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天然气管道检测技术的发展及展望

作者:未知

  摘要:随着科技的进步,我们对于清洁能源的开发力度也越来越大,我们的国家政策也支持推广使用天然气,我国的长输管道检测技术也越来越成熟,并且越发的接近世界一流的水准。现阶段我们已经越来越离不开天然气的使用,但是在使用的同时我们应该更加注意安全问题,我们要注意对于天然气管道是否会发生泄漏随时进行监控,第一时间发现泄漏和时刻做好消除隐患的工作,避免造成更大的损失是我们需要格外注意的。通过使用先进的管道检测技术来达到对于管道的精准、无损的检测,以此来保证天然气管道运输的可靠性。
  关键词:天然气管道、天然气长输管道、检测技术
  我国天然气管道检测技术的发展现状
  随着我国天然气管道的铺设越来越广,我国天然气管道也即将进入一个需要更新换代的时期,许多管道出现了老化情况,存在着各种各样的安全隐患,而且据粗略调查发现,我国当前所使用的所有管道当中,有近七成的管道使用时间尚不足10年,使用10年以上的管道仅仅占十分之三。而这些数据将意味着我国的天然气管道在今后的10到20年的时间将进入高度老化状态,近七成的管道维护和替换如果同时进行,这无疑是一项巨大的挑战,这也是我们当前亟待解决的难题。
  天然气管道的检测技术
  我国目前对于钢制天然气管道的检测技术已经较为成熟,有多种检测方法。但从其根本上可大体分成直接检漏和间接检漏两类。
  直接检漏法:
  漏磁通检测技术是国内外天然气长输管道检测都广泛使用的一项技术,是在多种管道内检测技术中较为成熟且较为完善的一种手段。其主要是通过设备上的磁铁来磁化长输管道壁的全圆周,用以产生磁场,当检测器在长输管道的内壁上进行作业时,如若管壁出现缺陷等问题,就会导致漏磁现象的发生,同时会被两端的设备所感知,随之会发出信号并保持数据供技术人员检测时采集有用信息,从而达到检测目的。
  纹影成像技术则是利用天然气的折射率高于附近环境来检测天然气的泄漏的,当天然气发生泄漏的时候,通过摄像机所拍摄到的影像可以发现经过不同折射率的光线发生了明显的偏移,产生了纹影图影。并且通过和类似的技术相比较,纹影成像的优势显而易见,其极高的灵敏度、轻便的设备、简单的操作都是第一选择因素。不过该技术的缺点则是无法及时的发现泄漏问题。
  智能爬行机是依靠超声波、漏磁、声发射、摄像等技术而不会对于管道产生损害的探查仪器,其机身周围设有多个探头,可以进入天然气管道内部进行检测作业,直观的检测管内腐蚀的程度、机械损伤的严重性,以及确定发现损坏的位置,为预测管道破损提供数据支持。不过智能爬行机研发制造需要大量资金,而且其需要极具专业操控经验的技术人员驾驶,并且难以在多弯导管和多连接处的小空间使用。
  嗅觉传感器技术则是利用特殊的化学物质,通过传感器对于天然气当中所含的化学物质产生反应,传出信号,接着通过计算机信号处理,来检测是否存在泄漏。一般都是将嗅觉传感器按照一定的距离放置,时刻检测管道。不过当前此技术仍然处于研究和完善的阶段。
  气体检测的方法就是通过可燃性的气体检测器来直接检测气体泄漏的有无,其具有受温度、污染及機械作业的影响较小的好处,且具备较高的灵敏度,是我国较广泛使用的检查仪器,不过检测器极易造成燃烧或爆炸的危险,且无法进行远距离的连续检测。
  探地地雷可通过将脉冲电磁波发射到管道周围的地下,当发生管道泄漏的时候,其周围的介电性也将发生改变,通过观察到达雷达的信号的波形产生改变,即可发现到导管的泄漏。在使用探地地雷的时候需要被检测的物体具有一定的体积,故而难以在较细的管道使用,并且周围土地的地质性突变通常会造成雷达产生同样的变化,从而发出错误信息。
  间接检漏法:
  通过传感器来检测则是声音、光波等物理因素改变而探查泄漏的方法。例如在管道泄漏的时候会产生噪声,当声波传感器接收到这种声波就能够及时的检测泄漏并找到泄漏的位置,只不过由于管道破损口的形状对于声波的影响较大,所以一般无法精确确定泄漏的严重性,而且传统的声波传感器为离散型,在进行远距离检测的时候则需要使用更多的传感器。
  超声波内检测技术是通过向管道发出匀速的超声波,并于管道壁内的外表层发生反射,超声波经折返后被设备所接收并进行处理,通过判断超声波的发射时间差来分析管道的实际厚度以及管壁的缺陷。并且超声波检测对于管道裂缝极度敏感,及其极其适合探测管道开裂等问题。
  流量检测法依靠质量守恒定律,再因温度、压强等原因而改变的体积量,在一段时间内符合一定范围的变化即为正常流量。但是此方法无法快速的反馈信息,也难以发现小流量的泄漏,也无法定位泄漏点。
  负压波检测法是通过泄漏而短时间产生的局部压强改变所产生的负压波。负压波会从泄漏的位置传向两端的压力传感器,通过计算接收信号的时间即可定位泄漏的位置。但是对于较小的泄漏或以发生的泄漏则难以发现泄漏。
  瞬变模型法是利用数学建模的方式给天然气管道建立一个模型,通过计算机算出管道内的流场,并和实际数据比对,当比对差距较大的时候则认为存在泄漏。不过这种模型仅可以建立在稳定流,否则会影响数据准确性。
  分段密封法是通过给管道线路装上若干个截止阀,通过关闭相邻的阀门来检查隔断处的压强改变情况。不过其仅可以在管道停输的时候应用,实时性较差。
  对于管道检测技术未来的展望
  现阶段,天然气管道检测技术正处在一个不停发展的时期,通过对国外技术的对比以及平时使用时我们所发现的问题,虽然我们掌握许多检测燃气管道泄漏的技术或者方法,却每个技术都不能完美应用于多个环境,所以我国当前需要更加的注重检测技术和多种传感器相结合,使检测技术朝着多元化发展。而且对于不同尺寸的管道,我们需要同时具备多种环境的检测设备,同时建立更加完善的管理平台,使检测管道智能化,我们也需要加强国内对于技术人员的培训。
  参考文献:
  【1】分析天然气管道在线无损检测技术[J]. 王百志.  科技与企业. 2015(10)
  【2】基于声波的输气管道泄漏监测技术研究进展[J]. 李玉星,刘翠伟.  科学通报. 2017(07)
  【3】长输天然气管道泄漏检测技术探讨[J]. 张生,丁艳林,解铁成,刘继锋.  化工设计通讯. 2017(12)
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