??? 腐蝕破壞是燃氣管道發(fā)生泄漏的主要原因,通過對管道腐蝕程度的檢測即可判斷管道是否發(fā)生泄漏。新一代的智能清管器(Intelligent Pigs)通過安裝旁通裝置來調節(jié)智能清管器的移動速度,使得管內檢測法使用時不必改變氣體的流動狀況[6]。雖然通過智能清管器可以精確地檢測管道壁厚的實際狀況,對管道的腐蝕點及泄漏點進行定位,從而保證燃氣管道的安全運行,但是這種方法造價較高,檢測效果與管道的技術特性(直徑、厚度、彎曲半徑等)有關,沒有考慮對數據采集的時間延遲進行補償,在檢測前與檢測過程中還要做很多其他技術準備工作。另一種管道腐蝕點的檢測方法——電壓梯度測試技術DCVG (Direct Current Voltage Gradient)和密間隔測試技術CIPS (Close Interval Potential Survey)相結合的檢測方法,需要陰極保護的一些歷史數據,如土壤電阻率、控制點電位等,該方法適用于各種技術特性的燃氣管道[7]。
??? 由于地下燃氣管道周圍還常敷設有給排水管道、通信電纜等其他管線,因此燃氣管道遇到的最大威脅是第三方破壞。為此,日本Toho燃氣公司開發(fā)了一種便攜式第三方破壞遠程監(jiān)控系統(tǒng)[8],實時地監(jiān)測第三方對周圍燃氣管道的損壞情況,從而保證了燃氣管道很少因第三方破壞而發(fā)生事故。當系統(tǒng)監(jiān)測到重型機械與燃氣管道相接觸時,會立即發(fā)出報警聲來約束第三方的工作行為,并將報警信號遠傳到調度中心,使調度中心迅速采取有效措施,從而使事故發(fā)生率降到最低。該遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用聲學原理,利用振動檢測法作為與第三方聯絡的基本方法,它通過安裝一個對比傳感器來克服外界噪聲干擾的振動,通過監(jiān)測傳感器來辨別燃氣管道的振動。由于該系統(tǒng)并沒有采用頻率分析法去噪,克服了傳統(tǒng)聲學檢測方法中采用頻率分析進行信噪分離所導致的造價高、安裝復雜等缺點,因此成本低廉,安裝簡便。
??? ② 間接檢測新技術
??? 德國學者Siebret H和Isermann R提出將管道首、末端的流量和壓力信號經過處理后進行相關分析的泄漏檢測方法。該方法能夠有效地檢測出較小的泄漏,提高了檢測的靈敏度和準確度,并在實I示應用中取得了滿意的結果,對以后的研究具有較大的啟發(fā)意義,但這種方法計算量較大,檢測的實時勝較差[9]。
??? 荷蘭殼牌(Shell)公司的Zhang X J提出了一種氣體和液體管道的統(tǒng)計檢漏法[10]。它通過采用模式識別和序列概率比的方法,構造兩種狀況(正常狀況、泄漏狀況)下的假設檢驗,利用統(tǒng)計分析技術對實測的壓力、流量問的關系進行分析,以此來檢測泄漏,并采用最小二乘法對泄漏進行定位。該方法已成功應用于石油、天然氣、化工等多種管道運輸中。其優(yōu)點是不需要復雜的數學模型,可連續(xù)進行檢測,并且具有記憶功能,適應性強,誤報率低,安裝方便,易于維護,缺點是檢漏精度受儀表精度影響大,定位精度欠佳。
??? 美國的Marco Ferrante提出了采用小波分析的方法[11],利用小波技術對管道的壓力信號進行奇異性分析,由此來檢測泄漏。
??? 20世紀80年代以來,我國從事管道泄漏檢測技術的科研人員在應力波法、負壓力波法、管道實時模型法等方面進行了研究。國內輸油管道實時監(jiān)測技術目前總體上處于引進吸收、研制開發(fā)的階段。國內一些高校如天津大學、清華大學、石油大學及大型國有企業(yè)如中原油田、大慶油田、遼河油田等均在此方面進行過一定的研究,并將其應用在實際的輸油管道上[12~14]。目前也有少數單位開始著力于燃氣管道泄漏檢測的理論與實驗研究[15~17],但對于燃氣管道泄漏檢測實際應用方面的研究比較罕見。
3 結語
??? 直接檢測法具有檢測及時、靈敏度高、漏報率和誤報率低的特點。而目前的泄漏間接檢測技術還不很成熟,尤其對小的泄漏不敏感,國內僅在部分輸油管道上使用,其目的也主要是防止一些不法分子在原油管道上鉆孔盜油,而在輸氣管道的應用中還存在一些問題。因此在今后一定時期內直接檢測法還是燃氣管道泄漏檢測的主要手段。
??? 由于直接檢測法只能間斷進行,易使管道發(fā)生堵塞、停運事故,造價較高,因此間接檢測法將會引起越來越多研究者的重視。隨著我國管道技術的進步,特別是燃氣管道SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)技術的逐步推廣,與SCADA、GPS (Global Position System)等技術相結合的間接檢測法將是今后燃氣管道泄漏檢測和定位的發(fā)展方向。
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