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长距离流体输送管道泄漏检测与定位技术的现状与展望

作者:未知

  摘 要:针对长距离流体输送管道的泄漏检测以及定位问题,结合我国各种流体输送管道泄漏检测技术的应用现状,从基于模型的泄漏检测方法、基于信号处理的泄漏检测方法以及基于知识的泄漏检测方法入手,对各种技术的应用现状进行分析,在此基础上,对泄漏检测技术未来的发展进行展望,为未来泄漏检测技术的进一步发展奠定基础。研究表明:尽管可用于流体管道泄漏检测的技术相对较多,但是这些技术都存在相应的优点和缺点,并不能完善的解决管道泄漏检测定位的问题,因此,未来还需要对传统的技术进行改进或者开发新型泄漏检测定位技术,全面保障管道的运行安全。
  关键词:长距离;输送管道;泄漏检测;定位技术;现状与展望
  对于长距离流体输送管道而言,受到介质与周围环境的影响,非常容易出现泄漏问题,泄漏所产生的危害与流体的类型具有一定的关系,因此,加强流体管道泄漏检测,及时发现管道的泄漏位置并采取一定的措施解决泄漏问题十分重要[1]。目前,针对流体管道的泄漏检测问题国内外专家都进行了深入研究,相关措施也得到了应用,因此,在本次研究中,将会对目前常见的技术进行分析,并提出该方面未来的发展方向,为泄漏检测技术的进一步发展奠定基础。
  1 基于模型的方法
  所谓的模型检测方法主要是通過检测管道沿线的压力、流量等数据的变化情况,将实际的数据与理论的数据进行一定的对比,以此判断管道是否产生了泄漏问题,并查找泄漏位置。目前,常见的模型泄漏检测方法主要有两种,分别是实时模型泄漏检测法和瞬变流泄漏检测方法。所谓的实时模型泄漏检测方法主要是通过建立流体的运动方程,以此了解管道运行过程中流体的理论流动状态,在管道沿线按照大量的监测采集仪表,对管道沿线的数据进行实时采集,将沿线的实际数据与模型中的理论数据进行对比,如果两个相同数据类型之间存在偏差,则说明管道已经产生了泄漏问题,该种方法对管道沿线采集仪表的精度要求相对较高,因此非常容易出现误报漏报问题[2]。瞬变流泄漏检测方法是一种精度相对较高的检测方法,在使用该种方法的过程中,其可靠性也相对较强,该种技术主要是通过在计算机上搭建动态仿真模型和报警模块,通过OPC协议,将管道沿线的数据传输到计算机模型中,计算机模型根据管道实时的运行情况,对管道沿线进行仿真,然后通过仿真结果与实际采集的结果进行对比,以此判断管道是否产生了泄漏,并判断泄漏出现位置,在应用该种方法的过程中,为了使得仿真的精度得到有效的提高,管道沿线应尽可能的多安装检测采集仪表。
  2 基于信号处理的方法
  在应用信号处理方法的过程中,并不需要在计算机中建立专门的模拟模型,但是需要在管道沿线按照专门的信号采集设备。目前,常见的信号处理泄漏检测方法有负压波检测法和压力梯度法。在管道产生泄漏问题时,流体从泄漏位置流出会与管道之间产生摩擦,进而产生声波,该声波主要以负压波为主,通过在管道两端分别按照负压波检测设备,即可判断是否发生了泄漏问题,同时,根据管道两端接收到负压波的时间,即可判断泄漏出现的问题,该种技术就是负压波泄漏检测技术,在使用该种技术时,由于接收到的是声波信号,因此,需要对其进行一定的处理才能让工作人员准确判断,目前,常见的负压波处理方法有小波变化法和相关性分析法,大量的工作人员对负压波信号处理进行了深入研究,也提出了众多的新方法,因此,该种方法在应用的过程中相对较为可靠,但是需要在管道沿线增设额外的设备[3]。所谓的压力梯度法主要指的是通过检测管道沿线压力梯度进而判断泄漏的一种方法,当管道产生泄漏问题时,管道沿线的压力梯度必然会出现较大的波动,通过接收压力梯度的波动信号,进而可以判断泄漏位置,由于该种技术相对较为落后,因此,该种技术已经基本被淘汰。
  3 基于知识的方法
  目前,常见的基于知识的泄漏检测方法主要有统计学法和神经网络法。统计法主要是对管道运行过程中的压力与流量的关系进行统计,进而在两者之间建立一种数学关系,然后通过检测管道实际运行过程中的压力、流量变化,当两者之间的关系不再满足该数学关系时,即可说明管道出现了泄漏问题,该种方法与模型法相比,所建立的数学关系相对较为简单,且更容易实现,但是,当管道沿线的泄漏问题相对较小时,该种方法可能会出现漏报问题。神经网络方法是一种较为先进的方法,也是一种在人工智能取得重大发展以后提出的一种方法,该种方法主要是通过向模型中输入管道不发生泄漏和发生泄漏时的管道运行数据,然后使模型进行自我学习,然后实时读取管道运行数据,通过计算机自我判断是否发生泄漏问题,该种方法较为先进,但是对数据量的要求较高。
  4 结束语
  通过以上分析可以发现,虽然管道泄漏检测方法已经取得了巨大进步,但是每种方法都有一定的缺陷,因此,未来需要从这些方法的缺陷入手,对这些方法进行一定的改进,进而使得这些方法在泄漏检测领域更加适用。同时,还需要加快新技术和新方法的研究速度,也需要加快新方法和新技术的推广速度,进而使得管道泄漏检测问题可以得到完善的解决,保障管道的运行安全。
  参考文献:
  [1]金浩,陈健,黄肖静,等.管道泄漏检测与定位技术研究进展与展望[J].价值工程,2016(8):7-11.
  [2]董胜林,鲍善惠.流体输送管道的超声检漏技术[J].陕西师范大学学报(自科版),1993(4):84-85.
  [3]王晓宇,王树立.管道泄漏检测及定位技术的研究现状与发展方向[J].江苏工业学院学报,2008,20(3):74-78.
  作者简介:
  王彦军(1974- ),男,陕西城固人,毕业于东北财经大学工程管理专业,助理工程师,主要从事管道、安全管理和员工培训工作。
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