摘要：管道運(yùn)輸目前在城市中的運(yùn)用十分廣泛，與其他的能源運(yùn)輸方式相比較而言，管道運(yùn)輸更為安全和有效，而且對(duì)周?chē)h(huán)境的影響幾乎可以忽略不計(jì)。但是由于市政燃?xì)夤艿澜^大部分都埋于地下，燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)受損甚至泄漏問(wèn)題，尤其是那些因?yàn)槁缘母g而造成管道泄漏，往往不容易被察覺(jué)。而一旦燃?xì)夤艿腊l(fā)生大面積的泄漏，不但會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，甚至有可能引發(fā)安全事故。鑒于此，保證市政燃?xì)廨敋夤艿赖陌踩褂檬直匾?，各地?yīng)當(dāng)根據(jù)自己的具體情況對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行檢測(cè)，以減少甚至避免泄漏事故的發(fā)生。本文簡(jiǎn)要介紹目前市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)中比較常用的技術(shù)，進(jìn)而探討在管道泄漏檢測(cè)中開(kāi)始得到應(yīng)用的一些新興技術(shù)。

關(guān)鍵詞：市政燃?xì)夤艿?；泄露檢測(cè)技術(shù)；發(fā)展

做好市政燃?xì)夤艿佬孤┑臋z測(cè)工作關(guān)系到城市居民的日常生產(chǎn)生活以及生命財(cái)產(chǎn)安全，任何時(shí)候都不能掉以輕心。有關(guān)部門(mén)和從業(yè)人員必須緊跟時(shí)代潮流，不斷改進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，避免市政燃?xì)夤艿佬孤┦鹿实陌l(fā)生。

一、燃?xì)夤艿栏g的原因和分類(lèi)

燃?xì)夤艿乐饕怯捎诮饘俚母g而造成的，而金屬的腐蝕是金屬和周?chē)慕橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)或者是物理作用而成為金屬化合物，使得金屬的特性受到破壞的一種現(xiàn)象。因此，燃?xì)夤艿赖母g一般可以分為電腐蝕和自然腐蝕兩種情況。其中，電腐蝕是管道金屬與電解質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而對(duì)金屬造成破壞的一種現(xiàn)象，這往往是由于直流帶電體或者是帶電防腐設(shè)備所泄漏的電流而造成的腐蝕。自然腐蝕是指除電腐蝕之外而發(fā)生的其他形式的腐蝕。

1.電腐蝕。電腐蝕的形式往往表現(xiàn)為縫隙腐蝕和點(diǎn)腐蝕兩種情況。由于燃?xì)夤艿劳ǔ６际遣捎寐菟ā⒑附拥葞追N方式來(lái)進(jìn)行連接的，而在這些連接件和焊接接頭的缺陷處都存在著狹窄的縫隙，而且縫寬大多在 0.025mm-0.1mm之間，這個(gè)寬度足夠使得電解質(zhì)溶液滲入其中，使得縫內(nèi)的金屬和縫外的金屬構(gòu)成短接的原電池，在縫隙內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的局部腐蝕現(xiàn)象，消耗大量的金屬。而點(diǎn)腐蝕是指腐蝕集中在金屬的表面局部區(qū)域中，在深入到金屬內(nèi)部的孔狀縫隙之后形成的一種腐蝕的形態(tài)，它主要容易造成管道的穿孔。

2.自然腐蝕。燃?xì)夤艿赖淖匀桓g主要包括化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕和細(xì)菌腐蝕等幾種情況。給管道造成的破壞主要是使得管道產(chǎn)生比較均勻的大面積的銹斑和腐蝕坑。

二、市政燃?xì)夤艿佬孤稒z測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

根據(jù)市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)的原理不同，目前使用的檢測(cè)方法可以分成直 接檢測(cè)法與間接檢測(cè)法，前者是根據(jù)市政燃?xì)庑孤┑慕橘|(zhì)而定，后者則是根據(jù)市政燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)泄漏而導(dǎo)致的管道壓力、流量等條件的變化以及燃?xì)庑孤┧鶎?dǎo)致的光、聲、電等變化。

圖1 天然氣泄漏示意圖

1.直接檢測(cè)法。目前，在市政管道泄漏檢測(cè)中使用最為廣泛的直接檢測(cè)法是可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)法和火焰電離檢測(cè)法。可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)法的工作原理是通過(guò)利用燃?xì)獾臄U(kuò)散作用而從空氣中進(jìn)行取樣，然后使用催化氧化的原理產(chǎn)生與燃?xì)獾臐舛瘸杀壤男盘?hào)，當(dāng)燃?xì)獾臐舛雀哂诒ㄏ孪薜?/5，繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)就傳遞到控制面板上的報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警?；鹧骐婋x檢測(cè)法的工作原理則是存在電場(chǎng)的條件下，烴類(lèi)氣體在純氫火焰的灼燒之下會(huì)產(chǎn)生帶電碳原子，有專(zhuān)門(mén)的電極板搜集此類(lèi)碳原子并進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)電極板檢測(cè)到的碳原子數(shù)量超過(guò)了預(yù)定的警戒值的時(shí)候就證明空氣中彌散的燃?xì)飧哂诰錆舛?，檢測(cè)器會(huì)立刻報(bào)警。采用此種該檢方法有著高靈敏度的特點(diǎn)，一旦1m3空氣中含有的燃?xì)獬^(guò)1.8×10-6m3就能夠檢測(cè)到，并且檢測(cè)濃度的方位比較大，而且定位精準(zhǔn)，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間也較快。與此同時(shí)，火焰電離檢測(cè)法的缺點(diǎn)是對(duì)長(zhǎng)距離的連續(xù)檢測(cè)無(wú)能為力，而且在檢測(cè)密閉空間的燃?xì)夤艿佬孤r(shí)有引起燃燒甚至爆炸的潛在隱患。

2.間接檢測(cè)法。由于市政燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)泄漏的話(huà)會(huì)導(dǎo)致管道的壓力、流量以及溫度等方面發(fā)生顯著的變化，因此可以依照這些參數(shù)對(duì)市政燃?xì)夤艿赖男孤┻M(jìn)行檢測(cè)。比較常見(jiàn)的間接檢測(cè)法有下列幾種方式：第一，壓力點(diǎn)分析法。市政燃?xì)夤艿涝谡＿\(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，它的壓力值是一種連續(xù)的穩(wěn)定的狀態(tài)。而當(dāng)管道出現(xiàn)泄漏的時(shí)候，發(fā)生泄漏的地方因?yàn)槿細(xì)獾膿p失而導(dǎo)致壓力驟降，這樣一來(lái)就打破了之前的穩(wěn)定狀態(tài)。燃?xì)夤艿谰蜁?huì)過(guò)渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)，在過(guò)渡的過(guò)程當(dāng)中則會(huì)產(chǎn)生以聲速沿著管道傳播的擴(kuò)張波。擴(kuò)張波會(huì)導(dǎo)致燃?xì)夤艿姥鼐€的壓力發(fā)生變化，并將失穩(wěn)的狀態(tài)向前后傳播。鑒于此，檢測(cè)人員就可以在市政燃?xì)夤艿赖难鼐€設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)管道內(nèi)部的壓力，然后采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析檢測(cè)到的數(shù)值，計(jì)算出數(shù)據(jù)變化的曲線，進(jìn)而與燃?xì)夤艿勒＿\(yùn)行時(shí)的曲線進(jìn)行比較。如果檢測(cè)到的狀態(tài)曲線與正常狀態(tài)下有較大差異就說(shuō)明燃?xì)夤艿来嬖谛孤﹩?wèn)題；第二，流量/ 壓力變化法。通過(guò)在市政燃?xì)夤艿赖饺肟谝约俺隹谔幵O(shè)置檢測(cè)流量和壓力的裝置，如果檢測(cè)到的流量或者壓力的變化大于規(guī)定的數(shù)值，那么檢測(cè)裝置就會(huì)發(fā)出泄漏警報(bào)。這種檢測(cè)方法十分簡(jiǎn)單，但是經(jīng)常會(huì)發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象，而且即便發(fā)生泄漏也無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行定位；第三，動(dòng)態(tài)模型分析發(fā)。所謂動(dòng)態(tài)模型法是數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬市政燃?xì)夤艿乐腥細(xì)獾牧鲃?dòng)，然后根據(jù)模型的預(yù)算值與實(shí)際的檢測(cè)值進(jìn)行比較以判斷是否發(fā)生泄漏。模型使用的方程涉及到動(dòng)態(tài)平衡、質(zhì)量平衡、能量平衡以及流體狀態(tài)方程等等。動(dòng)態(tài)模型法要在市政燃?xì)夤艿赖某鋈肟谝约肮艿姥鼐€測(cè)量管道內(nèi)的流量以及壓力，并且設(shè)置的測(cè)量點(diǎn)越多，檢測(cè)的效果就越好。

三、管道泄露檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

隨著燃?xì)夤艿拦I(yè)的不斷發(fā)展，燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)技術(shù)也在不斷提高。研制和開(kāi)發(fā)新型高效的燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)系統(tǒng)可以有效地提高泄漏檢測(cè)及定位的靈敏度、精確度和可靠性，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益決定這一難點(diǎn)技術(shù)仍將是研究的熱點(diǎn)。事實(shí)上近10年來(lái)，燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)技術(shù)不僅繼續(xù)在理論、模型方面探索，更朝著工程實(shí)踐、實(shí)用技術(shù)方向發(fā)展，預(yù)計(jì)今后該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)如下。

1.管內(nèi)智能檢測(cè)器。近幾年來(lái)，智能清管器已經(jīng)開(kāi)始廣泛運(yùn)用于市政燃?xì)夤艿纼?nèi)部情況的實(shí)時(shí)檢測(cè)，泄漏檢測(cè)器只是其中的一種。它的工作原理是聲輻射原理或者壓差法。聲輻射原理可以探測(cè)管道泄漏導(dǎo)致的在20kHz-40kHz范圍之內(nèi)的聲音，然后使用標(biāo)定系統(tǒng)和里程表來(lái)對(duì)定位泄漏地點(diǎn)。壓差法則使用帶有測(cè)壓裝置的儀器，通過(guò)檢測(cè)泄漏處在燃?xì)夤艿纼?nèi)產(chǎn)生的最低壓力區(qū)來(lái)確定泄漏，檢測(cè)的管道要單獨(dú)進(jìn)行操作，所以檢測(cè)過(guò)程中管道不能繼續(xù)運(yùn)行。智能清管器泄漏檢測(cè)的敏感性好，定位精準(zhǔn)，缺點(diǎn)是難以進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè)。

2.目前基于硬件的泄漏檢測(cè)技術(shù)發(fā)展很快，并顯現(xiàn)出良好的勢(shì)頭和許多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也帶來(lái)新的理論問(wèn)題需要研究，而且都或多或少地與管道水力研究相關(guān)聯(lián)，同時(shí)各種方法都有不同的適應(yīng)性和局限性。如果再考慮到管道內(nèi)氣、液不同介質(zhì)的差異，那么泄漏檢測(cè)技術(shù)無(wú)疑是非常廣泛、復(fù)雜的研究領(lǐng)域，必然是多學(xué)科的交叉技術(shù)。

3.檢測(cè)燃?xì)夤艿佬孤┑姆椒ㄓ泻芏?，具體到某條管道要使用哪種檢測(cè)方法就應(yīng)當(dāng)綜合考慮管道傳輸介質(zhì)的參數(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)以及數(shù)據(jù)通訊能力等因素來(lái)進(jìn)行選擇。在燃?xì)夤艿赖男孤z測(cè)中氣體敏感法運(yùn)用的比較廣泛，但是此方法難以精準(zhǔn)地定位泄漏點(diǎn)，所以能夠精確定位的聲波檢測(cè)法在市政燃?xì)夤艿佬孤z測(cè)中有著廣闊的發(fā)展前景。

燃?xì)夤艿赖臋z測(cè)技術(shù)關(guān)系到燃?xì)獾恼］斔?，直接關(guān)系到居民的正常生活，但是，由于管道埋于地下，對(duì)燃?xì)夤艿蓝?，因腐蝕破壞存在非常大的危險(xiǎn)性，其安全問(wèn)題越來(lái)越受到重視。管道受損和泄漏，往往是難以察覺(jué)的；因此，為了確保燃?xì)廨敋夤艿赖陌踩?，必須在檢測(cè)過(guò)程中要對(duì)管道的腐蝕和泄露情況進(jìn)行認(rèn)真作業(yè)，緊跟技術(shù)改革的方向，確保燃?xì)獾恼］斔汀?/p>

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