天然气管道泄漏定位检测方法研究

摘要：天然气管道在天然气输送中有着独特的优势，在我国国民经济中占据着越来越重要的地位。天然气管道泄漏不仅导致油气资源的损失，同时极大地污染了环境，甚至发生火灾爆炸，严重威胁人民生命财产的安全，天然气管道泄漏与定位方法是管道安全运行的重要保障。因此，对天然气管道泄漏检测和定位的研究具有非常重要的意义。基于此，本文主要对天然气管道泄漏的原因进行了分析，并从直接检测和检测检测两方面对管道泄漏定位检测方法进行了研究。

关键词：天然气;管道泄漏;定位;检测方法

管道运输是近年来发展起来的一种新型、经济的运输形式，在油气运输过程中，管道运输具有平稳连续，安全性能高，损失较低，质量保证等特点。由于这些特征管道运输已经被认为是国内外天然气生产、运输的主要方式。随着时间的推移，管道老化，不可避免的腐蚀磨损，发生管道泄漏的风险不断增加，尤其是孔径微小的泄漏对天然气管道的安全运行具有极大的潜在威胁。如不及时发现并加以制止，不仅造成能源浪费、经济损失 、污染环境，而且会危及人身安全，甚至造成灾难事故。因此，加强天然气管道泄漏检测与定位方法研究，及时准确报告事故的范围和程度，可以最大限度地减少经济损失和环境污染。

1天然气管道泄漏原因分析

1.1管道腐蚀

腐蝕因素是天然气运输中管道泄漏的主要原因，导致管道腐蚀的因素主要有以下几个方面 ：首先，管道运输的天然气中含有硫元素及某些酸性元素，在特定的环境下，这些杂质会产生氧化反应，就容易腐蚀管道的内部。其次，由于大多数天然气管道深埋地下，土壤环境与土质情况也会对管道产生一 定的影响，土壤的含水量、pH值、土壤中盐的类型、土壤密实程度等等，或多或少地都会对管道产生腐蚀影响。

1.2管道质量问题

管道的质量影响因素包含两个方面，一个是管道材料本身的问题，另一个是在生产管道过程中管理方面的问题。前者主要在于某些管道生产企业在利益的驱动下，选用质量较差的材料进行生产，更有甚者在生产过程中，偷工减料，在质量检验时，将存在质量问题的管材蒙混过关。后者主要在于管道生产企业在管理方面的疏漏，对于管道的检验与管理不严谨，容易导致管道质量问题。管道的生产与施工中，焊接不严密、安装不规范、施工不安全等，给天然气的运输带来了一定的隐患。

2天然气长输管道泄漏检测及定位方法

2.1直接检测方法

（1）线缆检测法

线缆检测法主要通过沿管道外壁敷设，对管道介质组分极为敏感的线缆来进行泄漏检测和定位。该方法不仅检测精度灵敏，还可以对管道进行实时监测，尤其针对小泄漏、渗漏具有较好的检测效果。其缺点是线缆造价昂贵，一旦检测出泄漏，需要及时更换被污染的线缆，需要极高的维护成本。

（2）外部巡线法

外部巡线法主要依靠有经验的工作人员对管道进行巡线，通过感官判断管道附近是否发生由泄漏造成的异常情况。该方法检测速度慢，且无法实现连续性检测，并且不适用于有毒或者地理环境较差管道的泄漏检测，但识别和定位准确度较高。

（3）光纤传感检测法

该检测方法是通过光缆来测试管道泄漏时的温度变化、压力变化等参数的变化，利用分布式传感器进行检测信号的传输，以此来实现对天然气管道泄漏的检测与泄漏点的定位。

（4）示踪化合物检测法

示踪化合物检测法是在管道内注入一定量的示踪化合物，该化合物是一种无害、稳定且易挥发的惰性气体。一旦管道发生泄漏，示踪气体就会随管内介质泄

漏到管外，被管道外部的探测设备所采集，应用气相色谱的原理测定示踪气体的含量，由此确定泄漏位置。此法对小泄漏的灵敏度较高，但检测周期较长，且需要在检测过程中不断加入示踪气体，花费较高，因此现场应用较少。

2.2间接检测方法

（1） 负压波法

如果天然气管道存在泄漏问题，则在泄漏点处，天然气的密度就会产生一定的变化，进而导致管道的压力出现变化，由于管道内天然气的流速并不会立即产生变化，所以泄漏点处与管道其它位置将会出现压差，这部分压差会沿管道传播，成为负压波。通过安装在管道上下游的负压波检测接受装置，即可判断是否存在泄漏，同时，根据上下游检测装置接受负压波的压差，即可判断泄漏位置。该方法原理较为简单，适用范围相对较广，但对于微小泄漏的检测精度和准确度较差。

（2）物质平衡法

物质平衡法是通过物质平衡的原理，通过检测天然气管线两端的流量之差来进行的，通过对比来判断管道是否发生泄漏，其实用性较高，无论是大量的泄漏还是微量的泄漏，运用该方法都能够很快地查找出来，并及时修补漏洞。但物质平衡法在运用时，会受到天然气流量差计算的准确性及原本管道内天然气含量的影响。

（3）声发射检测法

声发射检测法是目前应用最为广泛的管道外壁检测方法之一，其原理是当高压管道发生泄漏时，管内介质在巨大的压差作用下从泄漏孔高速喷出，产生较强的喷射噪声，该噪声引起的管壁振动会向管道两端传播，在管壁外侧安装声波传感器或振动传感器采集声波信号，经过放大电路和模数转换存储到工控机中，通过人工智能算法对声波信号进行分析，完成对管道泄漏的检测和泄漏点定位，该方法较其它检测方法具有较高的灵敏度和定位精度。但是由于声发射信号在管壁传播衰减极快，只适合较短距离管道的检测，不适合远距离管道检测。

（4）放射性检测法

放射性检测法在管线检测中应用较为广泛，该方法主要是通过向管道中投放放射性物质，当管道发生泄漏时，可以通过示踪计检漏仪来探测土壤中是否含有放射性物质，从而判断泄漏情况及泄漏源。该方法在使用中有可能产生环境污染，其检测周期比较长，检测的成本也比较高。

3结束语

综上所述，天然气管道泄漏的危害极大，严重威胁着管道设施的安全运行和人民的生命财产安全，因此，对天然气管道的泄漏检测与定位方法研究具有十分重要的现实意义。本文主要从直接检测和间接检测两方面对天然气管道泄漏检测与定位方法进行了阐述，每种技术都有自身的优缺点和适用范围，在生产过程中，天然气企业需要结合自身实际情况，采取多种有效措施对管道泄漏进行及时的检测和维修处理，从而保障天然气输送管道的安全运行。

参考文献：

[1]李健，陈世利，黄新敬，等.长输油气管道泄漏监测与准实时检测技术综述[J].仪器仪表学报，2016，37（8）：1747-1760

[2]杨换，牟野，褚彦吉.石油天然气长运输管道的泄漏检测以及定位技术[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37 （19）：31-32.

[3]臧付冲.浅谈长输天然气管道泄漏检测技术[J].当代化工研究，2018（12）：55-56.

作者简介：方楠（1987-），男，江西上饶人，工程师，从事天然气生产运行管理工作。