长输油气管道泄漏检测方法研究进展
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摘要：安全的泄露检测方法是油气管道长距离输出的根本性保障，声波检测法、红外线检测法、物质检测法、空气采样检测法是管道外部检测的代表性方式，而光纤传感器检测法、嗅觉传感器检测法、统计策略学检测法、智能爬行机检测法属于管道内部的检测方式。文章对长输油气管道泄漏检测方法的研究进展进行了探讨。
关键词：长输油气管道；管道泄漏检测；内部检测；外部检测；油气运输 文献标识码：A
中图分类号：TE973 文章编号：1009-2374（2015）27-0160-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.082
自开展西气东输项目以来，管道成为了我国运输油气的主要方式。在进行运输的过程中，基于各种因素的存在，管道泄漏现象时有发生。而对于管道泄漏的检测方法有很多，其大致可分为内部检测和外部检测两种方式。随着时代的发展，对于检测方式的要求也开始逐渐升高，在满足基本工作的同时，经济、实用以及可发展等因素成为了对检测方法的新评价标准。本文将针对该标准对各类方法进行评定，以期为长输油气管道的泄露检测提供更为有力的依据。
1 检测方法汇总
1.1 外部检测方法
1.1.1 声波检测法。当长距离油气管道发生泄漏时，在其泄漏点会造成内部管道气压与外部气压出现压力差的现象，压力差的出现会导致空气流动瞬间变大，形成声音。在输油管道周围布置好的声波传感器能够很好地对该种声波进行收集，通过相关数据的支持，对于辨别管道是否泄漏以及泄漏地点的确认都有较为突出的作用。原始的声波检测方式主要采取在管道上放置大量的传感器，通过该种方法实现对于管道的有效控制。而现在由于光纤的出现，原始的方式被一根光纤所取代。新型方式有效减少了传感器的数量，在一定程度上避免了由于传感器老化或者故障而产生无法准确探测管道的现象，且降低了大量的成本，为检测工作的持续性提供了基础保障。
1.1.2 红外线检测法。红外线检测法采取的是温度差以及光学作用的方式来对油气管道的泄漏点进行检测。在油气产生泄漏情况时，会在其泄漏点产生一定的光学效应，在经过对管道上方的光谱进行记录之后，可以依据该记录对光谱进行分析，从而判定管道是否产生泄漏情况。油气在进行长途运输时由于其自身黏稠的状态会影响运输效果，因此在运输之前会选择对油进行加热，根据该因素，在油泄漏时会造成管道周围温度发生改变，利用红外线的热辐射能力可以有效地对泄漏点进行定位。红外线检测法在操作过程中需要高空作业，即直升机的辅助，而运输管道在地底的深度是红外线检测中需要特别注意的环节，根据相关数据给出的解释，在进行红外线检测时，管道距离地面不能超过6m，若超出该距离红外线检测法无法正常工作，该状况很大程度上限制了红外线检测法的应用环境。
1.1.3 物质检测法。物质检测法是通过在管道上层或者附近埋设特殊物质的方式进行的，主要采取的原料对于油气具有可溶解或变异性，在油气泄漏时该种物质的形态会发生改变，通过对物质的形态进行观测以达到监测的效果，确定油气是否泄漏。其材料亦可以选择具有非透水性而具有透油气性较好的物质来完成其作用。该方式实施简便，无需现代化设备的辅助且取得效果较好，因此在常规的油气泄漏工作中使用的次数较为频繁。但是由于该种方式的特殊性，在物质检测出油气泄漏之后其本身性质发生改变，无法进行多次的检测工作，相当于一次性消耗物品。
1.1.4 空气采样法。空气采样法即对管道周围的气体进行收集，利用嗅觉传感器分析出气体的主要成分，而嗅觉传感器对于空气中的油气含量极为敏感，在发现空气中含有油气成分时会立即进行警报。该种方式当前应用的范围并不广泛，在技术上的不成熟令嗅觉传感器在与计算机共同工作时无法有效地区分周围由于其他原因所造成的空气中含有油气成分的情况。目前对于该种方式的使用范围仅存在于人烟稀少的地带，使用范围上局限性太强，无法做到大范围的使用。
1.2 内部检测法
1.2.1 光纤传感器检测法。光纤传感器检测法是通过对管道沿线铺设的光纤电缆进行检测的方法，其主要是依据光纤电缆所携带的大量信息进行抽样调查方式进行检测。在光纤电缆的终端存在传感器，对于管道的情况能够进行实时的记录，不同距离所铺设的光纤电缆能够收集到管道内的空气压力、温度等因素，通过对该因素进行综合的评估，对于检测管道是否泄漏与确定管道的泄漏点有很大的帮助。由于当前对于光纤的应用范围在逐步被开发，在不久的将来，其对于长距离油气管道的传输会起到至关重要的作用。
1.2.2 嗅觉传感器检测法。嗅觉传感器主要是通过对空气的成分进行分析从而达到检测管道是否泄漏的一种方式，有着先进的科技作为依托，电脑信息化在实际的应用范围上得到了很大的提升。通过嗅觉传感器收集信息，再将信息传回所连接的计算机进行系统化的分析，在进行该项操作中应注意环境因素的原因，对计算机的模拟程序有较为严格的要求。嗅觉传感器收集信息的方式可分为两种：一种即定点定位设置一定数量的设备用以长时间的检测工作，随时根据反馈信息对管道的状况进行分析；另一种则采取移动式检测方案对于有争议的特殊地点进行详细的嗅觉收集任务，进而对管道是否泄漏进行确认并定位泄漏点。
1.2.3 数据统计法。数据统计法主要是对设备所收集到的信息进行统计分析的一种有效方式。通过应用序贯概率比检测的方式对发生泄漏情况下的信息进行不断的概率计算，其主要是指管道实体压力以及流量速度的分析，以此统计并综合各种因素对管道是否泄漏进行科学合理的推断，加之利用最小二乘法的方式对泄漏地点进行精确的定位。该种方法较于原始的数据分析工作更为简洁，删除了管理方面的因素，在计算程度上更为精确。在此基础之上，该系统能够对仪表的相关信息进项有效的检测，进一步提升了其准确性，降低了泄漏误报的可能。
1.2.4 智能爬行机检测法。通过不断实践和研究，爬行机在管道当中的应用变得日益完善。爬行机主要的工作地点处于管道内部，通过自身携带大量的智能传感器来对管道内部的信息进行实时监控，在进行移动的过程中，其能够将管道因腐蚀或由于其他原因所造成的损伤进行侦测，经过人工以及计算机的分析评定管道的完好程度，以便更好地对感到可能产生泄漏的地上进行重点关注，对于泄漏以及地点定位都能起到很好的预防性。 2 检测方法的发展方向
2.1 经济方向
由于管道泄露的检测方式不断被完善，在追求其工作能力的同时，经济因素成为了对检测方法评定标准的根本性条件。前文所提到的检测方法当中的大部分对于经济的要求都十分苛刻，在没有充足的资金条件下无法进行大范围的实行。比如智能爬行机与红外线检测法，其在设备上的要求极为严格，且在建立检测设施的过程中需要消耗大量的物力与财力，极大地制约了设施的全面性检测能力，而最终导致的结果则是在检测工作当中容易出现监控死角，无法有效地完成检测目标。因此，在对于管道泄漏的检测方式开发上应更加注重其建设所需要投入的资金，从根本上解决检测不完全的问题。
2.2 实用方向
所有泄漏检测方法的开发都是为了长途油气运输的安全而服务，其从出发点上即确立了泄漏检测的方法必须具备实用性特征。上文中所提到的红外线检测法以及空气采样方法在应用的过程中都具有局限性，对于使用的环境和方式有着一定的要求，虽然可以满足对检测工作的正常进行，但在实用范围上却显现出了极为明显的不足。因此，在检测方法的开发当中应该注重其使用的普及性，对于任何工作环境都能够具有极好的兼容性，从而达到任何环境当中都可以完成检测工作的根本性目的，为长涂油气运输的安全提供有力的保障。
2.3 可发展方向
长途管道泄漏所导致的结果极为严重，不仅会对人类的生命财产安全产生威胁，同时也会为自然环境造成无法弥补的破坏。在进行新型检测方法的开发中应该将环境因素作为前提条件，以科学发展观为主旨，实现检测方法的可持续发展。物质检测方法即为单纯的消耗性检测方法，在其自身产生变化之后，则失去了检测的能力，而对于该类物质的选择大部分是废弃。由于该类物质自身特定的组织构成，对于环境与资源而言都是一种伤害性的行为。检测方法的应用是为了更好地为人类服务，而不是舍本逐末，在便捷了人类的同时却要以人类赖以生存的家园作为报酬，坚持发展可持续发展的检测方式才是最为正确的选择。
3 结语
油气的长途性管道运输对于我国的经济社会发展有着极大的促进作用，近年来，油气泄漏造成的事故时有发生，因此油气泄漏的检测方法逐渐开始被重视起来，本文主要概括了8种对于油气泄漏有较好检测效果的方法，通过对各种方法的分析进一步对检测方法的发展方向进行了研究，以期能够对管道泄漏的检测发展提供一些参考意见，使我国的油气运输工作更加完善。
参考文献
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作者简介：姜乐（1985-），男，江苏徐州人，中石化长输油气管道检测有限公司助理工程师，研究方向：完整性管理。
（责任编辑：蒋建华）
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