摘要：總結(jié)了管道泄漏檢測(cè)的主要方法，介紹了國內(nèi)外燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)的新技術(shù)及應(yīng)用情況，指出燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿?；泄漏檢測(cè)；直接法；間接法
New Technologies for Leakage Detection of Gas Pipeline
LI Jun，XU Yong-sheng，YU Jian-jun
(Tianjin Institute of Urban Construction，Tianjin 300384，China)
Abstract：The main methods for pipeline leakage detection are summarized，the new technologies for 1eakagedetion of gas pipeline and their application at home and abroad are introduced，and the development trend of gas pipeline leakage detection is pointed out.
Key words：gas pipeline；leakage detection；direct method；indirect method
??? 管道運(yùn)輸作為燃?xì)獾淖钪饕斔头绞?，具有造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低、安全性好、運(yùn)輸量大的優(yōu)點(diǎn)。管道存在生命期限[1]，在整個(gè)管道壽命期內(nèi)都有事故發(fā)生。在幼年期，由于管道本身、設(shè)計(jì)施工方面的缺陷及周圍的環(huán)境仍未達(dá)到穩(wěn)定而造成的事故較多：在平穩(wěn)期，由于周圍環(huán)境趨于穩(wěn)定，在幼年期造成事故的管道本身的缺陷也通過維修得到了彌補(bǔ)，事故率降低；在老年期，由于管齡的增長，介質(zhì)腐蝕性、維護(hù)條件以及安全管理等方面的原因，事故率又會(huì)上升直至管道報(bào)廢。管道發(fā)生事故而導(dǎo)致燃?xì)庑孤┑念l繁發(fā)生，不僅影響了燃?xì)獾恼］斔?，而且還會(huì)造成環(huán)境污染，引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來極大的威脅。因此對(duì)燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)方法的研究已引起了世界各國的重視。
1 管道泄漏檢測(cè)的主要方法
??? 直接法是指對(duì)泄漏物直接進(jìn)行檢測(cè)，此法主要包括人工巡線法、聲學(xué)法、化學(xué)法、應(yīng)力法、漏磁法和機(jī)器人法等，其主要特征是借助于人的視覺或各種特殊傳感裝置直接感知管道泄漏的存在，有時(shí)也稱間接法是利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供的管道的管內(nèi)壓力、流量、溫度等數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析來檢測(cè)管道泄漏的方法。因?yàn)闄z測(cè)的結(jié)果是通過計(jì)算分析得來而不是直接檢測(cè)出來的，故也稱為間接推理法或基于軟件的檢測(cè)方法，如質(zhì)量平衡法、壓力波分析法、實(shí)時(shí)模型法、統(tǒng)計(jì)檢漏法等。
2 燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)的新技術(shù)
??? ① 直接檢測(cè)新技術(shù)
??? 現(xiàn)有的火焰電離分析檢測(cè)器只能放在泄漏點(diǎn)處才能檢測(cè)到泄漏的甲烷[2]。為此，美國開發(fā)了一種手持式檢測(cè)器RMLD (Remote Methane Leak Detector)，它采用可調(diào)諧二極管激光吸收頻譜技術(shù)，當(dāng)激光通過泄漏處時(shí)，甲烷就可吸收一部分光，從而可以檢測(cè)到30 m范圍內(nèi)的甲烷泄漏。對(duì)于一些危險(xiǎn)地段(如繁忙的公路、敷設(shè)管道的橋梁)的燃?xì)夤艿溃槐亟咏涂蓹z測(cè)是否發(fā)生泄漏。RMLD由兩個(gè)交互的部分組成：無線電收發(fā)器和信號(hào)處理控制器。工作原理為：收發(fā)器發(fā)射的紅外激光能被一些磚塊、混凝土、草坪等反射回來，反射光被信號(hào)處理控制器收集后并被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。由于激光遭遇甲烷分子后會(huì)被吸收一部分，通過對(duì)這些電信號(hào)頻譜的分析處理就可得出相對(duì)應(yīng)的甲烷濃度。這種激光的最大射程可達(dá)30 m，并且只對(duì)甲烷敏感，因此不會(huì)受其他碳?xì)浠衔锏母蓴_而存在誤報(bào)警。
??? 基于FTIR (Fourier-transform Infrared)的掃描成像光譜測(cè)定法是一種遠(yuǎn)程檢測(cè)和成像的燃?xì)鈾z測(cè)新方法[3]?；诖思夹g(shù)，德國漢丁堡技術(shù)大學(xué)和魯爾燃?xì)夤竞献鏖_發(fā)了一種燃?xì)鉂舛葓F(tuán)識(shí)別工具——燃?xì)鈹z像機(jī)，通過對(duì)燃?xì)鉂舛葓F(tuán)的疊加可以對(duì)甲烷的泄漏源進(jìn)行定位。這種燃?xì)鈹z像機(jī)采用聚焦平面陣列檢測(cè)器與濾波器相結(jié)合的方法可以檢測(cè)和識(shí)別0～100 m范圍內(nèi)燃?xì)獾男孤?/span>
??? 在20世紀(jì)90年代，俄羅斯的ILI (In-line Inspection)管道檢測(cè)技術(shù)主要用來檢測(cè)與腐蝕有關(guān)的各種管道缺陷。ILI設(shè)備在管內(nèi)氣體的推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)并收集管內(nèi)流動(dòng)和管壁完好程度的信息，對(duì)記錄在ILI內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以得到管道的很多信息，同時(shí)也可以判斷管道是否發(fā)生泄漏。2000年后，俄羅斯已將ILI開發(fā)成為一套綜合的管道檢測(cè)設(shè)備，幾乎可以檢測(cè)到管道的所有缺陷(包括縱向斷裂和橫向斷裂)[4]。ILI是俄羅斯管道檢測(cè)的主要方法，現(xiàn)在集管道腐蝕、泄漏等多種缺陷檢測(cè)為一體的管道智能診斷技術(shù)主要研究ILI的工藝優(yōu)化和改善設(shè)備的可靠性。
在美國，有450000 km的燃?xì)廨斔凸艿溃瑸榱吮ＷC它們能完整安全地運(yùn)行，都會(huì)定期利用管道磁通量漏損裝置(Magnetic Flux Leakage)——智能清管器進(jìn)行檢測(cè)[5]，見圖1。智能清管器通過裝配一個(gè)永久性強(qiáng)磁鐵去磁化管道，在管內(nèi)氣體壓力的作用下向前推動(dòng)，當(dāng)管道破裂發(fā)生燃?xì)庑孤r(shí)，磁通量就會(huì)泄漏到破裂區(qū)域，沿環(huán)狀排列的傳感器可以檢測(cè)泄漏磁通量的軸向、半徑等特性。由于泄漏信號(hào)包含有反常情況的形狀與尺寸，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的微處理器通過對(duì)信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和分析就可以進(jìn)行泄漏檢測(cè)和定位。
