種現(xiàn)象依次向泄漏區(qū)上下游擴(kuò)散，于是產(chǎn)生了負(fù)壓波（以泄漏前的壓力作為參考標(biāo)準(zhǔn)），并同時(shí)向上、下游兩個(gè)方向傳播。

二、油氣集輸管道腐蝕檢測(cè)方法及工作原理

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

（一）管內(nèi)參數(shù)變化的檢測(cè)法

此類方法是將管內(nèi)檢測(cè)器，從被檢測(cè)管道的一端放入，使其沿著管線內(nèi)部順流而下，利用超聲、漏磁、渦流、錄象等各種檢測(cè)手段檢測(cè)管道內(nèi)壁的情況，同時(shí)也可以用來(lái)檢測(cè)泄漏。

（二）皮爾森檢測(cè)法

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

（三）信號(hào)遞減涂層檢測(cè)法

在很多方面同皮爾森檢測(cè)法相同，主要差別在于檢查缺陷的方法不同。交流電通過(guò)管道在管道周圍形成磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度同交流電信號(hào)的強(qiáng)度成正比。當(dāng)感應(yīng)線圈放在管道上面時(shí)，通過(guò)記錄感應(yīng)線圈中產(chǎn)生的電壓測(cè)量出磁場(chǎng)強(qiáng)度，測(cè)量結(jié)果在分貝刻度表上顯示出來(lái)。電流在缺陷處流失使管子電流發(fā)生變化，從而導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)渡的變化，這可以從感應(yīng)線圈的輸出變化檢測(cè)出。

（四）密集間隔電位檢測(cè)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(lái)確定有關(guān)陰極保護(hù)系統(tǒng)和涂層系統(tǒng)的詳盡數(shù)據(jù)，在較小程度上也可確定它們的相互影響。

（五）Rg值檢測(cè)法

Rg值檢測(cè)法有直接測(cè)量的“錫箔法”和間接測(cè)量的“多頻法管中電流檢測(cè)法”。錫箔法在測(cè)量時(shí)需要接觸管道防腐層的外壁， 直接測(cè)量絕緣也阻值后，計(jì)算出 Rg值：它的原理、設(shè)備比較簡(jiǎn)單 ，操作也方便。錫箔法僅對(duì)錫箔下的防腐層進(jìn)行測(cè)試，無(wú)論是已挖開(kāi)的埋地管道還是架空管道都可以進(jìn)行檢測(cè)，它是一種局部性抽樣測(cè)量，具有對(duì)一切間接測(cè)量Rg的方法（包括多頻法）的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)和對(duì)防腐層裸露的管道進(jìn)行 Rg 的抽樣檢測(cè)的特殊作用。

三、加強(qiáng)油氣集輸管道保護(hù)管理的幾點(diǎn)對(duì)策

（一）防止外部原因造成管道泄漏方法

一是對(duì)于防止由于自然災(zāi)害造成的管道泄漏，其可以在管道設(shè)計(jì)時(shí)考慮避的方案。同時(shí)也應(yīng)提前編制出，管道運(yùn)行中防止自然災(zāi)害造成的管道泄漏的處理預(yù)案。對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)報(bào)、對(duì)預(yù)防自然災(zāi)可能造成的管道泄漏事故，都應(yīng)有足夠的重視和相應(yīng)的處理方案。二是對(duì)人為原因造成的管道泄漏事故，如果是預(yù)防機(jī)械施工造成的，應(yīng)將管道在該地區(qū)的走向圖及時(shí)報(bào)給當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)規(guī)劃管理部門，使施工單位在辦理施工手續(xù)時(shí)就了解到管道的詳細(xì)走向，避免在施工時(shí)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(yè)的保衛(wèi)力量加強(qiáng)對(duì)管道的巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理盜油者打的孔，使損失降低到最小程度。

（二）防止內(nèi)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(shù)脂、水泥、石棉等）、電法保護(hù)（外加電流保護(hù)、犧牲陽(yáng)極保護(hù)、排流保護(hù)等）。防止管道內(nèi)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(shù)脂等）、加緩蝕劑、殺菌劑、除垢劑，以及陰極保護(hù)。