城市燃气埋地钢质管道泄漏检测定位技术的思考

张东升

摘  要：为了最大程度的避免泄露事故的發生，应用泄露检测定位技术十分重要。基于此，文章从硬件检测、软件检测以及人工检测三方面分析了城市燃气埋地钢质管道泄露检测定位的关键技术，提出了人工检测技术与其他定位技术结合应用的策略，同时阐述了相应技术在不同类型泄漏检测中的应用。

关键词：城市燃气;埋地钢质管道;泄露检测定位技术

中图分类号：TE973.6       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）14-0146-02

Abstract： In order to avoid the occurrence of leakage accident to the greatest extent， it is very important to apply leak detection and location technology. Based on this， this paper analyzes the key technology of leak detection and location of urban gas buried steel pipeline from three aspects： hardware detection， software detection and manual detection， and puts forward the strategy of combining manual detection technology with other positioning technology. At the same time， the application of the corresponding technology in different types of leakage detection is described.

Keywords： urban gas; buried steel pipeline; leak detection and location technology

引言

在燃气的输送方面，由于管道具有损耗较小、成本较低、适用范围广等优势，受到了重点的关注与应用。其中，对于城市燃气输送来说，埋地钢质管道发挥着重要的作用，需要相关人员重点对其质量与运行安全稳定性进行保障。然而，受到运行时间、运行环境等的影响，城市燃气埋地钢质管道不可避免的会受到腐蚀，最终造成泄露事故。为了最大程度的避免泄露事故的发生，探讨与应用泄露检测定位技术具有较高的现实意义。

1 城市燃气埋地钢质管道泄露检测定位的关键技术分析

1.1 基于硬件的检测定位技术

（1）基于超声、摄像等技术的检测

在该检测技术中，主要将声波、超声、摄像等设备加设于埋地钢质管道的内部，结合管道中介质的压力完成泄露情况的检测。对于这种检测方式来说，其对泄露处的定位精确程度更高、误报率相对较低。但是，其也具有一定的局限性，包括只能完成间断性的检测、成本较高、容易发生停运或堵塞的事故等等。

（2）基于电缆、光纤等硬件的检测

在该检测技术中，主要将传感器用电缆或是光纤连接于埋地钢质管道的外侧，实现对泄露情况的实时监测[1]。其中，管道与电缆或光纤平行铺设，一旦发生泄露情况，传感器会第一时间发出警报，完成泄露物的检测与定位。对于这种检测方法来说，其有着较高的灵敏程度，对于缓慢泄露或是微漏也能够完成高质量的检测，但是，该技术的施工成本与设备成本相对较高。

（3）声发射检漏技术

这一技术主要应用了泄露时的振动声波完成对管道泄露的定位与检测。对于城市埋地钢质管道来说，其泄漏时气体会随着缝隙向外喷射，最终形成振动声波，利用这种波信号就能够完成对泄露现象及发生未知的判断。对于声发射检漏技术来说，其具有较高的灵敏程度与定位精准度。

1.2 基于软件的检测定位技术

（1）压力法

属于压力法中的具体方法有很多种，包括泄漏后的稳态压力梯度法、压力点分析法、小波变换法、泄漏时瞬态压力波动的负压波法等等。其中，对于小波变换法来说，其能够实现在线的实时泄露检测，但是容易发生错误报警;负压波法的检测灵敏程度更高，原理也相对简单，适用性也更强，有着较高的应用优势。

（2）质量平衡法

这一方法检测城市燃气埋地钢质管道泄露的主要原理如下：在埋地钢质管道中，流体物质的质量或体积是守恒的。在质量平衡法中，需要用到温度计、流量计以及压力表等测量仪器，测量结果的可靠程度更高[2]。同时，质量平衡法能够实现对埋地钢质管道的连续监测，即便是管道中存在微漏也能及时发现，但是其对泄露位置的定位精确程度相对较低。

（3）基于数学模型的检测技术

能够归纳入这一技术范畴的方法有很多种，包括系统辨识法、滤波器法、状态估计器法等等。在这些方法的指导下，完成数学模型的建立，并输入埋地钢质管道的实际运行参数，就能够在计算中完成泄露检测与泄漏点的定位。该技术的成本投入相对较低，但是准趣性与定位精度不高。

（4）基于神经网络等的检测技术

对于这一方法来说，需要相关人员将埋地钢质管道的运行条件以及泄露信息输入信息系统中，并建立起用于泄露检测与泄漏点定位的两种神经网络完成最终检测。基于神经网络的检测技术具有较高的灵敏度，准确度也更高，但是在实际的泄露点定位中，由于只能完成到段的定位，所以定位精确程度相对较低。

（5）统计决策法

相比于上述的方法与技术来说，统计决策法更加新颖。在该方法中，主要通过对埋地钢质管道的出入口量压力与流量之间的关系变化展开连续性的计算与对比，最终实现了泄露的检测与泄漏点的定位。对于统计决策法来说，泄露检测灵敏度与准确度相对较高，但是定位的精确程度相对较低。

1.3 人工巡检技术

结合上述的分析能够了解到，基于硬件与软件的埋地钢质管道泄露检测定位技术有着不同的优势与缺点，需要相关人员结合实际情况与需求完成选择。但是，在城市中，由于燃气的管网相对复杂，且基于硬件以及软件的改建成本相对较高，所以需要进一步优化[3]。特别是对一些老旧的城市燃气埋地钢质管线来说，基于硬件以及软件的检测技术改造经济性较低，此时，可以应用人工巡检的方式完成泄漏检测及泄漏点定位。

对于人工巡检技术来说，其误报率更低，更加适用于安装任何泄露检测设备的埋地钢质管道泄露检测。但是，这种检测方式不仅无法实现实时的泄露检测，还会消耗大量的人力与物力，所以在实际的应用中必须展开进一步优化。笔者认为，为了在保证泄露检测准确性的情况下，实现实时监测并降低对人力的消耗，可以通过将人工巡检技术与其他检测技术相结合的方式完成城市燃气埋地钢质管道泄露的检测定位。例如，可以将人工巡检技术与埋地燃气管道定位技术相结合的方式，提升检测的效率;还可以通过人工巡检技术与埋地钢质管道不开挖检测技术相结合的方式，实现对泄漏地点的定位，此时，还可以应用交流地电位差测量仪完成管道防腐层破损点的查找，具体的原理示意图如图1。

另外，若是在埋地钢质管道的上方覆盖着导电性很差的物质，包括沥青、冻土、岩石回填物、钢筋混凝土等等，则上述的管道定位技术并不适用，无法实现对泄漏点的检测。此时，需要将人工巡检技术与低频超声波检测技术相结合，完成对埋地钢质管道泄露检测以及泄漏点的定位。

2 城市燃气埋地钢质管道泄露检测定位技术的应用分析

2.1 基于外力破坏的燃气泄露

对于城市燃气埋地钢质管道泄漏检测定位技术来说，相关人员能够应用这一技术完成对基于外力破坏而产生的燃气泄露进行确定。笔者在应用燃气泄露检测设备对特定地段的埋地钢质管道进行检测中发现，管道中疑似存在泄漏点。挖开验证过程中发现，该钢质管道上方存在水泥材质的自来水管道，且燃气管道中有较为明显的机械作用痕迹。在该痕迹的最深凹坑处发现了泄漏点，可以推断，该燃气管道泄漏事故是由于机械外力破坏造成的，而通过管道泄漏检测定位技术的应用，能够实现对该类型泄漏的检测与定位。

2.2 基于腐蚀的燃气泄漏

通过应用管道泄漏检测定位技术也能够完成对由于腐蚀造成的燃气泄露的检测与定位。笔者在应用燃气泄露检测技术对特定地段的埋地钢质管道进行检测中发现，管道中疑似存在泄漏点（3处）。挖开验证过程中发现，实际存在两处燃气泄漏点，且均是由于腐蚀导致的管道穿孔。进一步分析发现，该泄露处的边缘相对清晰，且手感光滑，所以这处泄漏可能是由于在为进行阴极保护的条件下遭到散杂电流干扰所造成的。可以证实，应用管道泄漏检测定位技术能够实现对腐蚀泄露的检测与定位。

另外，在笔者的实践中发现，除上述两种泄露类型之外，管道泄漏检测定位技术还能够实现对基于管道施工缺陷的燃气泄漏的检测与定位。笔者在对特定地段的埋地钢质管道进行检测中发现，中压燃气管道预留头的末端存在泄漏点。进一步分析发现，该泄漏点的产生主要是由于在实际的燃气管道安装过程中，由于安装失误导致了预留头处的燃气泄露。此时，由于发生的长时间的燃气泄漏，所以预留头周边的土壤与管道周边的土壤颜色存在较为明显的差异。

3 结束语

综上所述，为了最大程度的避免泄露事故的发生，探讨与应用泄露检测定位技术具有较高的现实意义。通過应用声发射检漏技术等的硬件检测、质量平衡法、基于数学模型的检测技术、统计决策法、基于神经网络等的检测技术，以及人工巡检技术与其他定位技术的结合，实现了对基于外力破坏的燃气泄露、基于腐蚀的燃气泄漏等泄露情况的检测与定位，促进了燃气服务质量的提升。

参考文献：

[1]何家玖，何柳.城市燃气泄漏检测方法及其应用研究[J].低碳世界，2017（34）：330-331.

[2]任峰，何仁洋，刘长征.城市燃气埋地钢质管道泄漏检测定位技术[J].管道技术与设备，2016（02）：13-16.

[3]郝永梅，徐明，李秀中，等.基于广义概念的城市燃气管道泄漏精确定位[J].工业安全与环保，2016，42（01）：80-84.