管道泄漏检测方法

2018-11-07 11:53:00

目前,已发展了多种管道泄漏检测方法,从最简单的人工分段沿管道巡视到较为复杂的软硬件相结合的方法,从陆地检测发展到海底检测,甚至利用飞机或卫星遥感检测大范围管网等。下面把主要的几种泄露检测技术介绍如下:

管内智能检测器 管内智能检测器配置各种传感器,在管道工业中广泛使用。目前利用检测器可以检测管壁的完好程度。检测器可以分为两类:超声波检测器和漏磁检测器。应用较多的是漏磁检测器,即将检测器放入管内,它就会在流体的推动下运动到下游,同时利用漏磁场收集有关管内流动和管壁完好程度的信息。对记录在检测器内的数据进行处理后,可以判断管道的腐蚀程度以及是否泄漏。

负压波检测法 负压波检测法是目前国内外应用较多的管道实时泄漏检测和泄漏定位的方法。负压波检测法是在泄漏发生时,泄漏处立即产生因流体物质损失而引起局部流体密度减小出现的瞬时压力降低和速度差,这个瞬时的压力下降作用在流体介质上就作为减压波源通过管道和流体介质向泄漏点的上下游以声速传播。当以泄漏前的压力作为参考标准时,泄漏时产生的减压波就称为负压波。如果在管道两端设置压力传感器检测到负压波,就可以判断泄漏并对泄漏进行定位。负压波检测法可以迅速检测出10~20%以上的泄漏,但是对于比较小的泄漏或已经发生的泄漏效果不佳。误报率高也是这种方法的一个致命的缺点。

音波检测法 音波检测法是基于物体间的相互碰撞产生振动,发出声音,形成声波的原理所开发的管道泄漏检测系统。当管道发生破裂时管道内输送介质与管壁摩擦产生声波震荡,声波沿着管道内流体向管道上下游高速传播,安装在管段两端的声波传感器监听并将捕捉到的声波波形,与计算机数据库中的模型比较,确定管道是否发生了泄漏及泄漏量等数值,同时根据管道在两端捕捉到的泄漏信号的时间差计算得到泄漏位置。这种方法可以实现连续的在线检测,并且能检测到很小的泄漏量,具有很好的灵敏性,误报率低,定位精度高,适应性好,安装费用和维护费用也较低。

光纤传感技术 光纤传感技术是根据管道中输送的物质泄漏会引起周围环境温度的变化,利用分布式光纤温度传感器连续测量沿管道的温度分布,当管道的温度变化超过一定的范围,就可以判断发生了泄漏。分布式光纤温度传感器系统主要基于光时域反射技术和光纤光栅原理,其中基于拉曼反射的分布式光纤温度传感系统应用较多,且技术较为成熟。光纤传感技术在实现物理量测量的同时可以实现信号的传输,在解决信号衰减和抗干扰方面有着独特的优越性。

瞬态模型法 瞬态模型法是建立管内流体流动的数学模型,在一定边界条件下求解管内流场,然后将计算值与管端的实测值相比较。当实测值与计算值的偏差大于一定范围时,即认为发生了泄漏。该方法要求建立准确的管道模型,但是,影响管道动态仿真计算精度的因素众多,因此采用此方法进行泄漏检测及定位的难度很大,而且误报率高是瞬态模型法在实际应用中的一个难以解决的问题。

统计决策方法 统计决策方法是对实测的压力、流量值进行分析,计算连续发生泄漏的概率,并利用最小二乘法进行泄漏点定位。该方法使用统计决策论的观点较好地解决了瞬态模型中误报警的问题,而且不用计算复杂的管道模型,降低了计算上的复杂性。统计泄漏检测系统还具有在线学习的能力,可以适应管道参数的变化。统计检漏法还很不成熟,存在许多未解决的问题。它主要的缺点是对仪器的要求比较高,特别是对流量信号的要求更高。

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