輸油管道泄漏檢測技術(shù)綜述

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上輸油管道泄漏檢測技術(shù)綜述摘要：輸油管道的泄露，不僅會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會帶來極大的危險，而且會造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染。對此，本文系統(tǒng)介紹了近年來國內(nèi)外輸油管線泄漏檢測及定位技術(shù)，并對比了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：輸油管線泄露檢測管道運(yùn)輸在原油輸送方面應(yīng)用越來越廣泛。隨著管道的增多，管齡的增長，由于施工缺陷和腐蝕穿孔、突發(fā)性自然災(zāi)害以及人為破壞等都會造成管道泄漏，給人們的生命財(cái)產(chǎn)和生存環(huán)境造成了巨大的威脅。為了確保管道安全運(yùn)行和減少泄漏事故危害，研究具有更高可靠性和準(zhǔn)確性的泄漏檢測技術(shù)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。一、輸油管道泄露檢測及定位的性能評價管道泄露檢測及定

2、位技術(shù)能夠及時準(zhǔn)確報告泄漏事故，可以最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染及更大危險的發(fā)生。對一種泄露檢測方法的優(yōu)劣和性能的評價，應(yīng)從以下幾個標(biāo)準(zhǔn)考慮：1.泄漏檢測的靈敏度指泄漏檢測系統(tǒng)對小的泄漏信號的檢測能力。2.泄漏檢測的及時性指檢測系統(tǒng)在盡可能短的時間內(nèi)檢測到泄漏發(fā)生的能力。3.泄露的誤報率誤報率是指系統(tǒng)沒有發(fā)生泄漏時卻被錯誤地判定出現(xiàn)泄露的概率。4.泄露的漏報率漏報率是指系統(tǒng)出現(xiàn)了泄漏卻沒有被檢測出來的概率。5.泄露辨別的準(zhǔn)確性指泄漏檢測系統(tǒng)對泄漏的大小及其時變特性的估計(jì)準(zhǔn)確度。對于泄漏時變性的準(zhǔn)確估計(jì)，不僅可以識別泄漏的程度，而且可對老化、腐蝕的管道進(jìn)行預(yù)測并給出一個合理的處理方法。二、管

3、道泄漏檢測方法簡介目前，國際上已有的檢測和定位方法大體上分為基于生物的方法、基于硬件的方法和基于軟件的方法三大類。1.基于生物的方法利用富有經(jīng)驗(yàn)的人或訓(xùn)練有素的狗等生物，依靠視覺，氣味或聲音發(fā)現(xiàn)并且找到管道的泄漏點(diǎn)。2.基于硬件的方法依靠各種硬件裝置直接來探測和發(fā)現(xiàn)泄漏孔和泄漏物。使用的典型硬件包括聲學(xué)傳感器、氣體傳感器、放射物傳感器和壓力傳感器等。3.基于軟件的方法利用各種不同的計(jì)算機(jī)軟件包來發(fā)現(xiàn)管道泄漏的存在并確定泄漏孔的位置。軟件包對因泄漏而造成的影響(如壓力、流量、流速、摩阻等管道動態(tài)模型參數(shù)的變化)進(jìn)行采集、處理和估計(jì)，從而對管道的非線性、不確定性、隨機(jī)性等因素引起的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)

4、而提高泄漏檢測的靈敏度和定位精度，因此軟件包的完整性和可靠性是十分重要的。這些方法包括流量/壓力變化法，質(zhì)量/體積平衡法，動態(tài)模型法和壓力點(diǎn)分析法。3.1基于生物的方法通過富有經(jīng)驗(yàn)的人沿管線巡查或通過對氣味敏感的狗等動物來發(fā)現(xiàn)管道泄漏，這種方法費(fèi)時費(fèi)力，且對于海底，沙漠，沼澤和荒原中的管道很難進(jìn)行人工巡查。生物巡查效果主要依賴個體經(jīng)驗(yàn)和動物訓(xùn)練水平，在科技水平如此發(fā)達(dá)的時代，這種檢測方法已經(jīng)過時，只能在特定場合下應(yīng)用此方法。3.2基于硬件的方法3.2.1聲學(xué)法當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，管內(nèi)高壓流體由破裂處噴出，由于與管壁的相互作用，產(chǎn)生一個高頻的振動噪聲，以應(yīng)力波的形式沿管壁傳播，管壁的阻尼作用使得只

5、有一定的頻率的波才能傳播較遠(yuǎn)距離，這與管道的振動模型有關(guān)。管道泄漏聲信號屬于連續(xù)聲發(fā)射信號，通過設(shè)置好的傳感器可以接受到這種聲波，從而探測泄漏，并進(jìn)行定位。這種方法成本很高。對于埋地輸油管道，阻尼作用更加明顯，該方法不適于埋地輸油管道的檢測。3.2.2氣體法當(dāng)輸氣管道發(fā)生泄漏時，由于氣體具有高度揮發(fā)性，通過檢測管道周圍環(huán)境中氣體的濃度，可以判斷管道有無泄漏。氣體檢測設(shè)備通常需要搭載在運(yùn)輸工具上，沿管線邊移動邊檢測，檢測響應(yīng)時間通常是幾小時到數(shù)天，此種方法不適用于輸液管道檢測。3.2.3放射物法該檢測方法開發(fā)于1955年，美國用于輸油管道的檢測，一次檢測長度在 20km以上，相繼采用該項(xiàng)技術(shù)的國

6、家有前蘇聯(lián)，法國，丹麥，印度，日本等。所用的放射性標(biāo)記物有嗅一82、碘一131鈉一24等，檢測范圍涉及到水管道，油管道，氣管道。這種方法檢測操作周期長，不適用于在線實(shí)時檢測管道運(yùn)行，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。3.3基于軟件的方法3.3.1壓力波法當(dāng)管道發(fā)生突然泄漏時,由泄漏部位會產(chǎn)生一個向管道上游或管道下游傳播的減壓波,稱之為負(fù)壓波。在管道兩端設(shè)置壓力傳感器，當(dāng)傳感器檢測到負(fù)壓波,就可以判斷泄漏并對泄漏進(jìn)行定位。應(yīng)用負(fù)壓波檢測法的關(guān)鍵問題是如何區(qū)分正常操作與泄漏帶來的負(fù)壓波。負(fù)壓波檢測法靈敏準(zhǔn)確，可以迅速地檢測出大的泄漏,但是對于比較小的泄漏或已經(jīng)發(fā)生的泄漏效果則不明顯。3.3.2壓力點(diǎn)分析(PPA)

7、方法壓力點(diǎn)分析法(PreSSurePOintAnalysiS)簡稱PPA法，是一種用于氣體、液體和某些多相流管道檢測泄漏的方法，其原理是對管道某點(diǎn)處的壓力和流量的變化進(jìn)行檢測。當(dāng)管道處于穩(wěn)定狀態(tài)時，壓力和速度以及密度分布不隨時間變化。在設(shè)備(泵和壓縮機(jī))供能增大或減少時，流體的速度、壓力和密度分布的變化是連續(xù)的。如果在沿線的某點(diǎn)發(fā)生事故，其最初的泄漏特征將在一定的時間內(nèi)傳遞到管道末端檢測處(或其它任何檢測位置)，傳遞時間取決于事故發(fā)生地點(diǎn)到檢測點(diǎn)距離和壓力波在管道流體中傳播的速度。當(dāng)泄漏發(fā)生時，管道完成過渡達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)。過渡時間由動量和沖量定理確定，完成該變化所需要的時間為幾分鐘至十幾分鐘。P

8、PA檢測法首先分析某個測試點(diǎn)的一組數(shù)據(jù)，然后應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理這些原始數(shù)據(jù)，使用壓力測量值統(tǒng)計(jì)分析方法，以確定管道是否存在泄漏點(diǎn)。該方法結(jié)構(gòu)簡單，無需專用的檢測儀表，但是單點(diǎn)分析的模式區(qū)分偏于簡單，易誤報警，無法定位等都是此種方法的局限。3.3.3小波分析法小波分析是20 世紀(jì)80 年代中期發(fā)展起來新的數(shù)學(xué)理論和方法，是一種良好的時頻分析工具。利用小波分析可以檢測信號的突變、去噪、提取系統(tǒng)波形特征、提取故障特征進(jìn)行故障分類和識別等。因此，可以利用小波變換檢測泄漏引發(fā)的壓力突降點(diǎn)并對其進(jìn)行消噪，以此檢測泄漏并提高檢測的精度。小波變換法的優(yōu)點(diǎn)是不需要管線的數(shù)學(xué)模型，對輸入信號的要求較低，計(jì)算量也不大，可以進(jìn)行在線實(shí)時泄漏檢測,克服噪聲能力強(qiáng)，但是，此方法對由工況變化及泄漏引起的壓力突降難以識別，易產(chǎn)生誤報。三、結(jié)論通過上述的論述和比較，結(jié)合衡量管道泄漏檢測方法的優(yōu)、劣的幾個主要標(biāo)準(zhǔn)分析，許多檢測方法都存在尚需解決得問題，如小泄露檢測與定位問題，多泄漏點(diǎn)管網(wǎng)的檢測與定位問題等等。而單純地采用任何一種技術(shù)對輸油管線進(jìn)行泄露檢測和定位都無法達(dá)到令人滿意的效果。只有綜合地運(yùn)用多種技術(shù)，才能成