摘要：天然氣管道在天然氣輸送中有著獨(dú)特的優(yōu)勢，在我國國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著越來越重要的地位。天然氣管道泄漏不僅導(dǎo)致油氣資源的損失，同時(shí)極大地污染了環(huán)境，甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，天然氣管道泄漏與定位方法是管道安全運(yùn)行的重要保障。因此，對天然氣管道泄漏檢測和定位的研究具有非常重要的意義?；诖?，本文主要對天然氣管道泄漏的原因進(jìn)行了分析，并從直接檢測和檢測檢測兩方面對管道泄漏定位檢測方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：天然氣;管道泄漏;定位;檢測方法

管道運(yùn)輸是近年來發(fā)展起來的一種新型、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸形式，在油氣運(yùn)輸過程中，管道運(yùn)輸具有平穩(wěn)連續(xù)，安全性能高，損失較低，質(zhì)量保證等特點(diǎn)。由于這些特征管道運(yùn)輸已經(jīng)被認(rèn)為是國內(nèi)外天然氣生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。隨著時(shí)間的推移，管道老化，不可避免的腐蝕磨損，發(fā)生管道泄漏的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，尤其是孔徑微小的泄漏對天然氣管道的安全運(yùn)行具有極大的潛在威脅。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并加以制止，不僅造成能源浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)損失 、污染環(huán)境，而且會(huì)危及人身安全，甚至造成災(zāi)難事故。因此，加強(qiáng)天然氣管道泄漏檢測與定位方法研究，及時(shí)準(zhǔn)確報(bào)告事故的范圍和程度，可以最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。

1天然氣管道泄漏原因分析

1.1管道腐蝕

腐蝕因素是天然氣運(yùn)輸中管道泄漏的主要原因，導(dǎo)致管道腐蝕的因素主要有以下幾個(gè)方面 ：首先，管道運(yùn)輸?shù)奶烊粴庵泻辛蛟丶澳承┧嵝栽兀谔囟ǖ沫h(huán)境下，這些雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，就容易腐蝕管道的內(nèi)部。其次，由于大多數(shù)天然氣管道深埋地下，土壤環(huán)境與土質(zhì)情況也會(huì)對管道產(chǎn)生一 定的影響，土壤的含水量、pH值、土壤中鹽的類型、土壤密實(shí)程度等等，或多或少地都會(huì)對管道產(chǎn)生腐蝕影響。

1.2管道質(zhì)量問題

管道的質(zhì)量影響因素包含兩個(gè)方面，一個(gè)是管道材料本身的問題，另一個(gè)是在生產(chǎn)管道過程中管理方面的問題。前者主要在于某些管道生產(chǎn)企業(yè)在利益的驅(qū)動(dòng)下，選用質(zhì)量較差的材料進(jìn)行生產(chǎn)，更有甚者在生產(chǎn)過程中，偷工減料，在質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，將存在質(zhì)量問題的管材蒙混過關(guān)。后者主要在于管道生產(chǎn)企業(yè)在管理方面的疏漏，對于管道的檢驗(yàn)與管理不嚴(yán)謹(jǐn)，容易導(dǎo)致管道質(zhì)量問題。管道的生產(chǎn)與施工中，焊接不嚴(yán)密、安裝不規(guī)范、施工不安全等，給天然氣的運(yùn)輸帶來了一定的隱患。

2天然氣長輸管道泄漏檢測及定位方法

2.1直接檢測方法

（1）線纜檢測法

線纜檢測法主要通過沿管道外壁敷設(shè)，對管道介質(zhì)組分極為敏感的線纜來進(jìn)行泄漏檢測和定位。該方法不僅檢測精度靈敏，還可以對管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，尤其針對小泄漏、滲漏具有較好的檢測效果。其缺點(diǎn)是線纜造價(jià)昂貴，一旦檢測出泄漏，需要及時(shí)更換被污染的線纜，需要極高的維護(hù)成本。

（2）外部巡線法

外部巡線法主要依靠有經(jīng)驗(yàn)的工作人員對管道進(jìn)行巡線，通過感官判斷管道附近是否發(fā)生由泄漏造成的異常情況。該方法檢測速度慢，且無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)性檢測，并且不適用于有毒或者地理環(huán)境較差管道的泄漏檢測，但識(shí)別和定位準(zhǔn)確度較高。

（3）光纖傳感檢測法

該檢測方法是通過光纜來測試管道泄漏時(shí)的溫度變化、壓力變化等參數(shù)的變化，利用分布式傳感器進(jìn)行檢測信號(hào)的傳輸，以此來實(shí)現(xiàn)對天然氣管道泄漏的檢測與泄漏點(diǎn)的定位。

（4）示蹤化合物檢測法

示蹤化合物檢測法是在管道內(nèi)注入一定量的示蹤化合物，該化合物是一種無害、穩(wěn)定且易揮發(fā)的惰性氣體。一旦管道發(fā)生泄漏，示蹤氣體就會(huì)隨管內(nèi)介質(zhì)泄

漏到管外，被管道外部的探測設(shè)備所采集，應(yīng)用氣相色譜的原理測定示蹤氣體的含量，由此確定泄漏位置。此法對小泄漏的靈敏度較高，但檢測周期較長，且需要在檢測過程中不斷加入示蹤氣體，花費(fèi)較高，因此現(xiàn)場應(yīng)用較少。

2.2間接檢測方法

（1） 負(fù)壓波法

如果天然氣管道存在泄漏問題，則在泄漏點(diǎn)處，天然氣的密度就會(huì)產(chǎn)生一定的變化，進(jìn)而導(dǎo)致管道的壓力出現(xiàn)變化，由于管道內(nèi)天然氣的流速并不會(huì)立即產(chǎn)生變化，所以泄漏點(diǎn)處與管道其它位置將會(huì)出現(xiàn)壓差，這部分壓差會(huì)沿管道傳播，成為負(fù)壓波。通過安裝在管道上下游的負(fù)壓波檢測接受裝置，即可判斷是否存在泄漏，同時(shí)，根據(jù)上下游檢測裝置接受負(fù)壓波的壓差，即可判斷泄漏位置。該方法原理較為簡單，適用范圍相對較廣，但對于微小泄漏的檢測精度和準(zhǔn)確度較差。

（2）物質(zhì)平衡法

物質(zhì)平衡法是通過物質(zhì)平衡的原理，通過檢測天然氣管線兩端的流量之差來進(jìn)行的，通過對比來判斷管道是否發(fā)生泄漏，其實(shí)用性較高，無論是大量的泄漏還是微量的泄漏，運(yùn)用該方法都能夠很快地查找出來，并及時(shí)修補(bǔ)漏洞。但物質(zhì)平衡法在運(yùn)用時(shí)，會(huì)受到天然氣流量差計(jì)算的準(zhǔn)確性及原本管道內(nèi)天然氣含量的影響。

（3）聲發(fā)射檢測法

聲發(fā)射檢測法是目前應(yīng)用最為廣泛的管道外壁檢測方法之一，其原理是當(dāng)高壓管道發(fā)生泄漏時(shí)，管內(nèi)介質(zhì)在巨大的壓差作用下從泄漏孔高速噴出，產(chǎn)生較強(qiáng)的噴射噪聲，該噪聲引起的管壁振動(dòng)會(huì)向管道兩端傳播，在管壁外側(cè)安裝聲波傳感器或振動(dòng)傳感器采集聲波信號(hào)，經(jīng)過放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)到工控機(jī)中，通過人工智能算法對聲波信號(hào)進(jìn)行分析，完成對管道泄漏的檢測和泄漏點(diǎn)定位，該方法較其它檢測方法具有較高的靈敏度和定位精度。但是由于聲發(fā)射信號(hào)在管壁傳播衰減極快，只適合較短距離管道的檢測，不適合遠(yuǎn)距離管道檢測。

（4）放射性檢測法

放射性檢測法在管線檢測中應(yīng)用較為廣泛，該方法主要是通過向管道中投放放射性物質(zhì)，當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，可以通過示蹤計(jì)檢漏儀來探測土壤中是否含有放射性物質(zhì)，從而判斷泄漏情況及泄漏源。該方法在使用中有可能產(chǎn)生環(huán)境污染，其檢測周期比較長，檢測的成本也比較高。

3結(jié)束語

綜上所述，天然氣管道泄漏的危害極大，嚴(yán)重威脅著管道設(shè)施的安全運(yùn)行和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，對天然氣管道的泄漏檢測與定位方法研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要從直接檢測和間接檢測兩方面對天然氣管道泄漏檢測與定位方法進(jìn)行了闡述，每種技術(shù)都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，在生產(chǎn)過程中，天然氣企業(yè)需要結(jié)合自身實(shí)際情況，采取多種有效措施對管道泄漏進(jìn)行及時(shí)的檢測和維修處理，從而保障天然氣輸送管道的安全運(yùn)行。

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作者簡介：方楠（1987-），男，江西上饒人，工程師，從事天然氣生產(chǎn)運(yùn)行管理工作。