埋地管道泄漏监测检测技术
沈功田，李光海。景为科左延田
（中国特种设备检测研究中心，北京１０００１３）（中国石油大学，北京１０２２４９）
摘要：综述了埋地管道泄漏监测与泄漏检测的各种无损检测技术，并讨论了各种方法的原理、适用范围、优点和缺点等。介绍的埋地管道泄漏监测技术包括流量平衡法、负压波法、声波法、实时瞬态模型（ＲＴＭ）法、监控与数据采集（ＳＣＡＤＡ）法、激光光导纤维法和电缆传感法等，泄漏检测技术包括声波法、红外热成像法、激光扫描法和可燃气体敏感法等。
关键词：埋地管道；泄漏监测；泄漏检测；综述；声波
中图分类号：ＴＧｌｌ５．２８文献标识码：Ａ文章编号：１０００—６６５６（２００６）０５—０２６卜０４
ＬｅａｋａｇｅＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＢｕｒｉｅｄＰｉｐｅｌｉｎｅｓ
ＳＨＥＮＧｏｎｇ－ｔｉａｎ。ＬＩＧｕａｎｇ－ｈａｉ，ＪＩＮＧＷｅｉ－ｋｅ
（ＣｈｉｎａＳｐｅｃｉａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）
ＺＵｏＹａｎ－ｔｉａｎ
（ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｕｓｅｄｂｙｌｅａｋａｇｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｏｆｂｕｒｉｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｓｃｏｐｅ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｌｅａｋａｇｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｂｕｒｉｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｆｌｕｘｅｑｕｉｔｙ，ｎｅｇａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｗａｖｅ，ｓｏｕｎｄｗａｖｅ，ｒｅａｌ—ｔｉｍｅｍｏｄｅｌ（ＲＴＭ），ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ（ＳＣＡＤＡ），ｌａｓｅｒｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｒｅａｎｄｃａｂｌｅｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｌｅａｋａｇｅｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｂｕｒｉｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｓｏｕｎｄｗａｖｅ－ｉｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｉｎｇ－ｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇａｎｄｆｌａｍｍａｂｌｅｇａｓｔｅｓｔｉｎｇ
ｍｅｔｈｏｄｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＢｕｒｉｅｄＰｉｐｅｌｉｎｅ；Ｌｅａｋａｇｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；Ｉ。ｅａｋａｇｅｔｅｓｔｉｎｇ；Ｒｅｖｉｅｗ；Ｓｏｕｎｄｗａｖｅ
对埋地管道泄漏的探测分为监测和检测两种。埋地管道泄漏监测主要是对管道从不漏到突然发生泄漏的过程的监测，一般是采用固定的装置对管道进行实时监测，一旦发生泄漏立即报警，使有关人员能够进行及时处理。其相应监测传感器和仪器设备一般在管道建设中已经安装好，其缺点是对已经产生的稳定的泄漏源无法检测到。根据传感器安装的具体部位，监测技术又分为内部和外部监测两种。
对管道泄漏的检测是从地上或外部定期进行，采用仪器从管道的外表面来发现泄漏点，以采取堵漏措施。检测仪器设备一般采用移动式，其优点是无需事先安装固定的传感器和检测设备，对埋地管道不会产生任何破坏或影响其正常生产，对已经稳
收稿日期：２００６—０４—０４定的和新发生的泄漏都可以进行识别。
１埋地管道泄漏内监测技术‘１￣４］
１．１流量平衡法
流量平衡法监测管道泄漏的原理为通过测量一段管道入口端与出口端的流量差来进行。在单位时间里，人口端的流量可能与出口端的流量不等。没有泄漏发生时流量差满足下面公式
Ｑｉ。一Ｑｏ。。ｌ≤ｄＱ。＋警
Ｕ‘
式中Ｑ．。——入口端流量
Ｑ。。。——出口端流量
ｄＱ。——流量测量的误差范围
ｄＶ。／ｄｆ——流量变化率
如果有泄漏发生，则以上关系式将不成立，即
２００６年第２８卷第５期２６１
ｌＱ。。一Ｑ。。。Ｉ＞ｄＱ。＋兰＃。
Ｕ￡
流量平衡法又分为管道平衡法、补偿流量平衡法和质量平衡法。管道平衡法对于管内压力、温度和传输介质组成成分变化引起流量的变化不进行补偿；补偿流量平衡法则进行补偿。目前使用的多数属于有补偿的流量平衡法检漏系统。质量平衡法通过流量和比重计的数据可以方便实现。
与其它检漏方法比较，流量平衡法的优点是可以发现微小泄漏。其缺点是对泄漏发生的反应慢和需要在每段管道的两端安装流量表，并且仅靠流量数据不能进行泄漏点定位。不过多数基于软件功能的流量平衡法检漏系统通过对压力数据进行分析可实现漏点定位。
目前美国ＣｏｎｔｒｏｌｏｔｒｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ公司推出的１０１０Ｉ，Ｄ检漏系统应用质量平衡法进行泄漏报警和漏点定位。适用管道长度为１６１ｋｍ（１００ｍｉｌｅ），漏点定位精度为１０ｍ。
１．２负压波法¨ｏ
对于突发性泄漏事故，负压波检测方法得到了广泛应用。当管道发生泄漏时，由于管道内外的压差，泄漏点的流体迅速流失，压力下降。泄漏点两边的液体由于压差而向泄漏点补充。这一过程依次向上下游传递，相当于泄漏点处产生了以一定速度传播的负压力波。根据泄漏产生的负压波传播到上下游的时间差和管内压力波的传播速度以计算出泄漏点的位置。定位的原理见图１，Ｌ为管道长度，ｚ为泄漏点，ｔ。和ｔ：为负压波传播到上下游站的时间。
工
三
蹦１负压坡泄漏定位原理
泄漏点的计算公式为
ｚ一半（３）
Ｚ２———＿＝—一ＬＪ，式中ｚ——泄漏点距上游站测压点的距离
Ｌ——上、下游站间距
口——负压波的传播速度
△ｆ——上游站与下游站压力突变的时间差
可以看出，泄漏点的计算公式很简单。式（３）中，管道两站间的准确长度Ｌ可以从管道的设计图２６２２００６年第鸽卷第５期
中得到。因此，精确确定负压波的传播速度ａ和负压波传播到上下游的时间差扯是两项关键技术。
负压波法是通过对管道压力变化的分析来进行泄漏判断的方法。该方法很大程度上取决于传感器的频响和灵敏度，因为在管道上的控制操作（如阀门的开启和关闭）也会产生高幅的压力波，泄漏产生的压力波会湮没在其中，因此信号处理和识别是该方法的一个重点，目前使用的有相关分析法、小波分析法和神经网络法等。
不同的压力波分析法主要区别是探测和识别负压波的方法。有些识别负压波波形的上升沿，有些是对全波形进行识别。
该方法的优点是适用于液体介质的长输管道，泄漏率大的泄漏定位精度和灵敏度高。缺点是不适于微小泄漏和渗漏。
１９９６年１０月，在胜利油田孤岛采油厂研制成功我国第一套原油集输管道泄漏检测系统。１９９８年１月，在中（原）洛（阳）线濮阳一滑县段研制成功我国第一套实用化的原油长输管道泄漏检测与定位系统，并取得显著的经济效益。目前，已在我国的３０００多公里的长输管道上安装了国产原油管道泄漏检测与定位系统，取得了显著的经济效益和社会效益。
１．３声波法
声波法是２０世纪８０年代初从美国开始发展起来，目前在已在美国、澳大利亚和我国台湾地区得到应用。其检测原理是当输送管管壁破裂时，管内的流体瞬间自洞孔喷出，管内外压力差将会产生特定频率的声波信号，信号会沿上、下游的管线传送，利用信号到达管线上传感器的时间差，可计算出泄漏位置。
美国德克萨斯州的ＡｃｏｕｓｔｉｃＳｙｓｔｅｍＩＮＣ（ＡＳＩ）公司已采用该技术２０多年，开发的ＷａｖｅＡｌｅｒｔⅦ声波管道泄漏检测系统在上述国家和地区的２２个压力管道工程上得到应用，该方法具有如下特点：（１）能短时间探测出泄漏位置，探测气体介质管道３ｋｍ约用１５Ｓ，１５ｋｍ约５０Ｓ，探测油管３ｋｍ约１０Ｓ，１５ｋｍ约２０Ｓ，两探头间距最远达９０ｋｍ。
（２）泄漏源定位精度为±３０ｍ。
（３）具有高灵敏度分辨率，在流体静止、马达泵浦启动、阀门开关时，皆可正常操作和监视。
（４）泄漏＜ｌ％正常流量时也可检测。
（５）智能型数据采集器，可以自动过滤周围环境噪音，使误报率降＜４次／ａ（年）。
１．４实时瞬态模型（ＲＴＭ）法
ＲＴＭ法是基于流体参数（流量、压力和温度），并考虑了管道参数（长度、直径和厚度）和传输介质的参数（密度和粘度）进行建模。该方法利用动量守恒、能量守恒和大量的流体方程建立管道流体力学和水力学工作模型，对管道工作状态进行仿真，通过将测量的数据和预制的管道工作模型比较即可确定漏点的位置和尺寸。实时瞬态模型法是目前埋地压力管道最灵敏、最复杂、成本最高的检漏方法。泄漏监测和定位只是该方法的部分功能。泄漏检测和定位分三步，首先根据管道入口端的压力传感器数据计算管道各处压力；然后根据管道出口端的压力传感器数据计算管道各处压力；再将计算出的两条管道压力曲线进行比较，其交点即为漏点位置。
系统安装的传感器越多，准确性就越高。经过精心调整的模型能够区分系统故障、干扰或泄漏。１．５监控与数据采集（ＳＣＡＤＡ）法
ＳＣＡＤＡ系统是基于计算机的通讯系统，有管道运行参数的监视、处理、传输和显示的综合功能。系统可直接用于泄漏检测，需要沿管道布置分站装置，包括远距离终端设备ＲＴＵｓ（ＲｏｍｏｔｅＴｅｒｍｉｎａｌＵｎｉｔｓ）、可编程逻辑控制器ＰＬＣｓ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ）和其它电子测量设备。工作时从各分站实时收集管道运行数据，数据可通过微波、卫星或电缆传输。来自各分站的数据汇总到主终端设备ＭＴＵ（ＭａｓｔｅｒＴｅｒｍｉｎａｌＵｎｉｔ），ＭＴＵ由一个或多个计算机组成，完成数据的存储、处理和显示，监控员可根据ＭＴＵ提供的数据进行必要的操作。在不间断的数据循环收集中ＭＴＵ依次和各分站ＲＴＵｓ联络，进行数据传输。因为泄漏判断的原始数据来自各分站，因此ＭＴＵ和ＲＴＵｓ间的数据传输率会影响到泄漏检测的灵敏度。ＳＣＡＤＡ系统会在数据处理前对收集的数据进行有效性检查，事实上该种检查保证了系统的灵敏度和准确性。此外，ＳＣＡＤＡ系统可能对预设工况自动做出响应，如在一定条件下开启或关闭阀门。其综合功能被工程界认为是目前最有前景的管道监测控制方法。
该方法是近几年随计算机技术、现代控制理论和信息技术的发展而发展起来的具有广阔前景的新方法。其优点是泄漏报警准确，漏点定位精度高，并具有决策控制功能，缺点是要求管道模型准确，运算量大，成本高，需要大量的高精度的测量仪表、人员培训和系统维护。另外，为保证管道模型的准确，要针对每条管道的实际工况，进行大量的模拟仿真工作，其工程造价根据实际工况复杂程度不同，差异较大，但总体来说造价较高。目前ＣｒｉｔｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌＳｏ—ｌｕｔｉｏｎｓＩｎｃ．公司推出的ＬｅａｋＷａｒｎＣｌａｓｓｉｃ系统，在静态或瞬态状况下具有良好的检漏能力。
１．６流量平衡法
流量平衡法是根据管道入口和出口流量的差值来判断管道是否发生了泄漏。该方法简单而且容易实现，但检测精度受到流量检测精度的限制，反应时间较长，不能对泄漏点进行定位。
２埋地管道泄漏外监测技术
２．１气体敏感法
气体敏感法的原理是当埋地管道内的介质泄漏时，泄漏的气体会侵入周围土壤的空隙中，放置在土壤中的气体采集器会收集到这些气体。示踪剂或化学指示剂会提示是否有监测的气体存在，从而进行泄漏报警和漏点定位。该方法的优点是泄漏报警准确，精度高，漏点定位准确，能发现微小渗漏；但缺点是需要沿管道密布气体采集器，成本高。
在监测装置方面，ＦＣＩＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ，Ｉｎｃ．公司的ＡＨＰ一１００和ＤＨＰ一１００型碳氢化合物敏感器，能够在ｌｒａｉｎ内检测到泄漏气味，对于１／１０００浓度的气味检测精度为１０％。气体敏感检漏系统的气味采集器布置间距为６．１ｍ（２０ｆｔ．），每３．２ｋｍ（２ｍｉｌｅ）需建造分站，主站需要一台计算机和专用分析软件。
２．２激光光纤传感法
激光光纤传感法的检测原理为管道泄漏引起附近的光纤振动，最终通过激光干涉技术来探测引起光导纤维振动的部位，采用软件分析激光的变化特性从而确定压力管道泄漏的部位［６］。
光导纤维振动监测传感器可根据需要来制备，长度可为０～６０ｋｍ。当光纤传感器受到物体运动（比如径向或轴向压缩、拉伸和弯曲等）或声信号（如应变波或声发射波）的扰动时，传感器的响应将是扰动引起光纤敏化部分的函数。目前制造传感器的响应频率范围为０．１Ｈｚ～１００ｋＨｚ。
光导纤维振动监测传感系统可与光导纤维通讯工程使用同一条光缆甚至同一根光导纤维，因此不需要专门铺设光缆。
根据上述原理，澳大利亚ＦＦＴ公司已经开发出专门用于压力管道的光纤管道安全监测系统。该系
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２６３
统终端硬件由位于控制室的一台工业ＰＣ计算机（ＰＩＩＩ以上）、一个激光发射器和三个光电转换器组成。如采用光纤末端反射技术，只需要一台终端设备；如采用一端发射，另一端接受的模式，则需要两台终端设备。该系统需要三根光导纤维铺设于管道附近０．５ｍ以内的区域内，如管道附近已有埋设好的通讯光缆，可直接将其中的三根光导纤维用于管道泄漏监测系统。
如采用一台终端设备，该系统可直接监测６０ｋｍ长的管道，如采用一些光信号放大装置，可监测最长达３５０ｋｍ的长度，如对更长距离的管道进行监测则需要在中间安装更多的终端设备。
该检测系统不仅可以检测燃气管道的泄漏，而且还可以检测出第三方因施工等破坏管线的行为，并提出预警，使工作人员可以及时采取措施，防止危险行动进一步发生。
由于该系统的传感器是光学器件，不受电磁干扰，因此该系统测试灵敏度较高，同时可使用现有直埋通信系统光缆进行检测，大大降低工程费用。但由于光速传播很快，泄漏点的定位精度是多少尚不清楚；不能区分人为产生的机械振动和管道泄漏引起的机械振动，易产生误报；埋地土壤环境和泄漏方向对检测灵敏度的影响也不清楚，目前该方法的工程应用案例较少。
２．３电缆传感法
电缆传感法是将检测电缆埋设在管道附近，当电缆接触到泄漏的碳氢化合物时，对碳氢化合物敏感的电缆阻抗会发生变化，从而在漏点处反射电缆中传输的脉冲信号，通过对接收到的反射信号进行分析处理，可给出漏点的位置。
该方法的优点是漏点定位精度高、软件的设置和维护简单，缺点是成本高，监测电缆线需要专门安装，而且目前该方法的工程应用案例较少。
３埋地管道泄漏检测技术
３．１声波法
声波法是当流体穿过管壁漏孑Ｌ外泄时，会激发沿管道壁传输的声信号，贴装在管道外壁的声波传感器可监测到泄漏声信号的大小和位置。无泄漏时，声波传感器获得的是背景噪声信号，有泄漏时，可探测到低频泄漏声信号；如采用两个以上的传感器，通过相关分析即可对泄漏源进行定位。该方法可用一个钢制的杆状波导，一端深入地下和管道外壁接触，另一端贴装声信号传感器。其优点是检测２６４
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速度快，成本低，环境适应性强。缺点是检测距离短，两个传感器的间距为１００～３００ｍ。
目前市售的检测仪有英国ＲＡＤＣＯＭ公司的Ｓｏｕｎｄｓｅｎｓ多探头相关仪和德国ＳＥＢＡＫＭＴ公司的Ｃｏｒｒｅｌｕｘ多功能相关仪，但这些仪器主要适合水等液体介质的泄漏检测。最近，中国特种设备检测研究中心与北京声华新创科技有限公司共同研制出了适用于埋地管道气体泄漏点检测的专用仪器，在１００ｍ的间距内可以检测到２ｍｍ泄漏孔，在３００ｒｎ的间距内可以检测到５ｍｍ的泄漏孔。该仪器由数据采集模块、传感器、ＧＰＳ天线、充电器、计算机通讯和数据处理软件以及笔记本电脑等部件构成。图２为探测到的管道泄漏信号相关定位显示。
图２霄遭泄漏信号相关定位显示
３．２红外热成像法
该技术是近年由美国ＯＩＬＴＯＮ公司开发的。是利用直升机吊装的一部精密红外摄像机沿管道飞行，通过判读输送油料与周围土壤的温度场确定是否有油料泄漏。利用光谱分析可检测出较小泄漏位置。该方法可用于长管道和微小泄漏的检测。
埋地输气管道及其周围环境会向空中散发出不规则热辐射，经大气向空中传播，大气作为传输介质对辐射会有吸收和衰减作用，当输气管道发生泄漏时，漏出的气体（主要是甲烷）会对特定频率的红外辐射进行衰减，通过红外摄像，将其结果进行光谱分析，可以确定输气管道的泄漏。此种方法受周围环境的影响较大，对环境要求较高。
３．３激光扫描泄漏检测法
前苏联天然气自动化设计部门研制出了在直升飞机上使用的激光甲烷气体分析仪，飞机沿输气管线飞行时，向输气管线上方发射一束激光束沿输气管道扫描，激光束经地面反射到直升飞机上的激光甲烷气体分析仪上，当输气管道发生泄漏并在管道上方形成甲烷云团时，甲烷云团会吸收激光束的某
一频域的谱线，造成反射回激光甲烷气体分析仪该
中国机械工程学会无损检测分会
赴埃及参加第四届非洲无损检测会议简况
由中国机械工程学会无损检测分会总干事徐永昌带队的中国无损检测代表团共１６人，其中包括国防科工委代表８名，于２００６年２月８—２０日参加在埃及开罗举行的第四届非洲无损检测会议。本届大会有来自美国、英国、法国、德国和比利时等２２个国家的３２１位代表参加。中国代表团人数名列第二。
该会主办单位是埃及无损检测学会，大会举办了无损检测展览会，展商１４家，来自美国、德国、法国、英国、比利时、印度及非洲本土的一些国家。
中国无损检测分会参加该次会议的目的有：
（１）了解非洲无损检测技术状况和发展，增进与非洲各国无损检测学会间的友谊，加强与非洲各国无损检测同行的合作和联系；为我国的无损检测技术和产品开拓非洲市场创造条件。
（２）埃及无损检测学会友好地为中国无损检测学会免费提供一展台，宣传在中国举办的第１７届世界无损检测会议和中国的无损检测技术和产品。
（３）欧洲无损检测协会主席和国际无损检测委员会主席也参加会议，中国无损检测学会与他们分别商谈了中国加入欧洲无损检测人员资格认证体系的具体事宜和第１７届世界无损检测会议的准备工作情况汇报。
我国无损检测代表团带去的第１７届世界无损检测会议宣传资料ＮｅｗｓＬｅｔｔｅｒ和部分单位的产品介绍，在开幕式还没有开始就全部发完，展台上循环播放了第１７届世界无损检测会议将在中国举办的录像资料，许多国外无损检测技术人员与我国技术人员探讨了技术问题，了解了产品情况，并表达了与中国进行无损检测设备贸易，让中国的无损检测仪器设备进入国际市场的意向。总体来讲国外同行对中国的无损检测仪器设备和技术发展还不够了解，但他们比较能够接收中国产品的价格。
大会收到论文上百篇，录用８０篇，涉及所有常规无损检测五大方法以及教育、培训、资格鉴定和ＩＳＯ国际标准的宣贯介绍。没有大会宣读论文，两天半分组会交流，部分稿件用于张贴。其中也有我学会提供的一篇介绍学会资格鉴定工作的论文。该文主要强调学会即将采用ＧＢ９４４５－－２００５标准（等同采用ＩＳＯ９７１２标准），呼吁国际间在同一国际标准前提下实现人员资格证书互认，该举措既有利于本国也有利于世界。最后还介绍了一些有关第１７届世界无损检测会议的筹备情况，并诚邀非洲乃至全世界无损检测人员参加２００８年盛会。
（中国机械工程学会无损检测分会）
么１么１么１臼么１么１么１么１么１胡么１么１么１么１么１么１么１么ａ么１么１么１４么１么１么１么１４么１么１么１么１４４ｚａ么１么１么１么１历臼么１么１么１胡４么１么１么１么１
频域光谱的衰减，当该频域谱线的衰减超过一定阈值时，激光甲烷分析仪的指示器发出泄漏报警信号。该方法可以检测出较小的管道泄漏，但该方法受环境和气候的影响，其使用受到一定的限制。
３．４气体敏感法
该仪器为一般叫嗅敏仪的便携式仪器，其检测探头为可燃气体传感器。检测时，检测人员携带仪器和传感器并紧贴地面沿管道移动，如空气中有超过设定浓度的可燃性气体，泄漏检测仪就会报警。采用该方法，一台仪器日检测管道达８ｋｍ左右。目前市售的ＴｒａｃｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ公司的ＳｅｅｐｅｒＴｒａｃｅ型泄漏检测仪，能够检测到４．５Ｌ／ｄ（天）（１加仑／ｄ）泄漏量的管道泄漏。
４结语
泄漏检测方法很多，一条管道要选用哪种泄漏监测或检测方法则需要根据管道的设计参数、传输介质的参数、设备的经济性和数据通讯能力来综合选择，没有一种单一的泄漏监测或检测方法可适用任何管道。目前，对于长输管道一般采用泄漏监测技术，而对于城市埋地燃气管道，一般采用泄漏检测技术。对于液体长输管道的泄漏监测负压波方法应用最广，而对于气体长输管道的泄漏监测声波法应用最广。城市埋地燃气管道泄漏检测最常用的是气体敏感法，但该方法不能发现准确的泄漏点，因此研制出基于声波法原理的泄漏点定位相关仪器将有广泛的应用前景。
参考文献：
Ｅｌｌ陈华敏，师学明，张云姝，等．管道泄漏检测技术进展［Ｊ］．安全与环境工程，２００３，１０（３）：５８—６１．
（下转第２７１页）
２００６年第勰卷第５期２６５
０．００８。③对较大点状细节影像，为０．００６。
图３为１８８８年由Ｋ６ｎｉｇ给出的结果，可见，在
适当的照明亮度时（如在３０～２０００ｃｄ／ｍ２），视觉的亮度对比度阈值可达到０．０１７５左右。对应的可识别最小黑度差ＡＤ。。≈ｏ．００８。
∞偿．ｇ苦
司
亮度／ｃｄ．ｍ一２
图３小对比度细节影像可识别性
以上研究结果表明，识别细节影像所需的最小对比度与观察时的照明亮度直接相关，与底片黑度无关。关于ＡＤ。ｉ。，视觉特性专家研究的结论可概括为，识别细节影像所需要的最小对比度决定于眼睛的视觉特性，与观察时的照明亮度直接相关，也与细节本身的形状和尺寸相关。即对于一个特定形状和尺寸的细节影像，在适当的观察照明条件下（如观察亮度为３０～２０００ｃｄ／ｍ２），识别该细节影像所需要的最小黑度差△Ｄ一是一个常数。
寥
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麒
黑度Ｄ
图４底片黑度、观片亮度与灵敏度的关系（ＫＳ－３型观片灯的亮度较ＳＦ一５４型观片灯高３倍）
检验标准的规定，特别是近年来国内外射线照相检验标准关于底片黑度的规定也不符合。国外射线照相检验标准关于底片黑度规定的基本变化是，不断提高底片黑度的下限值并取消上限值，如Ａ级Ｄ≥２．０；Ｂ级Ｄ≥２．３。当底片黑度提高时，缺陷影像可以得到更大的对比度ＡＤ，只要有适当的观察照明亮度，由于对某个特定缺陷ＡＤ。，。可以保持为一常数值，则在高黑度时缺陷将更容易识别。在较早年代关于底片黑度的规定，受到的主要限制就是观片灯亮度的水平不够高。近年来不断提高底片黑度的下限值，原因就在于观片灯亮度水平的提高。
基于以上分析可知，对于射线照相检验底片，不存在最佳黑度。
４结论
参考文献：
实际上在日本ＪＩＳＧ０５８１－－１９６８标准的编制说
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片灯具有足够的亮度时，底片的像质计灵敏度随着Ｅ３］强天鹏．射线检测ＥＭ］．重庆：云南科技出版社，２００１．底片黑度的增大而提高，仅在观片灯的亮度不足时，８７?
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着底片黑度增大而降低。显然，它已否定了日本无‘５１煮＃薏：冀学手册‘Ｍ３?西安：陕西科技出版社，１９８６?
损检测学会培训教材中关于最佳黑度的讨论。另
［６］ＨａｌｍｓｈａｗＲ．ＰｈｙｓｉｃｓｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＲ。ｄｉ。ｌ。ｇｙ［Ｍ］．外，该教材对某些具体情况给出的最佳黑度是２．０
ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ：ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓＬｔｄ，１９７１．左右（有时也认为是２．５左右），显然，这与射线照相２１０—２１５．
历历么１４历么１么１么１么１么１么１４４么１４么１么１么１么１么１么１么１历历历历历历历历胡历历Ａａ历历４么１么１么１ｚａ么１么１么１么１历么１么１（上接第２６５页）进展口］．化工设备与防腐蚀，２００２，２１（５）：４０－－４４．
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２∞６年筻勰。囊５期２７１
埋地管道泄漏监测检测技术
作者：沈功田， 李光海， 景为科， 左延田， SHEN Gong-tian， LI Guang-hai， JING Wei-ke ， ZUO Yan-tian
作者单位：沈功田,李光海,景为科,SHEN Gong-tian,LI Guang-hai,JING Wei-ke(中国特种设备检测研究中心,北京,100013)， 左延田,ZUO Yan-tian(中国石油大学,北京,102249)
刊名：
无损检测
英文刊名：NONDESTRUCTIVE TESTING
年，卷(期)：2006，28(5)
被引用次数：3次
参考文献(6条)
1.陈华敏.师学明.张云姝管道泄漏检测技术进展[期刊论文]-安全与环境工程 2003(03)
2.张连文管道泄漏检测技术及评价[期刊论文]-油气田地面工程 2003(04)
3.夏海波.张来斌.王朝晖管道泄漏检测方法[期刊论文]-传感器技术 2002(11)
4.王信.刘建国.马伟东国内外管道泄漏检测技术进展[期刊论文]-化工设备与防腐蚀 2002(21)
5.陈钢压力容器与压力管道完整性技术 2005
6.Tapanes E Fibre optic sensing solutions for real time pipeline integrity monitoring 1999(04)
相似文献(3条)
1.学位论文袁朝庆热力管道泄漏光纤光栅检测技术研究2007
热力管道属生命线工程，一旦发生破坏，将会对取暖和热力生产造成严重的影响，产生直接经济损失和不良社会影响。管道的泄漏，特别是微小泄漏，如能及时发现，将为管道的及时维修、保养提供科学的预测信息，以便预防大的泄漏发生。因此，对管道泄漏的检测研究具有极为重要的现实意义。热力管道泄漏时，泄漏出的热水与周围环境存在温度差，通过关键点处的光纤光栅温度传感器可感知温度变化，从而判断泄漏的发生。该项研究可为石油、天然气、热力等管道的泄漏检测提供一种新方法。本文在总结管道泄漏检测的研究现状和发展趋势的基础上，针对热力管道泄漏，进行了实验研究、理论分析和仿真计算，并结合实际工程应用，为建立管道泄漏光纤光栅温度监测系统提供了理论依据和应用经验。主要研究内容及结果如下
：
⑴介绍了光纤光栅传感技术的特点、应用情况及光纤光栅的工作原理，分析了光纤光栅对应力和温度的敏感特性，叙述了光纤光栅的解调方法和光纤光栅组成准分布式系统的工作原理，阐述了光纤光栅温度传感系统检测热力管道泄漏的可行性。
⑵设计了检测埋地热力管道泄漏的室内实验装置，测试了实验模型泄漏前、后的埋地管道周围土壤温度场，研究了管道泄漏后热水的渗流和温度场的耦合，得到了热力管道周围土壤温度场的变化规律。实验表明可通过周围土壤温度场的变化判断热力管道的泄漏，实验结果为数值计算模型的建立及数值模拟提供了依据。
⑶根据前人的研究成果，给出了热力管道泄漏前土壤温度场的物理和数学模型，将土壤这一半无限大区域简化为有界的区域。泄漏前管道周围土壤温度场将作为管道泄漏后非稳态土壤温度场计算的初始条件。建立了热力管道发生点泄漏后的三维非稳态的管道周围土壤温度场的物理和数学模型，以及热力管道发生线泄漏后的二维非稳态管道周围土壤温度场的物理和数学模型，并给出了相应的边界条件。
⑷确立了数值仿真计算模型及具体的计算参数，应用Fluent软件进行了管道泄漏前、后的管道周围土壤温度场的实验室模型和某一实际供热工程的仿真计算。利用数值仿真对泄漏前、后管道周围非稳态土壤温度场的分布变化规律进行总结，建立了泄漏量与温度影响区域的关系，进行曲线拟合。与实验数据对比分析，仿真效果较好。
⑸结合光纤光栅温度传感系统在大庆市某段10公里长热力管道工程的实际应用，总结了泄漏监测系统的设计和施工经验，并为检验该监测系统的工程应用效果创造了条件。
2.会议论文沈功田.李光海.景为科.左延田埋地管道泄漏监测检测技术2006
本文综述了埋地管道泄漏监测与泄漏检测的各种无损检测技术,并讨论了各种方法的原理、适用范围、优点和缺点等.介绍的埋地管道泄漏监测技术包括流量平衡法、负压波法、声波法、实时瞬态模型(RTM)法、监控与数据采集(SCADA)法、激光光导纤维法和电缆传感法等,埋地管道泄漏监测技术包括声波法、红外热成像法、激光扫描法和可燃气体敏感法等.
3.学位论文陈萍压电式管道泄漏信号的特征提取及应用研究2009
目前，管道运输在国民经济的发展中发挥着越来越重要的作用，然而，由于管道自然老化腐蚀，施工造成的断裂，人为的偷油破环，管道运行的可靠性和安全性不能得到很好地保障，因此，在经济发展中，确保管道安全可靠的运行有着迫切的需求。
先进的管道泄漏检测技术是管道正常运行和安全防护的关键手段。在实际的管道泄漏检测中，要做到准确的从含有噪声的泄漏信号中提取真实的泄漏信号，增强泄漏信号，其关键就在于泄漏信号特征的提取。但是，由于埋地管道的管径和材质，以及不同的埋设条件，管道泄漏信号具有不同的时、频率特征，管道泄漏信号的特征不但容易受到不同工况条件下噪声的干扰，而且还在管道中散射和反射，另外，传感器的非线性误差，变送器模数转换的量化误差都会影响管道泄漏信号的特征。正是由于以上原因，在复杂工况条件下，管道泄漏信号的特征提取变得异常困难，这也是在管道泄漏检测领域中众多学者研究的热点之一。
本文以基于压电式动态压力传感器的管道泄漏信号暂态过程为研究对象，分析不同工况下首、末站泄漏信号的差异，介绍基于神经网络的管道泄漏信号特征提取的方法。提出把动态压力信号做正负区间划分，把相邻区间信号的累加值差分、均值差分和峰值差分作为泄漏信号识别的三个特征量。同时通过对泄漏信号特征量做相对量化，给出泄漏信号特征量的横向、纵向合理性的评判依据，并以此评判依据对实际泄漏信号中提取得到的特征量进行检验，验证特征量提取方法的合理性。最后，给出以首站、末站特征量共同作为输入的神经网络管道泄漏诊断模型及其训练、检验结果。
管道泄漏监测系统的稳定性一方面取决于管道泄漏信号检测算法的准确性，另一方面还取决于管道泄漏监测系统程序设计和管道泄漏监测系统所依托的操作系统的稳定性。在提出基于神经网络的管道泄漏信号特征提取方法的基础上，本文还设计一套基于Linux操作系统的管道泄漏监测系统。该管道泄漏监测系统很好地利用Linux操作系统运行性能稳定的特点，以Qt作为Linux平台下的开发语言，通过TCP/IP网络来接收管道数据采集终端采集的管道动态压力信号，利用Sqlite数据库来对管道动态压力信号进行存储。该管道泄漏监测系统包括实时数据接收、历史数据查询、数据库存储等模块。
引证文献(3条)
1.沈功田.刘时风.王玮基于声波的管道泄漏点定位检测仪的开发[期刊论文]-无损检测 2010(1)
2.刘金海.张化光.冯健基于压力时间序列的输油管道在线泄漏故障诊断算法[期刊论文]-东北大学学报（自然科学版） 2009(3)
3.陆军无损检测在特殊工业建设工程质量监督中的应用[期刊论文]-中国测试技术 2007(6)
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油气管道泄漏检测技术综述 (新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0015
油气管道泄漏检测技术综述(新版) 摘要：简单说明了油气长输管道泄漏的原因和泄漏的危害，简单回顾了国内外油气长输管道泄漏检测技术发展的历史，详细介绍了热红外线成像、探地雷达、气体成像、传感器法、探测球法、半渗透检测管检漏法、GPS时间标签法、放射性示踪剂法、体积或质量平衡法、压力波法、小波变换法、相关分析法、状态估计法、系统辨识法、神经网络法、统计检漏法和水力坡降法等20多种管道泄漏检测技术方法，同时介绍了泄漏检测方法的诊断性能指标和综合性能指标，最后指出了现在存在的问题和发展的趋势。 关键词：油气；长输管道；泄漏；原因；检测方法；性能指标；问题；发展；趋势 油气长输管道发生泄漏的原因多种多样，但大致可以分为：(1)管道腐蚀：防护层老化、阴极保护失效,以及腐蚀性介质对管道外壁
造成的腐蚀和传输介质的腐蚀成分对管道内壁造成的腐蚀；(2)自然破坏：由于地震、滑坡等自然灾害以及气候变化使管道发生翘曲变形导致应力破坏；(3)第三方破坏：不法分子的盗窃破坏,施工人员违章操作,野蛮施工造成的破坏；(4)管道自身缺陷：包括管道焊接质量缺陷,管道连接部位密封不良,未设计管道伸缩节,材料等原因。油气管道泄漏不仅给生产、运营单位造成巨大的经济损失，而且会对环境造成破坏、严重影响沿线居民的身体健康和生命安全。 1检漏技术发展历史 国外从上个世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究。早在1976年德国学者R.Isermann和H.Siebert就提出以输入输出的流量和压力信号经过处理后进行互相关分析的泄漏检测方法；1979年ToslhioFukuda提出了一种基于压力梯度时间序列的管道泄漏检测方法；L.Billman和R.Isermann在1987年提出采用非线性模型的非线性状态观测器的检漏方法；A.Benkherouf在1988年提出了卡尔曼滤波器方法；1991年Kurmer等人开发了基于Sagnac光纤干涉仪原理的管道流体泄漏检测定位系统；1993年荷兰壳牌
管道泄漏检测方法简单比较 管道泄漏检测技术的研究从上世纪九十年代开始，历经二十年，已经有放射物检测法、质量平衡法、电缆检测法、微波探测、磁场感应传感器探测法、红外探测法等多种直观、简单的方法被淘汰，现在行业中有三种方法被广为介绍：光纤检漏法、负压波法、次声波法。 1、光纤检漏法： 根据Joule-Thomson效应原理，当管道发生泄漏时，泄漏源附近的温度会相应降低，监视该局部温度变化，可以对泄漏进行监测和定位。根据这个原理，光纤法应该是非常有效并且定位准确的，但存在以下几个问题： ①当泄漏量较小时，泄漏源附近温度变化较小，对光纤传感器的检测灵敏度要求相当高，因此成本也相应偏高。 ②当使用与管道平行埋设的光纤时，由于当初埋设光纤的目的不是做管道泄漏检测，因此，光纤的埋设离管道有一定的距离，并不是贴着管道埋设（实际工程中，我们多次遇到光纤离管道有十几米距离的情况），如此一来，因管道发生泄漏而引起的温度降低，光纤就检测不到。 ③即使原有光纤与管道离得很近，当发生图一情况时，由于光纤和泄漏点处于管道的两端，仍然无法报警，按照国外的报道，光纤检测系统里面的光纤需要三根均匀分布在管道周围（如图二所示），才能确保管道的泄漏报警。 图一：检测光纤与泄漏点处于管道两端
图二：光纤应埋设三根，均匀分布在管道周围 2、负压波法 当管道发生泄漏时，泄漏处由于管道内介质外泄造成管道压力突然下降，在流体中产生一个瞬态负压波，负压波沿管道向上、下游传播。由于管道的波导作用，负压波可传播数十公里，根据负压波到达上、下游测量点的时间差以及负压波在管道中的传播速度，可以计算泄漏位置。由于负压波法有效距离长、安装简捷、成本较低，目前在国内得到广泛的的应用。 负压波法有其自身的缺陷，表现在以下几个方面： ①对泄漏量要求很大：负压波法能迅速检测出泄漏量很大的泄漏，对泄漏量较小的泄漏没有效果。目前，业界对能够报警的泄漏量值说法不一，根据胜利油田一个招标项目里给出的指标：灵敏度：系统应在20秒之内探测出大于流量10%的泄漏，2分钟内探测出大于管道设计流量2%的泄漏；我们依稀可以推测出2％是一个很高的指标（详见胜利油田2013年3月招标文件《07管线漏失监控系统》）； ②在天然气管道上不起作用：在天然气管道上，如果发生泄漏，泄漏处的压缩气体迅速扩张，不产生可以检测得到的负压波，因此，负压波法对天然气管道无能为力； ③在海底管道上不起作用：海底的管道受海浪冲刷，在海底如同面条般不停的摆动，管道内的介质压力相应的不停变化，负压波系统会不停的发出报警信号；福建泉港联合石化的一条总长15公里的海底管道，原本设计安装一套负压波系统，后因不停报警而撤换成次声波系统。 ④定位不准确：负压波信号是直流信号（波形如图3所示），信号从开始到结束的时
输油管道泄漏监测技术及应用 摘要：文章对国内外输油管道泄漏检测方法进行了分析，对油田输油管道防盗监测的方法进行了探讨。针对油田输油管道防盗监测问题，指出了油田输油管道防盗监测系统的关键技术是管道泄漏检测报警及泄漏点的精确定位，并介绍了胜利油田输油管道泄漏监测系统的应用情况。 主题词：输油管道泄漏监测防盗
泄漏是输油管道运行的主要故障。特别是近年来，输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故屡有发生，严重干扰了正常生产，造成巨大的经济损失，仅胜利油田每年经济损失就高达上千万元。因此，输油管道泄漏监测系统的研究与应用成为油田亟待解决的问题。先进的管道泄漏自动监测技术，可以及时发现泄漏，迅速采取措施，从而大大减少盗油案件发生，减少漏油损失，具有明显的经济效益和社会效益。 1 国内外输油管道泄漏监测技术的现状 输油管道泄漏自动监测技术在国外得到了广泛的应用，美国等发达国家立法要求管道必须采取有效的泄漏监测系统。 输油管道检漏方法主要有三类：生物方法、硬件方法和软件方法。 1.1 生物方法 这是一种传统的泄漏检测方法，主要是用人或经过训练的动物（狗）沿管线行走查看管道附件的异常情况、闻管道中释放出的气味、听声音等，这种方法直接准确，但实时性差，耗费大量的人力。 1.2 硬件方法 主要有直观检测器、声学检测器、气体检测器、压力检测器等，直观检测器是利用温度传感器测定泄漏处的温度变化，如用沿管道铺设的多传感器电缆。声学检测器是当泄漏发生时流体流出管道会发出声音，声波按照管道内流体的物理性质决定的速度传播，声音检测器检测出这种波而发现泄漏。如美国休斯顿声学系统公司（ASI）根据此原理研制的声学检漏系统（wavealert），
管道泄漏检测技术应用分析 摘要:近年来,油气输送管道泄漏事故时有发生,造成了巨大经济损失和环境污染。因此,对液体输送管道进行检测和定位的研究与实践非常必要。介绍了国内外液体输送管道泄漏检测与定位的主要方法,分析了各种方法的原理及优缺点,提出了实际实施过程中应注意的问题及相应对策。 关键词:泄漏;检测技术;分析 1 基于硬件的管道泄漏检测方法 基于硬件的检测方法主要有:直接观察法,泄漏电缆法,示踪剂检测法[1]和光纤泄漏检测法[2],其中基于光纤传感器的管道泄漏检测方法越来越受到人们的重视。 1.1 直接观察法 该方法是指有经验的工作人员用肉眼观测、闻气味、听声音查出泄漏的位置, 或专门训练过的狗通过辨气味确认泄漏位置。 早期的管道泄漏检测方法是有经验的技术人员沿管线行走查看管道附近异常情况,闻管道释放出来的介质的气味,或听介质从管道泄漏时发出的声音。这种检测方法的结果主要依赖于个人经验和查看前后泄漏的发展。另外一种方法是用经过训练的、能够对管道泄漏物质的气味很敏感的狗进行检测。该方法无法对管道泄漏进行连续检测,灵敏性较差。 宁波广强机器人CCTV管道检测机器人利用先进的CCTV内窥检测技术进行管道检测。广强管道检测机器人是按照国家卫生部颁发的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》的相关技术要求，设计的进行检测的专业设备，可完成各种检测作业，还可搭载各种声纳、切割设备，可按需定制。广强机器人是完成公共场所集中空调检测项目的得力工具。 管道机器人具有超强驱动力，通过镜头可以观测管道内景了解管道内部情况并完成采样维护作业。广强管道机器人小巧灵活，便于携带，造型美观，可搭载在车上，一次即可完成多种检测和维护作业。广强机器人管道机器人用途：用于公共场所集中空调采样和检测、用于环境卫生、职业安全、检验检疫等场所的检测，是检测人员的最佳安全伴侣、最得力的工具.宁波广强机器人科技有限公司管道检测机器人是由控制器、爬行器高清摄像头、电缆等组成。在作业的时候主要是由控制器控制爬行器搭载检测设备进入管道进行检测。检测过程中，管道机器人可以实时传输管道内部情况视频图片以供专业维修人员分析管道内部故障问题。 去年7月，由广强公司自主研发的高端化管道探测机器人在杭州市萧山机场开始应用；该公司普及型管道探测机器人研发成功并投入使用，目前为止已经在浙江、江苏、安徽、山东等多省的管网检测中获得应用，在功能上设计上更加符合城乡管网的检验要求。与此同时，为满足高端市场实际需求，该公司还自主研发了多种cctv管道检测车，通俗来说就是将cctv管道检测系统集成到汽车内部。今年以来，广强公司已在浙江、江苏等省的相关政府招投标项目中中标。据了解，
油气管道泄漏检测技术综述 摘要： 石油是维持我国经济高速发展的战略性资源，石油管道则是是保障能源供给、关系国计民生的基础性设施。管道运输具有平稳连续，安全性好，运输量大，质量易保证，物料损失小以及占地少，运赞低等特点，已经成为石油运输的首选方式,但是随着管道的广泛应用、运行时间的延长,由于各种原因导致的管道泄漏也逐渐增多，不仅造成资源的浪费和环境污染,而且有火灾爆炸的危险，对周围居民的生产生活带来较大的威胁。因此，建立管道泄漏检测系统,及时准确地报告事故的范围和程度,可以最大限度地减少经济损失和环境污染，防止事故的发生。本文主要总结国内外近几十年来发展起来的管道泄漏检测和定位的主要方法,原理及优缺点。 关键词： 管道泄漏事故检测定位原理 正文： 1、事故案例 （1）、事故经过 2008年3月14日凌晨3时30分左右， 4名协勤人员在回兴镇兴科一路巡逻时，发现郑伟集资楼17# “小精点发廊”门市附近有较浓的天然气异味，在隔壁经营夜宵店的王祥金，就去敲门告知该户可能有天然气泄漏，当该门市人员开灯时随即发生爆炸。 （2）、事故原因 直接原因 临街PE（d110）燃气管线被拉裂，导致天然气泄漏，泄漏天然气通过地下疏松回填土层窜入室内，形成爆炸性混合气体，遇开关电器产生的火花引起爆炸。 间接原因 A、管线回填未对地基进行处理或采取防沉降措施，回填土层在雨水的浸润作用下产生沉降。 B、管线在外部载荷应力叠加作用下，对管线热熔焊缝产生一定影响，导致管线拉裂。 C、对管线走向不明，巡管不到位。 泄漏是输油管道运行的主要故障。目前，国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括：生物方法、硬件方法和软件方法。本文主要介绍硬件方法和软件方法，生物方法
国内外管道泄漏检测技术 [转帖]国内外管道泄漏检测技术管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。根据泄漏量的不同，管道泄漏一般分为小漏、中漏、大漏。小漏亦称砂眼，泄漏量低于正常输量的3%，主要是由于管道防腐层被破坏，管壁在土壤电化学腐蚀作用下出现锈点，腐蚀逐渐贯穿整个管壁的现象。中漏的泄漏量在正常输量的3%－10%之间。大漏的泄漏量则大于正常输量的10%。在管道运营中，由于倒错流程、干线阀门误动作等原因可能使干线超压造成管道泄漏。近年来犯罪分子打孔盗油也成为管道泄漏的主要原因之一。据统计，自1998年以来在中石油管道公司管辖的范围内，累计发生打孔盗油盗气案件将近300起。及时、迅速发现管道泄漏并准确判定泄漏点成为管线平稳安全运行的当务之急。以下对国内外有代表性的管道泄漏检测方法进行简要介绍。 人工巡线 人工巡线在国外石油公司也广为应用。美国Spectratek公司开发出一种航空测量与分析装置。该装置可装在直升机上，对管道泄漏进行准确判断。 我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查，虽与发达国家有较大差距，但针对我国国情来说，也是切合实际的。 管道内部检测技术 通过对清管器应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高了泄漏检测的可靠性和灵敏度。国际管道和近海承包商协会IPLOCA宣布，迄今为止已开发出30多种智能清管器。智能清管器应用了大量新近研发出来的电子技术和计算机技术，可依靠计算机对检测结果进行制图。新型清管器在硬件方面装备了传感器、数据贮存和处理设备、电视和照相设备；在软件上配备了专门用于分析用的软件包。此类清管器不仅可用于管道检漏，而且可勘查管壁结蜡状况，记录管内压力和温度，检测管壁金属损失。如磁漏式清管器，通过永久磁铁来磁化管壁达到磁通量饱和密度。清管器在管道中流动时，管壁内外腐蚀、损伤和泄漏等部位会引起异常漏磁场，并且感应到清管器中的传感器。管壁中的任何变化都会引起磁力线产生相应的变化。现在，微处理机和有限元数值计算技术的发展使清管器对信号识别和处理的功能大大增强。但磁漏式清管器的输出信号受管道压力、使用环境的影响较大，传感器的感应线圈仅对某种类型和尺寸的缺陷灵敏。一般来说这种清管器适合于金属孔隙探测。其他智能清管器中，还有超声波检测清管器、内径规清管器和核子源清管器等。 管道外部动态检测技术 随着自动化仪表、计算机技术的深入发展，各种动态检测技术也相继出现，如：压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等等。压力点分析法。压力点分析法可用于气体、液体的多相流管道的检测。当管线处于稳定工况时，流体的压力、速度和密度的分布是不随时间变化的。当泵或压缩机供给的能量发生变化时，上述参数是连续变化的。当管道发生泄漏后，液体将过渡至新的稳态。过渡时间从几分钟到十几分钟不等，由动量和冲量定理确定。压力点分析法检测流体从某一稳态过渡到另一稳态时管道内流体压力、速度和密度的变化情况，从中判断是否包含有泄漏信号。 特性阻抗检测法。由传感器构成的检漏系统可随时检测到管道微量原油的泄漏情况。传感器采用多孔聚四氟乙烯树脂作为绝缘材料。这种材料导电率、绝缘阻抗热稳定性好、不易燃烧、化学稳定性好。当漏油渗入以后，其阻抗降低，从而达到检漏的目的。 互相关分析法。设上、下两站的传感器接收到的信号分别为x(t)、y(t)。两个随机信号x(t)和y(t)有互相关函数Rxy(t)。如果x(t)和y(t)两信号是同频率的周期信号或包含有同频率的周
输油管道泄漏检测方法综述 2 检漏系统的性能指标 对一种泄漏检测方法优劣或一个检漏系统性能的评价 ,应从以下几个方面加以考虑 1 泄漏位置定位精度当发生不同等级的泄漏时 ,对泄漏点位置确定的误差范围。 2 检测时间管道从泄漏开始到系统检测到泄漏的时间长度。 3 泄漏检测的范围系统所能检测管道泄漏的大小范围 ,特别是系统所能检测的最小泄漏量。 4 误报警率误报警指管道未发生泄漏而给出报警信号。它们发生的次数在总的报警次数中所占比例。 5 适应性适应性是指检漏方法能否对不同的管道环境 ,不同的输送介质及管道发生变化时 ,是否具有通用性。 6 可维护性可维护性是指系统运行时对操作者有多大要求 , 及当系统发生故障时 ,能否简单快速地进行维修。 7 性价比，性价比是指系统建设、运行及维护的花费与系统所能提供性能的比值。 3 检漏方法 管道的泄漏检测技术基本上可分为两类 ,一类是基于硬件的方法 ,另一类方法是基于软件的方法。基于硬件的方法是指对泄漏物进行直接检测。如直接观察法、检漏电缆法、油溶性压力管法、放射性示踪法、光纤检漏法等。基于软件的方法是指检测因泄漏而造成的影响 ,如流体压力、流量的变化来判断泄漏是否发生及泄漏位置。这类方法有压力/ 流量突变法、质量/ 体积平衡法、实时模型法、统计检漏法、 PPA (压力点分析)法等。除上述两类主要方法外 ,还有其他的一些检漏法 ,如清管器检漏法。各类方法都有一定的适用范围。 3. 1 基于硬件的检漏法 3. 1. 1 直接观察法有经验的管道工人或经过训练的动物巡查管道。通过看、闻、听或其他方式来判断是否有泄漏发生。近年美国 OIL TON 公司开发出一种机载红外检测技术。由直升飞机带一高精度红外摄象机沿管道飞行 ,通过分析输送物
本文由tonyxiong77992贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 ｉｌｔｔ信■ ｏ科教前沿ｏ ２００８年第３５搠 输油管道泄漏检测及定位技术综述 朱志千王兮璐Ｉ西安科技大学陕西西安７１００５４） 【摘要】输油管道的泄露，不仅会造成巨大的经济损失，还会带来极大的危险，而且套造成对环境的严重污染。对此，本文系统介绍了近年来国内，Ｆ，ＩＩ油管线泄满检测及定位技术，并对比了各种方法的优缺点。【关键词】输油管绒；泄露；检测；定位０．引‘言管道运输具有平稳连续，安全性好，运输量大，质量易保证，物料损失小以及占地少，运赞低等特点，已经成为石油运输的首选方式。然而．由于管道服役时间不断增长而逐渐老化，或受到各种介质的腐蚀以及人为破坏等因素，会引起管道泄漏，严重威胁着输油管线的安全，及周围的自然环境，同时带来不可估量的经济损失。目前，国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括基于硬件的检测方法，如人工巡线、“管道猪”、声发射技术等；基于软件的检测方法，如负压波法、压力梯度法等。 时性较强，对泄漏点的定位较为精确。但是，声发射信号在输油管道上传播的距离极为有限，不利于长距离检测。闭基于硬件检测的方法还有很多。比如管内智能爬机系统（即“管道猪”）、光线检测、电缆检测及ＧＰＳ检测等。 ３．软件检测方法 基于软件的检测方法是指根据计算机数据采集系统（如ＳＣＡＤＡ系统）实时采集管道的流量、压力．温度及其他数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过计算对泄漏进行检测和定位。３．１负压波检测法当管道发生突然泄漏时，由泄漏部位会产生一个向管道上游或管道下游传播的减压波，称之为负压波。在管道两端设置压力传感器，当传感器检测到负压波。就可以削断泄漏并对泄漏进行定位。应用负压渡检测法的关键问题是如何区分正常操作与泄漏带来的负压波。负压波检测法灵敏准确。可以迅速地检测出大的泄漏，但是对于比较小的泄漏或已经发生的泄漏效果则／ｆｉ明显。‘３１３．２压力梯度法当输油管道内原油流动平稳时．压力沿管道是线性变化的，也就是说．压力呈斜直线分布。在管道的上、下游分别设置两个压力传感器．通过上、下游的压力信号可分别讣算出管道的压力梯度。当管道发生泄漏时，泄漏点前的流量变大，压力梯度变陡；泄漏点后的流量变小，压力梯度变平，其折点就是泄漏点。由此可以计算出泄漏点的位置。在实际运行中，由于沿管道压力梯度是非线性分布，因此压力梯度法的定位精度较差，并且仪表测量的精度和安装位置都对定位结果有较大的影响。３．３小波分析法小波分析是２０世纪８０年代中期发展起来新的数学理论和方法，是一种良好的时频分析工具。利用小波分析可以检测信号的突变、去嗓、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等。因此，可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪，以此检测泄漏并提高检测的精度。小波变换法的优点是不需要管线的数学模型。对输入信号的要求较低，计算量也不大，可以进行在线实时泄漏检测。克服噪声能力强，但是，此方法对由工况变化及泄漏引起的压力突降难以识别．易产生误报。３．４瞬变模型法瞬变模型法是建立管道内流体流动的数学模型，在一定边界条件下求解管道内流场。然后将计算值与管道端的实测值相比较。当实测值与计算值的偏差大于一定范围时，即认为发生了泄漏。在泄漏定位中使用稳态模型。根据管道内的压力梯度变化可以确定泄漏点的位置。瞬变模型法的报警门限值与测量仪器误差、流动模型误差、数值方法误差以及要求的报警时间均密切关。如果采用较小门限值来检测更小的泄漏。那么由于以上原因导致的不确定性就会产生更多的
国内外管道泄漏检测技术 ［转帖］国内外管道泄漏检测技术管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。根据泄漏量的不同，管道泄漏一般分为小漏、中漏、大漏。小漏亦称砂眼，泄漏量低于正常输量的3%，主要是由于管道防腐层被破坏，管壁在土壤电化学腐蚀作用下出现锈点，腐蚀逐渐贯穿整个管壁的现象。中漏的泄漏量在正常输量的3%－10%之间。大漏的泄漏量则大于正常输量的10%。在管道运营中，由于倒错流程、干线阀门误动作等原因可能使干线超压造成管道泄漏。近年来犯罪分子打孔盗油也成为管道泄漏的主要原因之一。据统计，自1998 年以来在中石油管道公司管辖的范围内，累计发生打孔盗油盗气案件将近300 起。及时、迅速发现管道泄漏并准确判定泄漏点成为管线平稳安全运行的当务之急。以下对国内外有代表性的管道泄漏检测方法进行简要介绍。 人工巡线 人工巡线在国外石油公司也广为应用。美国Spectratek 公司开发出一种航空测量与分析装置。该装置可装在直升机上，对管道泄漏进行准确判断。 我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查，虽与发达国家有较大差距，但针对我国国情来说，也是切合实际的。 管道内部检测技术通过对清管器应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高了泄漏检测的可靠性和灵敏度。国际管道和近海承包商协会IPLOCA 宣布，迄今为止已开发出30 多种智能清管器。智能清管器应用了大量新近研发出来的电子技术和计算机技术，可依靠计算机对检测结果进行制图。新型清管器在硬件方面装备了传感器、数据贮存和处理设备、电视和照相设备；在软件上配备了专门用于分析用的软件包。此类清管器不仅可用于管道检漏，而且可勘查管壁结蜡状况，记录管内压力和温度，检测管壁金属损失。如磁漏式清管器，通过永久磁铁来磁化管壁达到磁通量饱和密度。清管器在管道中流动时，管壁内外腐蚀、损伤和泄漏等部位会引起异常漏磁场，并且感应到清管器中的传感器。管壁中的任何变化都会引起磁力线产生相应的变化。现在，微处理机和有限元数值计算技术的发展使清管器对信号识别和处理的功能大大增强。但磁漏式清管器的输出信号受管道压力、使用环境的影响较大，传感器的感应线圈仅对某种类型和尺寸的缺陷灵敏。一般来说这种清管器适合于金属孔隙探测。其他智能清管器中，还有超声波检测清管器、内径规清管器和核子源清管器等。 管道外部动态检测技术随着自动化仪表、计算机技术的深入发展，各种动态检测技术也相继出现，如：压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等等。压力点分析法。压力点分析法可用于气体、液体的多相流管道的检测。当管线处于稳定工况时，流体的压力、速度和密度的分布是不随时间变化的。当泵或压缩机供给的能量发生变化时，上述参数是连续变化的。当管道发生泄漏后，液体将过渡至新的稳态。过渡时间从几分钟到十几分钟不等，由动量和冲量定理确定。压力点分析法检测流体从某一稳态过渡到另一稳态时管道内流体压力、速度和密度的变化情况，从中判断是否包含有泄漏信号。 特性阻抗检测法。由传感器构成的检漏系统可随时检测到管道微量原油的泄漏情况。传感器采用多孔聚四氟乙烯树脂作为绝缘材料。这种材料导电率、绝缘阻抗热稳定性好、不易燃烧、化学稳定性好。当漏油渗入以后，其阻抗降低，从而达到检漏的目的。 互相关分析法。设上、下两站的传感器接收到的信号分别为x(t) 、y(t) 。两个随机信号x(t) 和y(t)有互相关函数Rxy(t)。如果x(t)和y(t)两信号是同频率的周期信号或包含有同频率的周期成分，那么，即使t 趋近于无穷大，互相关函数也不收敛并会出现该频率的周期成分。如果两信号含有频率不等的周期成分，则两者不相关。 压力波法。压力波法是目前国内应用比较普遍的检漏方法。当管线某点发生泄漏时，该点可视为向上、下游传递压力的压力源，同时向上、下游传递一个减压波，即现为上站的出站压力和下站的进
《过程装备腐蚀与防腐》科技论文指导老师：黄福川 （2010下学期） 学院：化学化工学院 班级：过程装备与控制工程081班姓名：罗涛 学号：0804310129
管道泄漏检测与精确定位 摘要：本文主要介绍了声波在检测管道泄漏方面的应用。国内外较为广泛应用的管道测漏技术主要为负压波法和新声波法，在介绍声波法原理及发展趋势的基础上，对新声波法测漏技术的原理、系统配置、技术指标、关键技术、现场测漏试验及应注意的问题进行了分析，为国内管道测漏系统的开发提供了技术依据，也在泄露事故和防止盗油有实际意义。 Abstract: This paper mainly describes the acoustic detection application in pipeline leaks. Suction wave and sound wave are widely used for detecting pipeline leaks. Base on the principle and the development trend of acoustic method, analysis for acoustic leak detection technology on the new principles, system configuration, technical indicators, key technologies, on-site leak testing and should pay attention to issues. provide a technical basis on pipeline leak detection system, and it is also meaningful to leak and prevent the Stolen oil and pipeline leaks. 关键词: 石油管道管道泄漏检测与定位声发射检测神经网络小波分析SCADA系统 一、管道泄漏检测与定位的意义： 管道运输已经是我国的主要运输手段之一，目前全国各地建成的各类输送管道长度已超过70 000 km。但是由于管道设备老化（腐蚀）和人为原因(施工、盗油和破坏等)还有防腐失效的影响,管道泄漏事故经常发生。比如最近发生的大连新港输油管道爆炸带来重大污染；英国石油公司可能在墨西哥湾出现的海底管道渗漏都是不仅造成大量的损失而已造成了严重的污染。。因此，及时对流体输送管道的泄漏进行检测和泄漏点的定位,防止泄漏事故进一步扩大,具有重要的经济效益和社会效益。 二、泄漏点检测常用方法和评测手段： (1) 目前广泛应用的是基于负压波和基于声波信号的泄漏检测与定位方法。当管道某处突然发生泄漏时,在泄漏处将产生瞬态压力下降,形成一个负压波,该波以1 000 m/ s的速度从泄漏点向两端传播然后根据压力信号分析，但是基于负压波的有几类共性的问题： ①由于管道都是高压1—5 MP，所以对小泄露量和缓慢泄露（压力变化0.01MPa左右）不够灵敏和漏报比较普遍。 ②这类系统抗工况绕道能力比较差，系统误报比较多。 如果一味的提高对小泄流量检测的灵敏度，会导致更多的误报，所以需要寻找一种更好的方法。 (2) 常用的检测方法。一类是外部环境检测，早期就是用人员的外部巡视法（比较原始）、油气敏线缆、检测光纤（PCS和光纤温度传感器）。另一类是管内流动状态检测，有基于模型、基于信号处理、基于模式和人工神经元网络的方法. (3)常用的评测方法 对一个实际的故障诊断系统，可以用以下性能指标加以评价：泄漏检测的灵敏度、泄漏点的
解决方案编号：LX-FS-A59514 燃气管道泄漏检测新技术范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
燃气管道泄漏检测新技术范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 摘要：总结了管道泄漏检测的主要方法，介绍了国内外燃气管道泄漏检测的新技术及应用情况，指出燃气管道泄漏检测的发展趋势。 关键词：燃气管道；泄漏检测；直接法；间接法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
石油管道泄漏检测定位技术研究 发表时间：2019-06-03T10:20:41.860Z 来源：《防护工程》2019年第4期作者：国超 [导读] 为石油资源的安全稳定运输创造良好的条件，这对于我国工业的长久健康发展有着很大的意义。 大庆油田创业腾飞建筑安装工程有限公司第三工程处 163113 摘要：众所周知，石油资源是当今世界最重要的能源之一，是促进工业发展的血液，而管道运输则是石油运输的主要方式，管道运输的安全性直接决定着工业化发展的成效，随时石油管道的长时间运行，管道难免会出现老化腐蚀、凝管等不良问题，导致石油管道泄漏，大大增加了石油运输的风险。基于此，本文将简要阐述石油管道泄漏的原因，并探讨石油管道泄漏检测定位技术，希望为广大技术工作者提供有益借鉴。 关键词：石油管道；泄漏检测；定位技术 通常情况下，铁路运输、公路运输、水路运输和航空运输是石油运输最为普遍的方式，相对于上述几种运输方式而言，管道运输适合长距离、长期性的石油运输，我国陆上油气运输一般采用管道运输的方式。随着社会经济和科学技术的快速发展，石油工业迎来了前所未有的发展机遇，石油管道运输以其不间断输送和高平稳定的优势也得到了快速发展，由于难以有效控制的管道老化、腐蚀等因素，石油管道泄漏的现象频发，这样不仅仅污染了我们赖以生存的自然环境，而且影响着人们的生命财产安全。因此，深入研究石油管道泄漏检测定位技术，能够快速有效地发现石油管道的泄漏点，并及时采取有效措施给予解决，为石油资源的安全稳定运输创造良好的条件，这对于我国工业的长久健康发展有着很大的意义。 一、石油管道泄漏的原因分析 在长距离石油管道运输过程中，导致石油管道泄漏的因素主要表现在以下四个方面：其一，管道的防腐绝缘层老化。石油管道在长期的运行过程中，难免会发生腐蚀老化的现象，一旦石油管道的防腐层遭到腐蚀，若是不及时给予处理，那么肯定会导致石油泄漏问题的产生，最终带来巨大的财产损失；其二，阴极保护逐步弱化。毋庸置疑，石油管道通常会采取阴极保护措施，在具体运行时，若是阳极区域产生了断电情况，这样必然会造成恒电位实效，石油管道运输的相关参数和阴极保护电压、电流都会发生很大的波动，直接弱化了阴极保护的功能，很容易发生泄漏问题；其三，环向焊缝发生开裂亦或是断裂情况。由于石油管道通常需要长距离运输，管道内的压力较大，这样会造成环向焊缝的缺陷进一步加大，促使其成为石油管道开裂的导火索，石油管道的开裂或者断裂情况肯定会造成管道开裂问题；其四，人为因素的影响。石油管道在施工的过程中由于工作人员的不规范操作，也会为石油管道泄漏增添风险，再加上一些不法分子偷到石油管道中的石油资源，这样就会发生很严重的石油泄漏问题，威胁着石油运输的安全性与稳定性。 二、石油管道泄漏检测定位技术 1. 直接检测法 随着现代化科学技术的进步与发展，传统的人工分段巡测石油管道泄漏问题已经退出了历史舞台，人工分段巡测有着难发现、效率低的缺点，若是石油管道发生泄漏且地面上出现了明显的石油痕迹，这样不仅仅直接影响着周围的生态环境，而且还浪费了大量的石油资源，在科学技术快速发展的背景下，如今管道泄漏检测定位技术一般会选择直接检测法，技术工作人员可以通过专业化的仪器和设备来检测泄漏问题与泄漏点，这样将大大提升石油管道泄漏检测的整体效率与准确度。通常情况下，直接检测法有以下三种方式：第一，由专业技术人员进行检测，这时专业技术人员的经验和细心程度直接影响着检测的效果与质量，但是依靠人工进行检测，只能发现比较大的泄漏情况；第二，专业检测人员通过专业化的检测仪器沿着石油管道进行检测，这样的检测方式不仅省力，而且大大提升了检测效率，但是此种检测方式仅仅可以用于间断检测；第三，在石油管道附近铺设特殊线缆，如检测光纤、半渗透检测管等等，这样的检测方式灵敏度很高，而且完全不受石油管道运行的任何影响，针对一些较小的泄漏问题也可以及时检出，但是有着施工埋线耗时耗力的缺点，需要付出更多的经济成本，难以得到大范围的实施。 2. 间接检测法 实质上，间接检测石油管道泄漏的方法有多种，比如常见的基于物质平衡的检漏、运用压力测量信号检测等等。首先，使用压力测量信号检测是最常用和最普遍的间接检测方式，主要分为梯度法和波敏法，所谓梯度法即是石油管道分段进行压力测试，若是某个区段的压力出现了波动，那么这个区段就很可能发生了泄漏问题，而波敏法主要针对石油管道突然泄漏现象的检测，需要计算出石油管道长距离上下游的负压力，专业检测技术人员需要根据负压力时间差来推算出石油管道泄漏的具体位置，这种检测方式有着很高的精准度。其次，基于物质平衡的检测方式，这样的检测方式主要依据动态体积与质量的平衡原理，根据石油管道进口、出口的流量差和检测是否有泄漏现象，这样不仅仅可以检测大范围的泄漏问题，而且还能够检测出点或者面的小泄漏，流量计的精度和石油管道中的存油量直接决定着检测的准确度。此外，放射性检测技术也是实践中较为常用的泄漏检测技术，主要是利用131I、82Br等具有放射性的标志性物质，将这些物质放入到石油管道中，若是石油管道发生了泄漏问题，那么技术人员可以利用示踪迹检漏仪附着在泥土上的放射性物质，这样就可以精准地定位到石油管道的泄漏点，实现了石油管道泄漏的快速定位目标。 三、结论 总而言之，石油是经济和工业发展的血液，针对石油管道泄漏问题，石油运输企业需要深入分析导致石油管道泄漏的原因，采取有效措施给予预防，并且要充分发挥现代化信息技术的显著优势，加强对石油管道运行的检测，及时发现石油管道的泄漏情况并定位泄漏点，为有效采取措施争取更多的时间，这样才能有效保障石油管道的安全稳定运行，为社会经济的发展提供稳定的石油资源支持。参考文献： [1]杨清云,齐晖.成品油长输管道泄漏检测技术研究[J].化工管理,2018(01):31-32. [2]杨换,牟野,褚彦吉.石油天然气长运输管道的泄漏检测以及定位技术[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(19):31-32. [3]关博宇.石油管道泄漏检测定位技术的研究与开发[J].自动化与仪器仪表,2017(S1):26-28. [4]张龙.解析石油天然气长运输管道的泄漏检测以及定位技术标准[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(01):3-4.
油气管道泄漏检测应对事故技术一览 2014-04-13能源情报 能源情报按：先是青岛爆燃，接着是兰州石化管道泄露污染饮用水，都是管道惹的祸。管道安全一向被企业重视，但为何还是屡次出现事故？看看这些检测泄露的技术吧。 文/苏欣中油工程设计西南分公司 油气长输管道发生泄漏的原因多种多样，但大致可以分为：(1)管道腐蚀：防护层老化、阴极保护失效, 以及腐蚀性介质对管道外壁造成的腐蚀和传输介质的腐蚀成分对管道内壁造成的腐蚀；(2)自然破坏：由于地震、滑坡等自然灾害以及气候变化使管道发生翘曲变形导致应力破坏；(3)第三方破坏：不法分子的盗窃破坏, 施工人员违章操作, 野蛮施工造成的破坏；(4)管道自身缺陷：包括管道焊接质量缺陷, 管道连接部位密封不良, 未设计管道伸缩节, 材料等原因。油气管道泄漏不仅给生产、运营单位造成巨大的经济损失，而且会对环境造成破坏、严重影响沿线居民的身体健康和生命安全。 1 检漏技术发展历史
国外从上个世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究。早在1976年德国学者R.Isermann和H. Siebert就提出以输入输出的流量和压力信号经过处理后进行互相关分析的泄漏检测方法；1979年Toslhio Fukuda提出了一种基于压力梯度时间序列的管道泄漏检测方法；L.Billman和R.Isermann在1987年提出采用非线性模型的非线性状态观测器的检漏方法；A.Benkherouf在1988年提出了卡尔曼滤波器方法；1991 年Kurmer 等人开发了基于Sagnac 光纤干涉仪原理的管道流体泄漏检测定位系统；1993年荷兰壳牌(shell)公司的X.J.Zhang 提出了统计检漏法；1999年美国《管道与气体杂志》报道了一种称作“纹 影”( Schlieren)的技术，即采用空气中的光学折射成象原理可用于管道检漏；2001年Witness提出了采用频域分析的频域响应法，其基本思想是将管道系统的模型转换到频域进行泄漏检测和定位分析；2003年Marco Ferrante提出了采用小波分析的方法，利用小波技术对管道的压力信号进行奇异性分析，由此来检测泄漏。 我国对于管道泄漏技术的研究起步较晚，但发展很快。1988年方崇智提出了基于状态估计的观测器的方法；1989年王桂增提出了一种基于Kullback信息测度的管线泄漏检测方法；1990年董东提出了采用带时变噪声估计器的推广Kalman 滤波方法；1992年提出了负压波法泄漏检测法；1997, 1998年天津大学分别采用模式识别、小波分析等技术对负压波进行了很大程度的改进；1997年唐秀家等人首次提出基于神经网络的管道泄漏检测模型；1999年张仁忠等提出了压力点分析(PPA)法和采集数据与实时仿真相关分析法相结合的方法；2000年胡志新等提出了分布式光纤布拉格光栅传感器的油气管道监测系统；2002年崔中兴等介绍了声波检漏法；2003年胡志新提出了基于Sagnac 光纤干涉仪原理的天然气管道泄漏检测系统理论模型；2003年潘纬等利用小波分析方法来分析信号的奇异性及奇异性位置,来检测天然气管线泄漏；2003年夏海波等提出了基于GPS 时间标签的管道泄漏定位方法；2004年白莉等提出了一致最大功效检验探测泄漏信号；2004年吴海霞等运用负压波和质量平衡原理,采用模糊算法和逻辑判断法,利用压力、流量和输差三重机制实现了对原油管道的泄漏监测及定位、原油渗漏监测和报警；2004年伦淑娴等利用自适应模糊神经网络系统的去噪方法可以提高压力信号；2005年张红兵等介绍了根据管道的瞬态数学模型，并应用特征线法求解进行不等温输气管道泄漏监测；2005年刘恩斌等研究了一种新型的基于瞬态模型的管道泄漏检测方法,并对传统的特征线法差分格式进行了改进,将其应用于对管道瞬态模型的求解；2005年朱晓星等提出了将仿射变换的思想应用到基于瞬态压力波的管道泄漏定位算法中；2005年白莉等等将扩展卡尔曼滤波算法,应用于海底管道泄漏监测与定位；2006年白莉等利用多传感器的信息融合思想,提出分布式检测与决策融合方法进行长距离海底管线泄漏监测；2006年提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉原理的新型分布式光纤检漏测试技术。 2 泄漏检测技术方法 对于检漏技术的分类，现在没有统一的规定，根据检测过程中所使用的测量手段不同，分为基于硬件和软件的方法；根据测量分析的媒介不同可分为直接检测法
供水管道检漏的主要方法和仪 器(总18页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
谈我国供水管道检漏的主要方法和仪器 高伟（埃德尔集团） 水世界-中国城镇水网发布时间：2006-12-22 【进入论坛】 一﹑前言 淡水是人类生存最基本的条件之一，水资源贫乏和环境污染是制约城镇供水的主要因素。供水管道漏水是对宝贵水源的浪费，他不仅增加了净水成本，而且还额外地增大了供水设施的投资费用，同时，也导致一些次生灾害。因此，保护水源，节约用水，检漏降损，已成为全人类的共识。 二﹑我国供水管道漏失状况 据中国水协1998统计，我国城市水司平均漏失率为12～13%，如果按单位管长单位时间的漏水量统计，则我国的漏水量远大于经济发达国家，具体数字见表一： 表一：单位比漏水量统计表 其中，漏失率=漏水量/供水量×100%；单位比漏水量=年漏水量/(365×24×管长), m3/h/km，即为单位管长单位时间的漏水量。 目前我国多数城市采用被动检漏法或以此法为主，而地下管道漏水的规律是由暗漏到明漏，有时暗漏的水流入河道、下水道或电缆沟后始终成不了明漏，因此我国城市水司降低漏耗的潜力还相当大。做好检漏工作可极大地提高有效供水能力，对节约用水，提高水司的社会效益和经济效益具有重大意义。 三﹑供水管道漏水声的种类及传播
供水管道担负的任务是将净水输送到用户，以满足人们最基本的需要。然而，供水管道也会发生漏水情况，当发生时，喷出管道的水与漏口摩擦，以及与周围介质等撞击，会产生不同频率的振动，由此产生漏水声。漏水声的种类通常可分为三种：（1）漏口摩擦声：是指喷出管道的水与漏口摩擦产生的声音，其频率通常为300～2500Hz，并沿管道向远方传播，传播距离通常与水压﹑管材﹑管径﹑接口﹑漏口等有关，在一定范围内，可在闸门﹑消火栓等暴露点听测到漏水声。（2）水头撞击声：是指喷出管道的水与周围介质撞击产生的声音，并以漏斗形式通过土壤向地面扩散，可在地面用听漏仪听测到，其频率通常为100～800 Hz 之间。（3）介质摩擦声：是指喷出管道的水带动周围粒子（如土粒，沙粒等）相互碰撞摩擦产生的声音，其频率较低，当把听音杆插到地下漏口附近时，可听测到，这为漏点最终确认提供了依据。 四﹑供水管道检漏的主要方法 由于人类对供水管道漏水的共识，先后研究了一些检漏方法，也研制一些仪器，例如，在德国﹑英国等经济发达国家通常采用的检漏方法有：音听检漏法，相关检漏法，漏水声自动监测法和分区检漏法等。前三种检漏法是靠漏口产生的声音来探测漏点的，这对无声的泄漏就没有办法了。而分区检漏法是通过计量管道流量及压力来判别有无漏水存在，就是所谓的最小流量法。目前我国通常采用被动检漏法，音听检漏法或相关检漏法，有些水司也采用了漏水声自动监测法或分区检漏法，随着供水管网管理的规范和技术的进步，许多水司会逐步引进漏水声自动监测法或分区检漏法，这对快速降低漏失，控制漏耗将起到积极的作用。 1．音听检漏法 音听检漏法分为阀栓听音和地面听音两种，前者用于查找漏水的线索和范围，简称漏点预定位；后者用于确定漏水点位置，简称漏点精确定位。漏点预定位是指听漏棒、电子听漏仪及噪声自动记录仪来探测供水管道漏水的方法，根据使用仪器的不同，预定位技术主要有阀栓听音法和噪声自动监测法。（1）阀栓听音法阀栓听音法是用听漏棒或电子放大听漏仪直接在管道暴露点(如消火栓、阀门及暴露的管道等)听测由漏水点产生的漏水声，从而确定漏水管道，缩小漏水检测范围。金属管道漏水声频率一般在300～2500Hz之间，而非金属管道漏水声频率在100～700Hz之间。听测点距漏水点位置越近，听测到的漏水声越大；反之，越小，见图一。