燃气管道受损泄漏的检测方法与选择

燃气管道受损泄漏的检测方法与选择

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燃气管道受损、泄漏的检测方法与选择与其它能源运输方式相比，管道运输更有效、更安全、对环境的影响更小。但也正是由于管道埋于地下，对燃气管道而言，管道受损和泄漏，特别是腐蚀和因此所造成管道泄漏，往往是难以察觉的；一旦导致大面积泄漏，轻则造成经济损失，重则引发人员伤亡事故。因此，为了确保燃气输气管道的安全性，必须根据实际情况采用各种有效的管道受损和检漏技术，以避免或减少事故的发生。

1管道受损检测方法

由于外力等原因对管道可能造成的伤害，或施工不当造成的管道缺陷，一般受损位置比较明确，可以就地开挖进行检测。而管道腐蚀的位置、程度和面积，其影响因素非常多。因此，燃气管道受损状况的检测主要就是管道腐蚀状况的检测。管道腐蚀检测技术包括管道外腐蚀检测和管道内腐蚀检测两大类。

1.1 管道外腐蚀检测技术

在燃气管道上，埋地钢制管道的外腐蚀保护一般由绝缘层和阴极保护组成的防护系统来承担，通过对阴极保护系统的检测，可以判断防腐层的损坏程度，从而得出管道受腐蚀的情况。基于这一原理而研究出的方法，其检测参数一般是管/地电位的测量和管内电流的测量。管/地电位

的检测技术包括短间歇电位检查法、组合电位测试法、直流电压梯度法等；管内电流检测技术包括电流梯度分布法、分段管内电流比较法等。虽然这些方法能够实现不开挖、不影响正常工作的情况下对埋地管道进行检测，但这些方法都是属于间接检测管道腐蚀的方法，有的方法对测量人员的要求十分严格，例如用直流电压梯度法检测时，为准确判定管道涂层缺陷的位置，要求测量人员垂直于管道方向测量，因此，测量前必须知道管道的确切位置、走向等，对于长距离埋地管道进行检测，这一要求很难达到。此外，有的管外检测技术不适合于检测穿越公路、铁路和江河海底的管道。

1.2管道内腐蚀检测技术

管道发生腐蚀后，通常表现为管壁变薄，出现局部的凹坑和麻点。管道内腐蚀检测技术主要是针对管壁的变化来进行测量和分析的。在没有开挖的情况下进行的管道内腐蚀检测。一般有漏磁通法、超声波法、涡流检测法、激光检测法和电视测量法等。其中目前国内外使用较广泛的是漏磁通法和超声波法，它们可以提供管道沿线的焊缝、支管接口、阀门、管壁厚度变化、防腐层剥离、裂缝等信息。

漏磁通法检测的基本原理是建立在铁磁材料的高磁导率这一特性上，钢管腐蚀缺陷处的磁导率远小于钢管的磁导率，钢管在外加磁场作用下被

磁化，当钢管中无缺陷时，磁力线绝大部分通过钢管，磁力线分布均匀，当钢管内部有缺陷时，磁力线发生弯曲，一部分磁力线泄漏出钢管表面。检测被磁化钢管表面逸出的漏磁量，就可以判断缺陷是否存在。漏磁通法一般只限于管道表面和近表面的检测，管壁太厚，抗干扰能力差，空间分辨力低。另外，小而深的管壁缺陷处的漏磁信号要比形状平滑但很严重的缺陷处的信号大得多，所以，往往需要校验，特别是当管材中混有杂质时，还会得到虚假数据。

1.2.2 超声波法

超声波检测法主要利用超声波的脉冲反射原理测量管壁腐蚀后的厚度。检测时将探头垂直向管道内壁发射超声脉冲，探头首先接收到由管壁内表面反射脉冲，然后超声探头又会接收到来自管壁外表面的反射脉冲，这个脉冲与内表面反射脉冲之间的间距反映了管壁的厚度。这种检测方法是管道腐蚀缺陷深度和位置的直接检测方法，检测原理简单，对管道材料的敏感性小，不受管道杂质的影响，能够实现对厚壁大口径管道进行精确检测，还能分辨管道的内外壁腐蚀、管道的变形、应力腐蚀破裂和管壁内的缺陷，如夹渣等。

目前，国外结合漏磁通法和超声波法研制出了各种管内智能检测装置，一般有两大类为：有缆型和无缆型。

有缆型管内智能检测装置一般由配有各种检测仪的管内移动部分、设置在管外的遥控装置、电源、数据记录处理仪、电缆供给控制装置以及连接管内移动检测部分和管外装置的电缆组成。由于该类管内智能检测装置的数据处理与电源部分设在管外，所以管内的移动部分一爬行机结构紧凑，可以应用于中小口径的管道，但是受到电缆长度的影响，其检测长度有限，而且多应用于停运管道的检测。

无缆型管内智能检测装置一般由主机、数据处理系统和辅助设备3部分组成。无缆型管内智能检测装置的主机指在管内行走的智能检测爬机部分，国外漏磁检测爬机的研究始于20世纪70年代中期，而超声波技术是在20世纪80年代末才引入爬机的。与漏磁检测爬机相比，超声波检测爬机具有不受管道壁厚限制的优点，而且实践也表明，超声波检测法提供的检测数据比漏磁法更为精确。现在国外的超声波检测爬机的轴向判别精度可达3.3mm，管道圆周分辨精度可达8mm，机体外径从59mm到1504mm，爬机的行程可达50km～200km，行走速度最高可达2m/s。

无缆型管内智能检测装置的数据处理系统指安装在爬机内的，用于管内检测过程中记录数据的部分，一般待爬机检测结束后，由爬机中取出记录数据，再由计算机进行分析，以供检测人员对腐蚀状况进行评估。

无缆型管内智能检测装置的辅助设备指用于发送爬机的装置和检测定位的装置。

无缆型管内智能检测装置无论是检测精度、定位精度、数据储存、还是数据分析均已达到了较高的水平。特别是随着电磁声学传感器的出现和应用，这类爬机还能检测管道的应力腐蚀裂纹。

国内地下燃气管道检测技术的研究与应用仍处于相对比较落后的状况，大部分燃气管道不仅没有使用网络系统进行监控，而且各种管道腐蚀技术也都是管外检测，无法对埋地管道的腐蚀情况进行及时准确的检测，从而可能造成重大损失。目前管道的各种智能检测爬机仍在研究开发中，尽管某些科研单位已经研制出了几种功能样机，但还难以满足实际要求。

2管道泄漏检测方法

根据燃气泄漏检测原理，现有的方法可分为直接检测法(根据泄漏的介质)和间接检测法(根据泄漏引起的管道流量、压力等输送条件的变化和泄漏引起的声、光、电等变化)。

2.1直接检测法

最常用的直接检测法有火焰电离检测法和可燃气体监测法两种。

火焰电离检测法的基本工作原理是：在有电场存在的情况下，烃类(气态)在纯氢火焰灼烧下产生带电碳原子，碳原子被搜集到一个电极板上并