摘要：目前，正在建設(shè)西氣東輸和川氣東輸?shù)葞讞l重要的長(zhǎng)輸天然氣管道建設(shè)，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)將做重大的調(diào)整。越來(lái)越多的東、西部城市將用上清潔、環(huán)保、安全的天然氣替代污染嚴(yán)重的煤炭和液化石油氣：因此，近幾年內(nèi)，我國(guó)城市將新鋪設(shè)大量的燃?xì)夤芫W(wǎng)。新鋪設(shè)的管網(wǎng)均為中壓天然氣管道，而新鋪設(shè)的壓力管道在投入使用前必須經(jīng)過嚴(yán)格的驗(yàn)收證明其無(wú)泄漏，以確保管網(wǎng)運(yùn)行安全。隨著城市的擴(kuò)建、人口密度的增加以及不斷涌現(xiàn)出的縣級(jí)城市，人們的供氣管網(wǎng)在這種特殊條件下新建、改建、擴(kuò)建。因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)普遍采用“打壓試驗(yàn)法”來(lái)進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，然而，用此方法雖然能判斷管網(wǎng)中是否有漏，但卻不能確定漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，也不能在施工過程及時(shí)回填土方，給城市的交通和人們的生活，施工隊(duì)伍施工帶來(lái)不便，采用一種新的查漏技術(shù)——?dú)錃馐聚櫡?。可以解決這個(gè)難題。新的查漏技術(shù)埋地管道定期檢驗(yàn)中也可以采用，這種新的查漏技術(shù)施行起來(lái)并不困難、復(fù)雜，只比打壓試驗(yàn)法多一種檢測(cè)示蹤氣體的設(shè)備一氫氣檢測(cè)儀。

關(guān)鍵詞：氫氣示蹤法 檢驗(yàn) 埋地燃?xì)夤?/p>

1 新建管道泄漏檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

目前，然氣管道按GB50028-2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》以氣體進(jìn)行氣壓試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)。其方法是向管道中注入壓縮空氣，壓力一般應(yīng)高于工作壓力。經(jīng)過一段溫度、壓力的平衡時(shí)間后，對(duì)壓力及溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。若管道壓力沒有衰減或壓力衰減是在允許的范圍內(nèi)，則系統(tǒng)中沒有漏氣，否則就有漏氣。在發(fā)現(xiàn)管道有漏氣時(shí)，一般采用“抹肥皂水”的方法來(lái)查找漏氣點(diǎn)。這種陳舊的傳統(tǒng)方法，只能適用于管道在未回填土之前，且很難發(fā)現(xiàn)管道底部以及微小的漏氣，查找范圍也是有限的，一般只在管接頭處查找，對(duì)整條管道很難施行。若漏氣不是在管接頭處，而是發(fā)生在管身，“抹肥皂水”的方法將花費(fèi)很大的氣力或許才能找到，但該方法在管道回填土之后無(wú)能為力。

2 氫氣示蹤法檢測(cè)新建管道泄漏技術(shù)

通過上述打壓試驗(yàn)法的介紹不難看出，打壓試驗(yàn)法雖能知道管道有漏，但無(wú)法確定漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。在實(shí)際工作中，有些新建管道建成后，不是立刻投入使用，而是預(yù)埋的或備用的。在運(yùn)行使用時(shí)，還必須再次進(jìn)行“打壓試驗(yàn)”，如果管道有漏，此時(shí)管道上已經(jīng)蓋土，若管道埋在路面上，其管道上面已經(jīng)鋪上了瀝青、水泥等。“抹肥皂水”和“目視”的方法均已失效。因此，必須找到一種新的查漏方法才能解決管道泄漏問題，氫氣示蹤法便是要討論的新的查漏方法。

2.1氫氣示蹤法技術(shù)氫氣示蹤法是將5％氫氣和95％氨氣混合氣，即所謂的“示蹤氣體”，代換或溶入試壓介質(zhì)(壓縮空氣)。氫氣的可燃極限為5.7％，因此，5％氫氣和95％氨氣混合氣是絕對(duì)安全的氣體。這種示蹤氣體無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕性、不可燃，是工業(yè)焊接作業(yè)中用來(lái)保護(hù)不銹鋼避免氧化的常用氣體。而且，這種氣體非常便宜，容易獲得。這種氣體的成本不會(huì)比氮?dú)飧吆芏啵话阍谥茪鈴S就能得到。如果條件允許，這種氣體還可以作為打壓試驗(yàn)的試壓介質(zhì)，一次就能完成試驗(yàn)一查漏一維修整個(gè)過程，從而減少整體成本。當(dāng)然氫氣示蹤檢漏法也可以單獨(dú)使用，當(dāng)用其他試壓介質(zhì)完成并確認(rèn)管道有泄漏時(shí)，才采用氫氣示蹤技術(shù)進(jìn)行泄漏部位的查找。新建壓力管道泄漏分兩種情況：①管道在未回填土之前的泄漏。這種情況用氫氣示蹤法技術(shù)查起來(lái)非常容易，只是用氫氣檢漏儀的手持探頭沿管道移動(dòng)，便能找到全部泄漏點(diǎn)，不作為重點(diǎn)討論。②管道在回填土之后的泄漏。因?yàn)椤澳ǚ试硭焙汀澳恳暋暗姆椒ň咽?，在用氫氣檢漏儀查找管道泄漏之前，必須探明管道的準(zhǔn)確走向。如果是新施工的管道，走向當(dāng)然很清楚，不需要管線探測(cè)儀幫助定位：如果是舊管路系統(tǒng)，走向可能不清楚或地面未標(biāo)記管道的埋設(shè)走向，這時(shí)必然用管線探測(cè)儀探明管道的走向。因?yàn)槭聚櫄怏w在升至地面過程中橫向擴(kuò)散很小，如果管道走向不準(zhǔn)確，很可能檢測(cè)不到示蹤氣體而誤認(rèn)為管道無(wú)泄漏。管道上面的掩埋介質(zhì)直接影響著示蹤氣體升至地面的時(shí)間。一般新竣工的管道，其管道上面的掩埋物較松散且干燥，這種情況下只要注入氣體1h后就可以開始檢測(cè)示蹤氣體。檢測(cè)舊管網(wǎng)定期檢驗(yàn)需要等待較長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)楣苈飞涎诼駥咏?jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的沉積和外力擠壓，變得密實(shí)堅(jiān)硬。

2.2埋地壓力管道氫氣示蹤法查漏技術(shù)氫氣是一種理想的示蹤氣體，是所有氣體中比重最輕(比空氣輕14倍)和粘度最小的，能夠快速由泄漏處滲透到地面而被儀器檢測(cè)到。氫氣在地表面的橫向擴(kuò)散很小，埋深1m的管道，其擴(kuò)散直徑范圍僅為1.5m，這時(shí)用高靈敏度氫氣檢漏儀確定泄漏部位的誤差也僅在半米之內(nèi)，即使是埋深3.4m的管道，其定位精度事實(shí)上是很高的，一般在1m之內(nèi)。氫氣示蹤法的基本原理是將5％氫氣和95％氨氣混合氣注入管道中，然后用氫氣檢漏儀在管道上方搜索，檢測(cè)示蹤氣體。通過檢測(cè)泄漏處冒出到地面的示蹤氣體，便可準(zhǔn)確查到泄漏部位。埋設(shè)層上層為混凝土?xí)r，等待時(shí)間因混凝土形態(tài)而異，機(jī)械強(qiáng)度越高的混凝土需要等待時(shí)間越長(zhǎng)。新鋪設(shè)的混凝土和鋪設(shè)很久的混凝土等待的時(shí)間相差很大，因?yàn)樾落佋O(shè)的混凝土透氣性很好，氣體很容易透過它而被檢測(cè)到，而鋪設(shè)很久的混凝土結(jié)構(gòu)中充滿了泥土，透氣性很差，需要等待的時(shí)間長(zhǎng)得多，一般需要等待24h以上才能有足夠量的氣體滲透到地面。地面的干濕程度也影響著透氣性。因此，在檢測(cè)時(shí)不防現(xiàn)場(chǎng)鉆幾個(gè)孔，透過混凝土層或?yàn)r青層先取得經(jīng)驗(yàn)，這樣有助于提高檢測(cè)泄漏的效率和取得滿意的結(jié)果。

3 氫氣示蹤法檢測(cè)步驟

3.1注入示蹤氣體在打壓試驗(yàn)完成并確認(rèn)有泄漏的管段，將5％氫氣和95％氨氣注入管道，氣壓按有關(guān)規(guī)定，一般應(yīng)達(dá)到工作壓力以上。這點(diǎn)很重要，因?yàn)楣艿佬孤┡c壓力有關(guān)，一定壓力下可能不漏，而超出該壓力后就有漏。在向管道系統(tǒng)中注入示蹤氣體時(shí)，用氫氣檢測(cè)儀手持探頭先檢查注入設(shè)備本身有無(wú)漏氣，如法蘭、閥門、壓力表等的周圍。這些部位的泄漏通常很小，但加起來(lái)也會(huì)成為相當(dāng)量的泄漏。如果條件允許，打開系統(tǒng)遠(yuǎn)端的閥門讓空氣排出，用儀器檢查示蹤氣體是否到達(dá)萄專部，確定示蹤氣體到達(dá)后再關(guān)閉閥門。

3.2標(biāo)記出管路走向示蹤氣體不會(huì)有很大的橫向擴(kuò)散，因此，準(zhǔn)確知道管道的走向是非常重要的。如果管路走向不清楚，則使用管線探測(cè)儀標(biāo)記出管路走向。

3.3等待示蹤氣體到達(dá)地表面根據(jù)不同埋深層／掩埋介質(zhì)確定等待時(shí)間，干沙約1，4小時(shí)、干沙／濕土約1小時(shí)、濕土／干粘土約4小時(shí)、濕粘土約12小時(shí)、瀝青5cm／加1-2小時(shí)、瀝青20cm／加12小時(shí)。

3.4用氫氣檢測(cè)儀沿管路走向檢測(cè)示蹤氣體①用手推車探頭檢測(cè)。手推車探頭下面有穹形膠墊，與地面接觸時(shí)攏集氣體，儀器的真空泵把氣體抽至內(nèi)置傳感器。手推車可推位移動(dòng)，在管道上方以步行速度前進(jìn)，最快速度可達(dá)3km／h。②用地面探頭(或鐘型探頭)檢測(cè)。在障礙物較多或潮濕地面上，手推車不適用于這種環(huán)境，這時(shí)可用地面探頭檢測(cè)示蹤氣體。先打開儀器吸泵，地面探頭的喇叭口處與地面之間形成的小真空區(qū)能夠?qū)⒌孛嫦碌臍怏w吸出來(lái)，每隔lm抽一個(gè)氣樣，每次抽樣時(shí)間約3-5s。

3.5開挖泄漏部位。維修處理氫氣檢測(cè)儀查到泄漏點(diǎn)后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開挖。在開挖暴露出的管道上用手持探頭準(zhǔn)確找到泄漏點(diǎn)，維修處理。

4 儀器設(shè)備的選擇

管道的泄漏情況非常復(fù)雜，形式多種多樣，從微漏到大漏，管道的掩埋介質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境也千變?nèi)f化，這對(duì)氫氣檢測(cè)儀的選擇具有較高的要求，必須適用于各種情況下檢測(cè)功能的儀器才能當(dāng)此重任?，F(xiàn)在儀具有以下技術(shù)特點(diǎn)：儀器響應(yīng)迅速靈敏：對(duì)極微量的氫氣泄漏也能作出分析判斷；儀器采樣方便，具備吸泵功能以及裝卸方便的手持探頭、地面探頭(鐘型吸盤式探頭)、手推車式探頭；傳感器穩(wěn)定性好，使用壽命要長(zhǎng)；檢測(cè)靈敏度高，達(dá)1ppm：量程大，典型測(cè)試范圍0～1000ppm，最大量程0-100Vol％，即使檢測(cè)高濃度的泄漏點(diǎn)也不會(huì)發(fā)生傳感器中毒現(xiàn)象；量程轉(zhuǎn)換方便，具自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能：可讀性好，具備聲、光、數(shù)字、模擬報(bào)警功能；便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)使用；儀器操作簡(jiǎn)單，使用方便。