梁瑞
中国石油四川石化有限责任公司 四川省彭州市 611930
摘要：随着经济的快速发展，石油的需求日益增多，其输送问题逐渐进入人们的视线。管道运输因其在输送液体和气体方面的便利、高效率和安全等独特优势而迅猛发展，并在工业中被广泛应用，成为继铁路、公路、水路和航空运输后的第5大运输工具。因此，管道运输成为输送石油的最佳选择。输油管道泄漏不仅造成一定的经济损失、资源浪费和环境污染，甚至会危及人们生命。因此，输油管道泄漏检测及定位十分重要。
关键词：在线渗漏技术；油品管道；应用探讨
1.管道泄漏的危害及发现渗漏的传统手段
1.1管道泄漏的危害
在管道金属被环境腐蚀时地下石油和天然气管道由于腐蚀破坏的影响常常会发生泄漏的现象。埋在地下的成品油和天然气管道由于土壤中的电化学作用，常常导致金属发生化学反应而变质，导致管道的锈蚀和蜂窝壁逐渐加深，同时还会在土壤侵蚀的情况下，出现更加严重的管道穿孔。长距离管道运输如果发生泄漏的现象会造成非常危险的安全事故，除了导致石油和天然气公司经济损失严重外，还有可能发生爆炸或火灾事故，这就对沿线的国家和人民的生命和财产构成严重的威胁，还严重阻碍了我国经济的发展；另外，长距离油气管道运输的泄漏还会严重污染空气，污染严重的就是对我国的土壤和河流，由于土壤和水体造成了严重的污染而导致了动植物的灭绝。因此，如果发现石油和天然气管道有泄漏的现象，我们就要及时采取相应的措施进行改正，以保证石油天然气长距离运输的安全运行，降低企业的经济损失。
1.2发现渗漏的传统手段及通常的适应范围
①采用音听法。使用仪器为听漏仪和听漏棒，需在噪音较小的环境下进行。我们的查漏听音员每年通过实践，积累了大量的经验。听音员在进行查漏时总会仔细的对管道的配件设施(如阀门)逐个查听有无漏水声，初步判断哪一根管道有漏水，再沿着管道上附件查听，在接近漏水点附近声音会变大变清晰。经验丰富的听音员就会估计出大概的漏水点距离，一般适用于噪音较小、安静的环境中。②使用相关仪。相关仪就是将两个传感器放置在同一管道中的两个暴露点上，测试中传感器之间的距离通常可以控制在大约200m左右（距离与材料直径和材质有关），当泄漏的物质在流动时，就会产生声音传播，并且沿着流动的时间，泄漏时对各传感器的影响各不相同，可以根据公式计算传感器之间的距离。总之，单纯靠检漏方法不足以确定泄漏的确切位置，在具有丰富经验和冷静判断力的同时，还需要用先进的检测设备来做支持，以保证检测工作的顺利进行，以减少泄漏的影响。
2.输油管道泄漏检测方法
鉴于输油管道运输的重要性，其泄漏检测一直为人们所重视。目前，已存在很多泄漏检测方法。对输油管道泄漏的检测采用不同方法，辅以相应算法，可以解决许多方面问题，满足各种应用需求。为此，笔者分析了一些常用的检测方法及其拓展方法。输油管道泄漏示意图如图1所示。
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2.1实时瞬态模型法
实时瞬态模型法的检测原理就是根据介质参数的变化，在管道中建立一个力学模型，当计算的理论值和测量值偏离比较大时，就可以确定管道发生了泄漏的现象。实时瞬态模型法的检测充分利用了现代管理控制理论，应用计算机技术与信息技术来提高管道泄漏检测的效率，但是它对管道仪器的质量和技术有很高的要求，同时还应该保证数据收集的准确性。
2.2负压波检测法
负压波检测法广泛的应用在我国管道泄漏检测过程中。负压波检测法的原理就是如果在管道中有一点泄漏，分别通过压力向上游和下游传输的源头，并且压力在传递的过程中被减弱，与前站的压力值由很大的偏差，然后再根据压力的传递规律设置相应的传感器，最后将所获得的信息（主要是减压波传输时的时间差）进行分析和研究，确定管道泄漏的位置;传感器可以添加在管道的两端。使用模式判定的方法判断不同压力波的特征。
2.3声学检测法
当输油管道发生泄漏时，产生的高频振动噪声沿管道壁传播，被安装在管道上的检测器捕捉并加以分析，判断是否发生泄漏。常用的检测方法有声波法和声发射法。①声波法。当输油管道发生泄漏时，流体经过泄漏点由于管道内外的压力差而产生高频噪声，即泄漏声波。该声波沿管道传播，被传感器采集并进一步分析处理，判断是否泄漏和定位泄漏点。检测泄漏声波是个很直接的方法，可通过分析引起声波衰减的阻尼影响因子得到声波的传播规律，从而建立传播模型。采用小波变换分析获得泄漏声波主能量频带，然后基于该频带的校正系数修改模型，得到实际传播模型，检测泄漏。该方法无需考虑声波的速度和时间差，能有效检测是否泄漏并定位泄漏点，但由于距离的精度、声传感器的准确性、采样率等因素，该方法存在一定的误差。②声发射法。输油管道泄漏会在管壁中激发应力波，即声发射法依赖于检测管道中应力突变产生的瞬态波。基于此原理，泄漏可由源定位算法得出，结合该结构的几何边界使用局部坐标系确定泄漏波从泄漏源到声发射传感器的最短路径。声学检测方法易受到噪声和环境干扰，因而多适用于检测流量小、压力低的管道。
2.4光纤传感检漏法
采用塑料包裹石英光纤传感器对管道泄漏进行检测。其原理就是油渗透到包层上，然后包层上石油与石英的接触引起的折射率变化，主要是通过光检测芯和包层交界面的石油，最大的缺点就是光纤的损耗比较高。当探测器接收到光强度低于设定水平时，传感器系统就会触发报警电路，这种检测技术被广泛应用在管道泄漏检测中。分布式光纤温度系统也是检测石油泄漏的一种。其原理就是管道因在不同介质中所产生的温度不同而发生泄漏，而使用分布式光纤温度系统就可以检测出由于温度变化而引起的泄漏，同时还能判断出泄漏的准确位置，分布式光纤温度系统主要是根据布里渊光反射，拉曼光反射和光纤光栅原理得到的，在分布式光纤温度系统中应用最多就是基于拉曼光反射，而在国外拉曼散射的分布式温度传感技术已经被应用到石油泄漏检测过程中，由于我国科学技术的限制还没有对该技术进行试验。这种方法可以对长距离石油运输进行实时监控，还可以精确定位泄漏的位置，精确度可以达到0.5~2.0m；另外光纤光栅原理的准分布式温度传感系统原理在国外有应用，在我国某段10km管道也采用该技术进行石油管道泄漏检测，该技术的最大优点就是能对管道泄漏进行在线监测。
结 语：
在现有石油监测系统中要设置多种泄漏检测方法，以保证泄漏检测系统的可靠性和成本效益，也是控制管道泄漏的一个很好的办法。根据目前管道泄漏检测技术的特征，在线渗漏检测技术在油库、加油站短距离管道运行中油品安全环保管理采用了压力点分析法、负压波法等方法，有些地区还采用人工巡检相结合的办法来检测石油的泄漏问题。所有的努力和尝试都是为了通过严密监测确保管道运行的安全、环保，未雨绸缪。
参考文献：
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