朱 砂

（哈爾濱石油學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150028）

城市燃?xì)夤艿涝诰邆浣^對安全性的情況下，是為人們生活提供便利的重要城市基礎(chǔ)設(shè)施，但是一旦出現(xiàn)燃?xì)夤艿佬孤﹩栴}，城市燃?xì)夤艿谰统蔀槲：Τ鞘芯用穹€(wěn)定生活的危險源，因?yàn)槌鞘腥細(xì)夤艿缹τ谏鐣蟊娬Ｉ罹哂兄卮笥绊?，因此城市管道泄漏問題受到城市建設(shè)管理部門及廣大民眾的廣泛關(guān)注，而燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)也因此受到同等重視，由此可見，對于城市管道泄漏檢測技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行有效分析是很有必要的。

1 城市燃?xì)夤艿佬孤?/h2>

城市燃?xì)夤艿雷钪饕陌踩[患就是燃?xì)夤艿佬孤?，燃?xì)庑孤┦冀K是威脅燃?xì)廨斔偷闹饕?。通常將燃?xì)夤艿佬孤┮源笾行∪N程度作為評判標(biāo)準(zhǔn)。舉例來說，小漏的標(biāo)準(zhǔn)是泄漏氣體量低于燃?xì)廨斔涂偭康?%。這種級別的泄漏通常是因?yàn)槿細(xì)夤艿赖姆栏瘜映霈F(xiàn)了破損，該破損位置受到了土壤中多種因素的破壞，使得管道出現(xiàn)破損導(dǎo)致泄漏。中漏的核定標(biāo)準(zhǔn)通常指泄漏氣體量維持在總輸送量的3%~10%。泄漏氣體量大于總輸送量的10%則被稱為大漏。在日常性燃?xì)夤艿垒斔腿細(xì)獾倪^程中，管道泄漏的情況多種多樣，可能是閥門問題，或者是操作流程問題，出現(xiàn)問題后應(yīng)當(dāng)及時對管道進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，封堵泄漏點(diǎn)或者替換管道保證城市燃?xì)廨斔桶踩?/p>

2 城市燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)類型

2.1 人工巡線

在發(fā)達(dá)國家，管道泄漏檢測方法已經(jīng)逐漸采用高科技檢測方法替代了人工巡視檢測方法。例如國外某公司研制成功了一種可以進(jìn)行空中檢測的燃?xì)庑孤z測技術(shù)，該技術(shù)可以將儀器安裝在直升飛機(jī)上，通過直升飛機(jī)以60~120km/h的速度在80~200m的空中范圍內(nèi)完成對地面的燃?xì)夤艿佬孤z查過程。該技術(shù)雖然是空中檢測技術(shù)，但是其檢測精度與檢測準(zhǔn)確度都已經(jīng)達(dá)到了很高的水準(zhǔn)。而在我國，對于管道泄漏檢測方法，大多仍然停留在人工巡視檢查的方法，雖然與發(fā)達(dá)國家的高科技技術(shù)相比，員工檢測方法相對較為落后，但這種檢測方法在當(dāng)前仍然能夠滿足我國對燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)的需求。通過對國外高科技泄漏檢測技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)其原理是因管道泄漏發(fā)生后，泄漏的氣體會在某一個地區(qū)進(jìn)行擴(kuò)散，相關(guān)設(shè)備儀器能夠通過在空中擁有的較好視野對聚集在某一區(qū)域內(nèi)的濃度較高的氣體團(tuán)進(jìn)行偵測，并定位氣體泄漏區(qū)域。通過人工巡視的方法，結(jié)合這種方法能夠取長補(bǔ)短在最短的時間內(nèi)找到燃?xì)庑孤┑奈恢?。因此人工巡視結(jié)合高空偵測，能夠極大提高燃?xì)夤艿佬孤┑臋z測工作。

2.2 內(nèi)檢測技術(shù)

內(nèi)檢測技術(shù)所依托的是燃?xì)夤艿狼骞芷?，傳感器通常被用來清理管道?nèi)壁可能會對管道造成負(fù)面作用的物質(zhì)，如積水和腐蝕性物質(zhì)。且清管器能夠在工作的同時搭載其他相關(guān)的技術(shù)。例如，在清管器上添加渦流技術(shù)，超聲波技術(shù)以及電磁技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)將管道泄漏檢測準(zhǔn)確度大幅度提高的目的。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，清管器已經(jīng)可以和現(xiàn)代科技進(jìn)行很好的融合，借助電子計算機(jī)技術(shù)，可以通過清管器的運(yùn)行過程及時生成管道檢測效果圖。通過在清管器是搭載多種不同的傳感器以及拍攝設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，以及圖片和視頻的拍攝，同時完成數(shù)據(jù)的分析和處理工作。除了清管器本身的清潔功能，清管器越來越擅長管道內(nèi)部情況的探查功能。如通過壓力以及溫度檢測裝置，能夠檢測管道內(nèi)壁金屬含量的損失情況。

技術(shù)人員通過對燃?xì)夤艿纼?nèi)壁進(jìn)行磁化，使得管道內(nèi)壁磁通量達(dá)到飽和，當(dāng)附帶檢測裝置的清管器在管道的運(yùn)行時發(fā)生泄漏的位置會產(chǎn)生與完好管壁所不同的漏磁場。通過定位這個漏磁場，來實(shí)現(xiàn)泄漏點(diǎn)的定位。諸如此類的燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)數(shù)不勝數(shù)。隨著微處理技術(shù)以及有限元技術(shù)的不斷發(fā)展，類似這樣的燃?xì)庑孤┕艿罊z測技術(shù)及應(yīng)用場景逐漸增多。越來越成熟的應(yīng)用在管道泄漏檢測領(lǐng)域。而這種技術(shù)也存在一定的缺陷，某些傳感器仍然受到燃?xì)夤艿纼?nèi)部環(huán)境的影響，傳感器采集數(shù)據(jù)的種類過于單一，所以這些技術(shù)較為集中地應(yīng)用在金屬管道的泄漏檢測過程中。

2.3 外檢技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，燃?xì)夤艿赖膬x表也在不斷地推陳出新，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)，管道也能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)夤艿佬孤┘夹g(shù)的探測工作。

2.3.1 壓力點(diǎn)分析法

在燃?xì)夤艿勒＿\(yùn)行過程中，管道內(nèi)部的流體流動速度，以及壓力和流體密度通常呈現(xiàn)一定的穩(wěn)定狀態(tài)。這使得壓縮機(jī)的能量輸出也相應(yīng)的保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)壓縮機(jī)的能量輸出出現(xiàn)變動，就會引起管道內(nèi)部流體的密度、壓力與速度產(chǎn)生動態(tài)變化，壓力變化與管內(nèi)氣體流量之間的關(guān)系表征如下公式：

式（1）中p為管內(nèi)壓力，ρ為管內(nèi)氣體密度。

根據(jù)這個原理，如果燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)了泄漏情況，管道內(nèi)介質(zhì)會從一個穩(wěn)定狀態(tài)遷躍到另外一個穩(wěn)定狀態(tài)。持續(xù)時間受動量與沖量的影響，并不固定。本方法通過對管道內(nèi)介質(zhì)的參數(shù)變化來進(jìn)行滲漏情況的檢測，是較為有效的一種燃?xì)庑孤z測方法，其操作具體方法示意如圖1所示。

圖1 壓力法檢測燃?xì)夤苄孤┘夹g(shù)示意圖

2.3.2 特性阻抗法

這是一種通過化學(xué)性質(zhì)變化作為燃?xì)夤艿罎B漏檢測依據(jù)的高效檢測方法，該方法由日本發(fā)明。具體檢測方法是：首先在燃?xì)夤艿赖闹車茉O(shè)穿透性良好的絕緣材料，然后通過移動加載了各種傳感器的設(shè)備對燃?xì)夤艿肋M(jìn)行滲漏檢測。傳感器的絕緣材料通常采用多孔聚四氟乙烯樹脂，該材料具有導(dǎo)電率高、阻燃性強(qiáng)，以及化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定的特點(diǎn)。

2.3.3 壓力波法

壓力波法是我國當(dāng)前在燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)中應(yīng)用最多的一種技術(shù)。該技術(shù)的檢測原理是，假設(shè)某管道發(fā)生泄漏，則該管道會發(fā)生壓力變化。壓力從泄漏點(diǎn)向上一級和下一級管道分別傳輸壓力，該壓力被稱為遞減壓波。這會導(dǎo)致上一級管道的出站壓力和下一級管道的進(jìn)站壓力下降。依照這個原理在出站進(jìn)站設(shè)置傳感器檢測壓力變化，通過壓力傳遞時間差來判定泄漏點(diǎn)的位置。

2.3.4 基于數(shù)據(jù)變化的泄漏檢測方法

通過計算機(jī)技術(shù)對管道中介質(zhì)參數(shù)的變化進(jìn)行力學(xué)建模，通過對力學(xué)建模的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計算并與實(shí)際測量的數(shù)值進(jìn)行比較。如偏差較大即發(fā)生了泄漏情況。這種檢測方法通過將計算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合，通過控制理論進(jìn)行檢測。該方法雖然檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確，但對于檢測儀器的精度也有較高的要求。較為適合對于已經(jīng)建立完成目標(biāo)管線全程的儀器監(jiān)控系統(tǒng)的管道泄漏監(jiān)測。

3 城市燃?xì)夤艿佬孤z測方法應(yīng)用

通?？赡馨压艿佬孤┗蚱渌艿牢ｋU的情況主要分為以下三種：

1）與管道耐久性無關(guān)的危險因素，這種危險因素通常不是因?yàn)樵O(shè)備因?yàn)殚L時間使用老化出現(xiàn)了泄漏，常常是因?yàn)橥饬σ蛩貙?dǎo)致的。

2）因?yàn)楣艿涝陂L期的使用過程當(dāng)中，難免會因?yàn)橥寥乐械钠渌橘|(zhì)導(dǎo)致防腐層遭到破壞加上金屬的其他因素，對管道造成腐蝕產(chǎn)生的泄漏。

3）主要在進(jìn)行日常維護(hù)維修的過程當(dāng)中，施工不當(dāng)造成的泄漏隱患。

3.1 由外力引起的管道泄漏檢測

以某城市案例為例，燃?xì)夤竟ぷ魅藛T在進(jìn)行日常巡檢過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了疑似泄漏情況。于是對疑似泄漏點(diǎn)進(jìn)行開挖檢測操作，開挖后發(fā)現(xiàn)，該位置的煤氣管道上方出現(xiàn)了一條水泥材質(zhì)的自來水管，因?yàn)樽詠硭艿男藿ㄅc煤氣管道距離過于接近，在燃?xì)夤艿郎戏桨l(fā)現(xiàn)了明顯的凹痕。通過檢測發(fā)現(xiàn)凹痕位置有燃?xì)庑孤┈F(xiàn)象，可以確定該泄漏現(xiàn)象是因?yàn)榘惭b自來水管對燃?xì)夤艿涝斐闪似茐模l(fā)了泄漏。經(jīng)過燃?xì)夤緦υ撔孤c(diǎn)的封堵，該區(qū)域燃?xì)夤艿阑謴?fù)正常使用。

3.2 有管道外壁腐蝕引起的泄漏檢測

以某城市案例為例，當(dāng)?shù)厝細(xì)夤窘拥侥承^(qū)報告，報告稱該小區(qū)燃?xì)鈮毫^低。燃?xì)夤玖⒓磳υ搮^(qū)域重點(diǎn)燃?xì)夤芫€進(jìn)行檢測，在找到疑似泄漏點(diǎn)后，對泄漏點(diǎn)進(jìn)行開挖驗(yàn)證。驗(yàn)證表明判斷正確，在該泄漏點(diǎn)找到了兩處不同的泄漏點(diǎn)，這兩處泄漏點(diǎn)都是因?yàn)榉雷o(hù)層遭到破壞后，管道被腐蝕產(chǎn)生的泄漏。經(jīng)過燃?xì)夤緦υ搩商幮孤c(diǎn)的封堵，該小區(qū)燃?xì)鈮毫謴?fù)正常。

3.3 由施工問題造成的管道泄漏

某城市燃?xì)夤艿廊粘z測過程當(dāng)中的案例，檢測人員通過利用人工巡檢以及互相關(guān)分析法結(jié)合的分析方法進(jìn)行日常巡檢，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)疑似泄漏點(diǎn)，泄漏點(diǎn)的位置大約在中壓管道預(yù)留頭的末端，通過對管道建設(shè)的相關(guān)資料以及日常巡檢日志進(jìn)行綜合分析，初步判斷是因?yàn)槭┕ぴ斐闪祟A(yù)留頭的泄漏問題。開挖后證明判斷正確，經(jīng)過封堵施工后燃?xì)夤艿缐毫謴?fù)正常。

4 結(jié)語

首先對城市燃?xì)夤艿佬孤﹩栴}展開簡單明了的分析論述，并將燃?xì)夤艿佬孤z測技術(shù)作為重點(diǎn)，對燃?xì)夤艿佬孤z測方法及相關(guān)技術(shù)以及技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了更深層次的細(xì)致分析，發(fā)起此舉的目的就是為了促進(jìn)城市居民生活的安全性與穩(wěn)定性，并為城市燃?xì)夤艿拦芾聿块T提供一些參考，便于城市燃?xì)夤艿拦芾砉ぷ鞯母咝ч_展。