張東升

摘? 要：為了最大程度的避免泄露事故的發(fā)生，應(yīng)用泄露檢測(cè)定位技術(shù)十分重要?；诖耍恼聫挠布z測(cè)、軟件檢測(cè)以及人工檢測(cè)三方面分析了城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道泄露檢測(cè)定位的關(guān)鍵技術(shù)，提出了人工檢測(cè)技術(shù)與其他定位技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的策略，同時(shí)闡述了相應(yīng)技術(shù)在不同類型泄漏檢測(cè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市燃?xì)?埋地鋼質(zhì)管道;泄露檢測(cè)定位技術(shù)

中圖分類號(hào)：TE973.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）14-0146-02

Abstract： In order to avoid the occurrence of leakage accident to the greatest extent， it is very important to apply leak detection and location technology. Based on this， this paper analyzes the key technology of leak detection and location of urban gas buried steel pipeline from three aspects： hardware detection， software detection and manual detection， and puts forward the strategy of combining manual detection technology with other positioning technology. At the same time， the application of the corresponding technology in different types of leakage detection is described.

Keywords： urban gas; buried steel pipeline; leak detection and location technology

引言

在燃?xì)獾妮斔头矫?，由于管道具有損耗較小、成本較低、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，受到了重點(diǎn)的關(guān)注與應(yīng)用。其中，對(duì)于城市燃?xì)廨斔蛠碚f，埋地鋼質(zhì)管道發(fā)揮著重要的作用，需要相關(guān)人員重點(diǎn)對(duì)其質(zhì)量與運(yùn)行安全穩(wěn)定性進(jìn)行保障。然而，受到運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行環(huán)境等的影響，城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道不可避免的會(huì)受到腐蝕，最終造成泄露事故。為了最大程度的避免泄露事故的發(fā)生，探討與應(yīng)用泄露檢測(cè)定位技術(shù)具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

1 城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道泄露檢測(cè)定位的關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 基于硬件的檢測(cè)定位技術(shù)

（1）基于超聲、攝像等技術(shù)的檢測(cè)

在該檢測(cè)技術(shù)中，主要將聲波、超聲、攝像等設(shè)備加設(shè)于埋地鋼質(zhì)管道的內(nèi)部，結(jié)合管道中介質(zhì)的壓力完成泄露情況的檢測(cè)。對(duì)于這種檢測(cè)方式來說，其對(duì)泄露處的定位精確程度更高、誤報(bào)率相對(duì)較低。但是，其也具有一定的局限性，包括只能完成間斷性的檢測(cè)、成本較高、容易發(fā)生停運(yùn)或堵塞的事故等等。

（2）基于電纜、光纖等硬件的檢測(cè)

在該檢測(cè)技術(shù)中，主要將傳感器用電纜或是光纖連接于埋地鋼質(zhì)管道的外側(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)泄露情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[1]。其中，管道與電纜或光纖平行鋪設(shè)，一旦發(fā)生泄露情況，傳感器會(huì)第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，完成泄露物的檢測(cè)與定位。對(duì)于這種檢測(cè)方法來說，其有著較高的靈敏程度，對(duì)于緩慢泄露或是微漏也能夠完成高質(zhì)量的檢測(cè)，但是，該技術(shù)的施工成本與設(shè)備成本相對(duì)較高。

（3）聲發(fā)射檢漏技術(shù)

這一技術(shù)主要應(yīng)用了泄露時(shí)的振動(dòng)聲波完成對(duì)管道泄露的定位與檢測(cè)。對(duì)于城市埋地鋼質(zhì)管道來說，其泄漏時(shí)氣體會(huì)隨著縫隙向外噴射，最終形成振動(dòng)聲波，利用這種波信號(hào)就能夠完成對(duì)泄露現(xiàn)象及發(fā)生未知的判斷。對(duì)于聲發(fā)射檢漏技術(shù)來說，其具有較高的靈敏程度與定位精準(zhǔn)度。

1.2 基于軟件的檢測(cè)定位技術(shù)

（1）壓力法

屬于壓力法中的具體方法有很多種，包括泄漏后的穩(wěn)態(tài)壓力梯度法、壓力點(diǎn)分析法、小波變換法、泄漏時(shí)瞬態(tài)壓力波動(dòng)的負(fù)壓波法等等。其中，對(duì)于小波變換法來說，其能夠?qū)崿F(xiàn)在線的實(shí)時(shí)泄露檢測(cè)，但是容易發(fā)生錯(cuò)誤報(bào)警;負(fù)壓波法的檢測(cè)靈敏程度更高，原理也相對(duì)簡(jiǎn)單，適用性也更強(qiáng)，有著較高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

（2）質(zhì)量平衡法

這一方法檢測(cè)城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道泄露的主要原理如下：在埋地鋼質(zhì)管道中，流體物質(zhì)的質(zhì)量或體積是守恒的。在質(zhì)量平衡法中，需要用到溫度計(jì)、流量計(jì)以及壓力表等測(cè)量?jī)x器，測(cè)量結(jié)果的可靠程度更高[2]。同時(shí)，質(zhì)量平衡法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)埋地鋼質(zhì)管道的連續(xù)監(jiān)測(cè)，即便是管道中存在微漏也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但是其對(duì)泄露位置的定位精確程度相對(duì)較低。

（3）基于數(shù)學(xué)模型的檢測(cè)技術(shù)

能夠歸納入這一技術(shù)范疇的方法有很多種，包括系統(tǒng)辨識(shí)法、濾波器法、狀態(tài)估計(jì)器法等等。在這些方法的指導(dǎo)下，完成數(shù)學(xué)模型的建立，并輸入埋地鋼質(zhì)管道的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，就能夠在計(jì)算中完成泄露檢測(cè)與泄漏點(diǎn)的定位。該技術(shù)的成本投入相對(duì)較低，但是準(zhǔn)趣性與定位精度不高。

（4）基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的檢測(cè)技術(shù)

對(duì)于這一方法來說，需要相關(guān)人員將埋地鋼質(zhì)管道的運(yùn)行條件以及泄露信息輸入信息系統(tǒng)中，并建立起用于泄露檢測(cè)與泄漏點(diǎn)定位的兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成最終檢測(cè)。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)技術(shù)具有較高的靈敏度，準(zhǔn)確度也更高，但是在實(shí)際的泄露點(diǎn)定位中，由于只能完成到段的定位，所以定位精確程度相對(duì)較低。

（5）統(tǒng)計(jì)決策法

相比于上述的方法與技術(shù)來說，統(tǒng)計(jì)決策法更加新穎。在該方法中，主要通過對(duì)埋地鋼質(zhì)管道的出入口量壓力與流量之間的關(guān)系變化展開連續(xù)性的計(jì)算與對(duì)比，最終實(shí)現(xiàn)了泄露的檢測(cè)與泄漏點(diǎn)的定位。對(duì)于統(tǒng)計(jì)決策法來說，泄露檢測(cè)靈敏度與準(zhǔn)確度相對(duì)較高，但是定位的精確程度相對(duì)較低。

1.3 人工巡檢技術(shù)

結(jié)合上述的分析能夠了解到，基于硬件與軟件的埋地鋼質(zhì)管道泄露檢測(cè)定位技術(shù)有著不同的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)，需要相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際情況與需求完成選擇。但是，在城市中，由于燃?xì)獾墓芫W(wǎng)相對(duì)復(fù)雜，且基于硬件以及軟件的改建成本相對(duì)較高，所以需要進(jìn)一步優(yōu)化[3]。特別是對(duì)一些老舊的城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管線來說，基于硬件以及軟件的檢測(cè)技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)性較低，此時(shí)，可以應(yīng)用人工巡檢的方式完成泄漏檢測(cè)及泄漏點(diǎn)定位。

對(duì)于人工巡檢技術(shù)來說，其誤報(bào)率更低，更加適用于安裝任何泄露檢測(cè)設(shè)備的埋地鋼質(zhì)管道泄露檢測(cè)。但是，這種檢測(cè)方式不僅無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的泄露檢測(cè)，還會(huì)消耗大量的人力與物力，所以在實(shí)際的應(yīng)用中必須展開進(jìn)一步優(yōu)化。筆者認(rèn)為，為了在保證泄露檢測(cè)準(zhǔn)確性的情況下，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并降低對(duì)人力的消耗，可以通過將人工巡檢技術(shù)與其他檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方式完成城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道泄露的檢測(cè)定位。例如，可以將人工巡檢技術(shù)與埋地燃?xì)夤艿蓝ㄎ患夹g(shù)相結(jié)合的方式，提升檢測(cè)的效率;還可以通過人工巡檢技術(shù)與埋地鋼質(zhì)管道不開挖檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏地點(diǎn)的定位，此時(shí)，還可以應(yīng)用交流地電位差測(cè)量?jī)x完成管道防腐層破損點(diǎn)的查找，具體的原理示意圖如圖1。

另外，若是在埋地鋼質(zhì)管道的上方覆蓋著導(dǎo)電性很差的物質(zhì)，包括瀝青、凍土、巖石回填物、鋼筋混凝土等等，則上述的管道定位技術(shù)并不適用，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏點(diǎn)的檢測(cè)。此時(shí)，需要將人工巡檢技術(shù)與低頻超聲波檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，完成對(duì)埋地鋼質(zhì)管道泄露檢測(cè)以及泄漏點(diǎn)的定位。

2 城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道泄露檢測(cè)定位技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 基于外力破壞的燃?xì)庑孤?/p>

對(duì)于城市燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道泄漏檢測(cè)定位技術(shù)來說，相關(guān)人員能夠應(yīng)用這一技術(shù)完成對(duì)基于外力破壞而產(chǎn)生的燃?xì)庑孤哆M(jìn)行確定。筆者在應(yīng)用燃?xì)庑孤稒z測(cè)設(shè)備對(duì)特定地段的埋地鋼質(zhì)管道進(jìn)行檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，管道中疑似存在泄漏點(diǎn)。挖開驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)，該鋼質(zhì)管道上方存在水泥材質(zhì)的自來水管道，且燃?xì)夤艿乐杏休^為明顯的機(jī)械作用痕跡。在該痕跡的最深凹坑處發(fā)現(xiàn)了泄漏點(diǎn)，可以推斷，該燃?xì)夤艿佬孤┦鹿适怯捎跈C(jī)械外力破壞造成的，而通過管道泄漏檢測(cè)定位技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)該類型泄漏的檢測(cè)與定位。

2.2 基于腐蝕的燃?xì)庑孤?/p>

通過應(yīng)用管道泄漏檢測(cè)定位技術(shù)也能夠完成對(duì)由于腐蝕造成的燃?xì)庑孤兜臋z測(cè)與定位。筆者在應(yīng)用燃?xì)庑孤稒z測(cè)技術(shù)對(duì)特定地段的埋地鋼質(zhì)管道進(jìn)行檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，管道中疑似存在泄漏點(diǎn)（3處）。挖開驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)，實(shí)際存在兩處燃?xì)庑孤c(diǎn)，且均是由于腐蝕導(dǎo)致的管道穿孔。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，該泄露處的邊緣相對(duì)清晰，且手感光滑，所以這處泄漏可能是由于在為進(jìn)行陰極保護(hù)的條件下遭到散雜電流干擾所造成的?？梢宰C實(shí)，應(yīng)用管道泄漏檢測(cè)定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)腐蝕泄露的檢測(cè)與定位。

另外，在筆者的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，除上述兩種泄露類型之外，管道泄漏檢測(cè)定位技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)基于管道施工缺陷的燃?xì)庑孤┑臋z測(cè)與定位。筆者在對(duì)特定地段的埋地鋼質(zhì)管道進(jìn)行檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，中壓燃?xì)夤艿李A(yù)留頭的末端存在泄漏點(diǎn)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，該泄漏點(diǎn)的產(chǎn)生主要是由于在實(shí)際的燃?xì)夤艿腊惭b過程中，由于安裝失誤導(dǎo)致了預(yù)留頭處的燃?xì)庑孤?。此時(shí)，由于發(fā)生的長(zhǎng)時(shí)間的燃?xì)庑孤灶A(yù)留頭周邊的土壤與管道周邊的土壤顏色存在較為明顯的差異。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了最大程度的避免泄露事故的發(fā)生，探討與應(yīng)用泄露檢測(cè)定位技術(shù)具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。通過應(yīng)用聲發(fā)射檢漏技術(shù)等的硬件檢測(cè)、質(zhì)量平衡法、基于數(shù)學(xué)模型的檢測(cè)技術(shù)、統(tǒng)計(jì)決策法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的檢測(cè)技術(shù)，以及人工巡檢技術(shù)與其他定位技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)基于外力破壞的燃?xì)庑孤?、基于腐蝕的燃?xì)庑孤┑刃孤肚闆r的檢測(cè)與定位，促進(jìn)了燃?xì)夥?wù)質(zhì)量的提升。

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