1、天然气管线泄漏原因分析及检测方法研究摘 要城市天然气在给城市发展带来巨大便利的同时，也埋藏着一定的安全隐患。天然气管线不可避免的老化、腐蚀及人为破坏等原因导致的天然气泄漏，如果对其处置不当，极易发生严重的后果，如火灾、爆炸、停产和污染环境等，造成巨大的人身伤亡和经济损失。因此，在实际的工作过程中，要加强对天然气管道的实时监测，防止出现泄漏事件。在燃气管道安全输送的过程中如何准确的，经济的避免和预防泄漏事故的发生成为一个综合性课题。本文在保证燃气管道安全运行的同时，易不忘采用既经济又实用的检测方法，对管道施工，日常运行管理等各方面加以重视，以最大程度地减免泄漏事故的发生。 关键词天然气管线；泄漏
2、检测；原因分析 中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0225-01 天然气管线在运行的过程中，由于老化、腐蚀维修不及时等会在一定程度上导致天然气发生泄漏，如果及时的发现泄漏点并采取有效的措施，就能够有效的降低因泄漏所带来的危害和损失，避免难以估量的危险的发生。为了及时发现泄漏事故，减少天然气损失，保障人们社会生活安全，维护管道的正常运转，必须要在一定程度上加强维护和检修工作，完善管理措施，通过对新技术的应用保障天然气管线的正常运输，在新的发展时期，进行天然气管道的保护和维护工作对管线的持续运行有非常重要的意义与作用。 1.天然气泄漏的原因 通常
3、情况下，城市天然气管道是以直埋的方式敷设在城市的各种交通道路之下，一般不会产生很大的危害。但是因为很多原因，如对天然气管道运行管理的单位的管理工作做不到位、使用过程中的各种违章操作、不合适的施工方式、裸露在外的天然气管道被腐蚀破坏、设施陈旧老化以及对管道不能及时进行维护、自然灾害的影响等等都会引起天然气管道的泄漏，也就是在主观和客观方面让天然气管道存在泄漏的安全隐患，给人类与环境带来不良影响。进一步从理论角度上分析，会导致上述区域出现天然气泄漏问题的原因还表现在： （1）由于天然气管道密封垫片压紧力不足，导致法兰结合面上出现粗糙度失衡的问题，最终导致法兰面与垫片之间的密合度不够，引发天然气的泄
4、漏。多将此种泄漏现象称之为界面泄漏。 （2）在天然气管道密封垫片的内部，由于其内部存在一定的微小间隙，导致气体介质在管道传输过程当中可能会通过此区域，并导致天然气管道出现渗透性的泄漏问题。 （3）受到安装质量因素的影响，导致密封垫片可能出现过度压缩、或者是压缩不足的问题，同样会引发天然气管道表现出不同程度上的泄漏问题。 2.天然气管道泄漏的直接检测法 2.1 人工巡检法 这种方法比较容易实现，现今是我国燃气公司在泄漏检测时的常用的一种。由巡线工人手持燃气检漏仪或驾驶检漏车定期沿管道敷设路径巡视，通过看、闻、听等多种方式来判断是否有燃气泄漏。对于泥土地面，用可调节浓度大小的气敏检测仪直接在地面检
5、测，浓度最大点与管线定位一致点即为泄漏点。对于城市街道常见的水泥沥青地面，气体泄漏后会沿着管道周围的裂缝、空隙、疏松土壤窜流，不能穿透漏点上方的地表，在地面探测不到，而在远离泄漏点的地面裂缝中才能探到，此种情况需钻孔探漏。 2.2 管内智能爬机检测法 众所周知，爬机在管道工业中应用的范围非常大，如果配置各种传感器，就能组成智能爬机检测系统。目前利用爬机可以检测管内的压力、流量、温度以及管壁的完好程度。爬机可以分为 2 类：超声波检测器和漏磁通检测器，应用较多的是漏磁通检测器，即将爬机放入管内，它就会在流体的推动下运动到下游，同时收集有关管内流动和管壁完好程度的信息，对记录在爬机内的数据进行处理
6、后，可以得到很多信息，同时也可以判断管道是否泄漏。 2.3 红外线成像法 红外线成像法是运用了当管道发生泄漏时，泄漏点周围土壤温度的变化。通过红外线遥感摄像装置可以记录输气管道周围的地热辐射效应，再利用光谱分析就可以检测出泄漏位置。这种方法可以较精确地定位泄漏点，灵敏度也较高，但不适用埋设较深的管道检漏。 2.4 分布式光纤检漏法 此种方法是应用了光纤的干涉原理。首要做的就是在管道附近沿管道并排铺设一条光缆，也可以利用与管道同沟敷设的通讯光缆，当管道发生泄漏时，引起管道泄漏点附近的测试光纤产生应力应变，从而造成该处光波相位调制，产生相位调制的光波沿，示光纤分别向传感器的两端传播。 3.天然气管
7、道泄漏的间接检测法 间接检测法主要是基于信号处理的方法，通过对现场传回的压力、流量信号去除干扰后，采用特殊的分析手段提取信号突变位置及突变时间而实现泄漏检测及定位。此法不需要建立管道的数学模型，主要包括压力梯度法、负压波法、流量平衡法和声学方法等。 3.1 压力梯度法 如果燃气在管道中以平稳的速度流动的话，那么压力值在管道泄漏点处将导致管道沿线的压力梯度分布呈折线变化，通过在泄漏点上游和下游分别设置两个压力传感器测出它们的压力梯度，就能算出实际泄漏位置。该方法原理简单，计算量小，只要在管道两端安装压力表即可。但是该方法没有考虑温度对管道中流体的粘度、摩阻及密度等参数的影响，而实际情况下管道沿线
8、压力分布是非线性的，因此该法定位精度较低。 3.2 负压波法 此种方法在国内的研究所或者技术人员中被研究的比较多，当管道某处突然发生泄漏时，泄漏处将出现瞬态压力突降，形成一个负压波，该负压波以一定的速度向管道两端传播，根据负压波传播到上下游端压力传感器的时间差和负压波的传播速度就可以确定泄漏点的具体位置。目前研究的焦点问题是如何精确决定时间差和对传播速度公式的修正，主要研究方法有相关分析法、小波变换法、时间序列法、模式识别法和基于图象处理的方法等。该方法的缺点是只能检测到大的突发性的泄漏，而对缓慢发生的小泄漏则不适用。 3.3 流量平衡法 众所周知，此种方法是一种最为普遍应用的也是基本的检测方
9、法，它也可以叫做质量分析法。它根据进出口管道流体的流量差来判断管道是否发生泄漏。这种方法简单直观、易于实现，但由于流量测量受流体成分、温度以及压力等参数变化的影响较大，因此测量的准确度比较低，同时该方法需要在管线两端安装高精度的流量计，成本较高，也不能实现泄漏位置的定位。 3.4 声波法 当管道发生泄漏的时候，泄漏处会产生与平常时候不同的声音，泄漏产生的噪音强度及清晰度受到管内压力、泄漏点的孔尺寸及形状、管道直径、壁厚，以及材质等因素的影响。通过安装在管道外壁的声波传感器可监测到泄漏信号的大小和位置，无泄漏时，声波传感器获得的是背景噪声信号，有泄漏时，可探测到低频泄漏信号，如采用两个以上的传感
10、器，通过相关分析即可对泄漏源进行定位，其优点是检测速度快，成本低，环境适应性强，缺点是检测距离短。 4.结论与认识 随着城市天然气管道的产生，预防与控制城市天然气管道泄漏，保障天然气有效安全地供给成为了企业必须长期考虑的问题。有多种原因致使城市天然气管道事故频频发生，如城市天然气管道与各种附属设施都以隐蔽的方式纵横交错设置在城市的各个角落，因此只有以预防为主，适时地查出所存在的缺陷，将泄漏事故在事前与萌芽状态就予以扼杀便成为城市天然气管道能安全运行的有利保障。 参考文献 1 杨理践；景晓斐；输气管道音波泄漏检测技术的研究J；沈阳工业大学学报；2007 年 01 期. 2 王同浩；天然气长输管线泄漏检测与定位系统的实施D；北京化工大学；2006 年.
