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    輸氣管道主要的泄漏檢測方法
    發(fā)布日期:2019-12-07

    目前可以應(yīng)用于輸氣管道的泄漏檢測方法有許多種,主要的泄漏檢測方法有質(zhì)量/體積平衡法、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)法、負(fù)壓波法、瞬態(tài)模型法、分布式光纖法和音波法等。
      (1)質(zhì)量/體積平衡法
      質(zhì)量/體積平衡法是指通過查看管道起終點(diǎn)的標(biāo)況體積或質(zhì)量是否一致或在允許的范圍內(nèi),以進(jìn)行檢測的方法。若起終點(diǎn)的氣體質(zhì)量或體積之差超過范圍,可認(rèn)為管道發(fā)生了泄漏。這一方法適用于穩(wěn)定流動和管道中間沒有分支的情況,滿足條件時(shí),方法的性較高,但是由于氣體的可壓縮性,造成了泄漏判斷的及時(shí)性較差。此方法不能檢測小流量泄漏,且無法計(jì)算泄漏發(fā)生的地點(diǎn)。
      (2)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)法
      采用應(yīng)用統(tǒng)計(jì)法時(shí),不需要知道管道模型,只需要知道管道起終點(diǎn)的流量和壓力,通過不斷的計(jì)算壓力和流量之間的關(guān)系來判斷管道是否發(fā)生泄漏。當(dāng)不銹鋼管件管道處于正常工況時(shí),管道起終點(diǎn)的壓力和流量之間的關(guān)系保持不變,而當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí),它們之間的關(guān)系就會發(fā)生變化,使用序貫概率比檢測可以識別這種變化。若管道發(fā)生了泄漏,則可以通過小二乘法確定泄漏發(fā)生的位置。此方法對測量儀表的要求較高,但它不需要計(jì)算管道模型,其應(yīng)用前景頗好。
      (3)負(fù)壓波法
      當(dāng)管道中間某一點(diǎn)發(fā)生泄漏時(shí),泄漏點(diǎn)處的氣體流到管外,造成泄漏點(diǎn)處管內(nèi)氣體的密度下降,壓力下降,這種壓力下降趨勢以聲速向管道兩端傳播,形成負(fù)壓波。管道起終點(diǎn)的壓力傳感器接收到發(fā)生下降的壓力波形,利用波形的下降進(jìn)行泄漏判斷,同時(shí)根據(jù)負(fù)壓波從泄漏點(diǎn)傳播到管道兩端的時(shí)間差確定泄漏位置。由于不銹鋼三通管道在正常運(yùn)行時(shí),如開關(guān)閥、泵也可以產(chǎn)生負(fù)壓波,因此只有區(qū)分這兩種負(fù)壓波才能進(jìn)行泄漏檢測。根據(jù)兩種負(fù)壓波產(chǎn)生的方向不同,可以通過在管道起終點(diǎn)分別安裝兩個(gè)壓力傳感器的方法,去掉場站中開關(guān)閥、泵產(chǎn)生的負(fù)壓波。根據(jù)兩種負(fù)壓波的波形特征的不同,靳世久等人提出了一種模式識別的方法,用于進(jìn)行泄漏檢測。此方法適用于管道發(fā)生較大泄漏的情況,此時(shí)的檢測及時(shí)性和定位精度都較好,當(dāng)管線發(fā)生的泄漏是微小泄漏或緩慢泄漏時(shí),檢測效果不佳。
      (4)瞬態(tài)模型法
      瞬態(tài)模型法主要是利用質(zhì)量、動量和能量平衡以及氣體的狀態(tài)方程來建立氣管道的管內(nèi)氣體流動數(shù)學(xué)模型,將管道起終點(diǎn)的壓力、流量等參數(shù)輸入模型,計(jì)算值,然后將模型計(jì)算出的值和傳感器采集的值比較,若兩者的偏差大于范圍,則認(rèn)定輸氣管道某一點(diǎn)發(fā)生了泄漏,進(jìn)而由壓力梯度的變化便可得知是哪里發(fā)生了泄漏。氣體流動的數(shù)學(xué)模型是以穩(wěn)定流為基礎(chǔ),故用瞬態(tài)模型法檢測非穩(wěn)定流時(shí)效果不理想,此外,這一方法的誤警報(bào)率較高。
      (5)分布式光纖法
      分布式光纖法主要是指基于Sagnac光纖干涉儀的泄漏檢測方法。此方法要求事先將傳感光纖放入管道中,若管道發(fā)生泄漏,則泄漏點(diǎn)處泄漏的氣體會對光纖產(chǎn)生沖擊,導(dǎo)致光纖中的光波相位發(fā)生變化,利用這一變化可以進(jìn)行泄漏檢測和定位。由于光纖不受管內(nèi)介質(zhì)的腐蝕和管中高壓的影響,故使用壽命較長。分布式光纖法定位,反應(yīng)靈敏,但成本太高,施工維護(hù)不便。
      (6)音波法
      當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí),泄漏點(diǎn)處產(chǎn)生泄漏音波,并向不銹鋼彎頭管道兩端傳播,管道起終點(diǎn)的音波傳感器捕捉傳過來的泄漏音波,之后與數(shù)據(jù)庫中的模型比較,看管道是否發(fā)生泄漏,以及泄漏量的大小,并根據(jù)泄漏音波傳到管道起終點(diǎn)的時(shí)間差進(jìn)行泄漏定位。此方法具有較好的靈敏性和定位精度,具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>