地下輸氣管道泄漏點精確定位方法

地下輸氣管道泄漏點精確定位方法第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：１、氣體泄漏檢測一、基本概念：氣體泄漏不像油、水泄漏那樣直觀、明顯，有其特有的隱蔽性，尤其是微量泄漏更是難以發(fā)現(xiàn)。燃氣泄漏后，會沿疏松的地下通道，泄漏而出。而利用儀器進行檢漏，可能會出現(xiàn)地面的檢測漏點與實際漏點不符。因此采用科學方法，選擇適用和良好的檢測儀器尋漏、定位是地下輸氣管道泄漏點精確探測的有效方法。第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

１、氣體泄漏檢測

二、燃氣泄漏的一般規(guī)律

1、泥土地面

輸氣管道在此條件下，泄漏點的

周圍土壤介質分布均勻，地表層無壓實，地下管道腐蝕穿孔處泄漏的氣體能夠直接擴散到地面，在地表面分布范圍基本是個圓形，其中間的濃度較大，其擴散圖形如圖。

八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

１、氣體泄漏檢測

二、燃氣泄漏的一般規(guī)律

2、混凝土和壓實的地面

輸氣管道在此條件下，泄漏點的的氣體會沿管道周圍裂縫、空隙和疏松的土壤擴散，不能穿透漏點上方的地表，直接在地表上探測不到，而在遠離泄漏點的地面裂縫才能探測到，此種情況要根據(jù)管道的走向，開挖或鉆孔探測。

八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

１、氣體泄漏檢測

二、燃氣泄漏的一般規(guī)律

3、混凝土和壓實的地面

輸氣管道在此條件下，泄漏點的的氣體會沿管道周圍裂縫、空隙和疏松的土壤擴散，不能穿透漏點上方的地表，直接在地表上探測不到，而在遠離泄漏點的地面裂縫才能探測到，此種情況要根據(jù)管道的走向，開挖或鉆孔探測。

八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

１、氣體泄漏檢測

二、燃氣泄漏的一般規(guī)律

４、公共管溝

包括專業(yè)管溝，電纜溝和與裂縫相通的排水溝，泄漏氣體會沿著這些通道竄到很遠的地方。此種泄漏需用風機從管溝的泄漏點的一邊吹風，另一邊放風，保證管溝內的泄漏氣體向另一邊冒跑，用示蹤探頭從風機一端伸進管溝，示蹤探頭與泄漏氣體接觸處即為泄漏點?；蛴勉@孔法配以氣敏探測儀在地面檢漏，在泄漏點下風氣敏儀會報警，在上風不報警，泄漏點位置就在報警與不報警兩孔之間，在此加密測點，即可精確定點。八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一三、氣體泄漏的原因①施工時接口焊接不嚴；②長期的地面交通壓力導致管道接口開焊或斷裂；③地下管道腐蝕；④突發(fā)性意外損害。１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一四、氣體泄漏的定位埋地鋼質管道漏氣點處管道的外防腐層必然存在缺陷，通過檢測管道的防腐層缺陷，并對所有防腐層缺陷檢測是否漏氣，從而完成對所有管道漏氣點的定位。１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一五、氣體泄漏的預防做好管道的腐蝕與防護工作，盡可能的對管道實施防腐層和陰極保護的聯(lián)合保護手段。定期對管道的防腐層缺陷進行檢測和評價，對管道防腐層較差的管段進行修復。管道的陰極保護狀況應按規(guī)范定期檢測和評價，對未達到保護的管段應查明原因并采取相應的整改或補救措施。管道的防腐層與陰極保護應達到均衡工作；１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一五、車載式燃氣管道泄漏檢測技術燃氣泄漏檢測車是在車輛上安裝泄漏檢測設備，當檢漏車在埋設有燃氣管道的路面上方或附近行駛時，能夠快速、準確地進行管道泄漏檢測，判斷管道是否泄漏及泄漏的程度。其檢測技術主要有FID火焰電離式檢測技術，OMD光學甲烷紅外檢測技術。１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一（1）、FID火焰電離式檢測技術

火焰電離式檢測技術最早是由美國漢斯公司在上世紀60年代引入到燃氣領域的，其工作原理是通過內置及附加采樣泵吸取氣體，如果存在泄漏，泄漏氣體被吸入，由于泄漏氣體含有大量碳氫化合物發(fā)生電離，其電離強弱將被特制傳感器轉換成可視信號，以PPM數(shù)量表現(xiàn)出來。１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：五、車載式燃氣管道泄漏檢測技術第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一（2）、OMD光學甲烷探測技術天然氣的主要成份是甲烷，它的吸收特定波長（3.3μm）紅外線的特性。光學甲烷探測技術是在檢測車上安裝特定波長的紅外線光源和接收器，形成紅外線光柱，位于探測儀的光有濾鏡能使甲烷波長的紅外線透過。如果沒有甲烷成份，光波強度不受影響，檢測器產(chǎn)生穩(wěn)定輸出信號。如果有甲烷成份，則光波的強度減弱，信號傳送至車內數(shù)字顯示器，產(chǎn)生聲音和視覺信號。

１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：五、車載式燃氣管道泄漏檢測技術第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一（3）、配套的地下管道探測儀地下管道探測儀采用的是電磁原理，用發(fā)射機向管道施加特定頻率的交變電流，根據(jù)接收到的管道上的磁場信號來確定管道位置。使用探測儀，解決如何精確找到燃氣管道，是找到漏點的前期準備工作。使用探測儀還可以在使用鉆孔設備時有效避開電纜和其它管道。

１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：五、車載式燃氣管道泄漏檢測技術第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一（3）、配套的路面鉆孔機此種設備是專門為城市燃氣管道查找泄漏點而設計的，它是由鉆孔單元、動力汽油機、發(fā)電機和控制單元組成。在路面上沿管道走向，鉆一排φ18mm-22mm很小的探孔，在路面上打孔的目的是使泄漏的燃氣冒出地面，然后用檢測儀檢漏。這對敷設在瀝青和水泥地面下面的燃氣管道檢漏是至關重要的。僅單純用檢漏儀沿管道大致方向盲目的檢漏，忽略了首先進行管道探測和路面鉆探孔兩種手段，因而效果不好，特別是對管道液化氣，由于它比重較空氣重，因此“打孔”是必不可少的。

１、氣體泄漏檢測八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：五、車載式燃氣管道泄漏檢測技術第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：六、采用超聲波儀器進行檢測原理：如果一個容器內充滿氣體，當其內部壓強大于外部壓強時，由于內外壓差較大，一旦容器有漏孔，氣體就會從漏孔沖出。當漏孔尺寸較小且雷諾數(shù)較高時，沖出氣體就會形成湍流，湍流在漏孔附近會產(chǎn)生一定頻率的聲波，如圖所示。聲波振動的頻率與漏孔尺寸有關，漏孔較大時人耳可聽到漏氣聲，漏孔很小且聲波頻率大于20kHz時，人耳就聽不到了，但它們能在空氣中傳播，被稱作空載超聲波。超聲波是高頻短波信號，其強度隨著離開聲源(漏孔)距離的增加而迅速衰減。因此，超聲波被認為是一種方向性很強的信號，用此信號可以判斷泄漏的位置。１、氣體泄漏檢測第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：六、采用超聲波儀器進行檢測

聲壓與泄漏量的關系

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泄漏產(chǎn)生的超聲波頻帶比較寬，一般在20kHz到100kHz之間。不同的頻率點，超聲波的能量是不同的。頻譜峰值也是隨泄漏孔的尺寸和壓力的變化而變化的。比如：在一定的泄漏孔徑和壓力下，如果泄漏超聲波的頻譜峰值是在38kHz點，那么加大孔徑以后它的頻譜峰值可能出現(xiàn)在36kHz點；如果孔徑不變，加大系統(tǒng)內外壓差，頻譜峰值可能出現(xiàn)在43kHz點。但是在同一頻率點，對于形狀相同的泄漏孔，泄漏所產(chǎn)生的超聲波的聲強隨泄漏量的增大而增大。１、氣體泄漏檢測第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：六、采用超聲波儀器進行檢測檢測設備原理：檢測系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩部分，模擬部分包括信號放大電路和音頻處理電路等。信號放大電路由前置放大電路、帶通濾波電路和二次放大電路組成。音頻處理電路由本振電路、混頻器、功率驅動電路組成。數(shù)字部分主要由DSP和LCD、RAM、鍵盤等外圍設備組成。傳感器信號經(jīng)過放大濾波以后，一路交由DSP處理，另一路通過降頻轉化為可聽聲。

１、氣體泄漏檢測第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一DSP芯片是一種具有特殊結構的微處理器。主要功能是負責A/D轉換、對A/D轉換后的信號進行分析處理、對LCD及電源進行管理。LCD顯示部分設計

LCD的作用是顯示泄漏孔的聲強和估算的泄漏值以及由鍵盤輸入的數(shù)據(jù)。的顯示模塊。八、地下輸氣管道泄漏點精確定位方法：六、超聲波儀器系統(tǒng)原理圖

１、氣體泄漏檢測第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一九、地下輸油管道泄漏點精確定位方法：一、負壓波法進行檢測的概念

應用負壓法波法檢測長輸管道是目前國內外應用較多的管道實時泄漏檢測定位的方法。負壓波檢測定位通過安裝在管道兩端的壓力信號，根據(jù)兩端拾取的負壓波的梯度特征和壓力變化率的時間差，利用信號相關處理方法就可以確定泄漏程度和泄漏位置，如何檢測到并識別泄漏引發(fā)的負壓波檢測定位準確性和靈敏度的關鍵。１、地下輸油管道泄漏檢測第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一九、地下輸油管道泄漏點精確定位方法：二、負壓波法檢測的原理

液體管道輸送能力（或流速）的突然變化（擾動），會在擾動產(chǎn)生處引起能量不平衡。這種能量不平衡會以壓力波的形式向管道上下游兩個方向傳播。如管道中間某點發(fā)生泄漏，該漏點處管道液體流量突然增大，正常排量能以滿足管道以原有流速流動，管內流速降低，流體動能減少部分轉化為壓力能（表現(xiàn)為水擊減壓力即負壓波）。它隨時間沿管道向上下游傳播，并使上下游的管道沿線壓力降低。１、地下輸油管道泄漏檢測第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一九、地下輸油管道泄漏點精確定位方法：三、負壓波法檢測中壓力波的傳播速度

管道瞬變流動過程中，油品的動量和質量是守恒的，根據(jù)單位時間受瞬變壓力波作用的管道內，流動的液體質量與管道內液體壓縮量、管壁彈性變形增加的容量之間的質量平衡，可以求得瞬變壓力波傳播速度的計算公式：１、地下輸油管道泄漏檢測第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一九、地下輸油管道泄漏點精確定位方法：四、負壓波法泄漏的判斷技術

負壓法檢測輸油管道泄漏需要根據(jù)采集到的壓力波信號序列，實時分析壓力信號的變化趨勢，實時判斷管道是處于正常運行狀態(tài)，還是處于故障狀態(tài)。應用信號自動分段技術處理壓力波信號進行管道泄漏判斷是一種行之有效的方法。信號自動分段方法的基本原理是先用一個固定的窗選取平穩(wěn)運行的信號作為參考段，不斷地與當前信號作比較，非平穩(wěn)性（故障引起的信號特性的變化）可以由段之間的過程統(tǒng)計特性和頻譜特性的變化顯示出來，一般根據(jù)幾種反映各段特性差異大小作判據(jù)，當判據(jù)大過一定的閾值時，就認為信號進入了故障段。１、地下輸油管道泄漏檢測第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一九、地下輸油管道泄漏點精確定位方法：四、負壓波法泄漏的判斷技術

負壓法檢測輸油管道泄漏需要根據(jù)采集到的壓力波信號序列，實時分析壓力信號的變化趨勢，實時判斷管道是處于正常運行狀態(tài)，還是處于故障狀態(tài)。應用信號自動分段技術處理壓力波信號進行管道泄漏判斷是一種行之有效的方法。信號自動分段方法的基本原理是先用一個固定的窗選取平穩(wěn)運行的信號作為參考段，不斷地與當前信號作比較，非平穩(wěn)性（故障引起的信號特性的變化）可以由段之間的過程統(tǒng)計特性和頻譜特性的變化顯示出來，一般根據(jù)幾種反映各段特性差異大小作判據(jù)，當判據(jù)大過一定的閾值時，就認為信號進入了故障段。１、地下輸油管道泄漏檢測第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一６、氣體泄漏的地面儀器檢查（3）負壓波檢測與定位原理：負壓波檢測是一種聲學方法，在管道泄漏時，泄漏處會因為液體物質損失而產(chǎn)生壓力降低，這個瞬時的壓力下降作用在液體介質上，就作為減壓波源通過流體介質向泄漏點的上下游以聲速傳播。以泄漏前的壓力作為參考標準，泄漏時產(chǎn)生的減壓波就稱為負壓波。在管道首未端各安裝一個壓力變送器，根據(jù)泄漏產(chǎn)生的負壓波傳播到上下游的時間差和管內壓力波的傳播速度就可以計算出泄漏