论文部分内容阅读
【摘 要】 随着我国社会经济的高速发展，燃气输送作为城市基础建设中的关键环节，在人们的生活中扮演着十分重要的角色。本文主要分析了燃气管道泄漏的原因，对其检修的必要性进行了论述，同时也提出了一定的燃气管道泄漏的检修方法，以供参考。
【关键词】 燃气管道；泄漏；检测；维修
一、前言
随着社会经济的不断发展，人们对生活水平的要求也不断提高，燃气输送作为生活中不可或缺的一部分，其高效、及时的输送已成为人们的迫切需求。为此，减少城市燃气管道泄漏，发展燃气管道检修技术，提高检修水平，将为人们的生活带来了极大的便利。
二、城市燃气管道泄漏的原因
1、燃气管道中存在质量隐患
即使通过试压合格的管网系统中，亦可能存在着一定的质量隐患，比如，在抽检的过程中，一些存在的裂缝、破损和管材的质量问题等未被检测到，因此，在实际输气过程中可能发生泄漏。此外，城市燃气管道在作业工程中需要进行带气作业，现有的质量监控措施无法保证其质量。不仅如此，大量的埋地法兰等，都可能成为燃气管道中存在的质量隐患。
2、环境问题引起的过度腐蚀
在地下水位增加、腐蚀性液体的腐蚀以及杂散电流的影响下，导致部分管道的腐蚀过度。正是因为以上原因的存在，导致即使质检合格的管道也会出现防腐层破损，形成薄弱点的问题，在日积月累的作用下，管道外壁将出现穿孔，从而造成泄漏。
3、外力因素產生泄露
在某些不可抗外力因素的作用下，管道极易出现变形和断裂，从而形成泄漏点，比如，地基的不均匀沉降导致对管道产生剪切作用，人为破坏导致管道出现裂缝等等。
三、城市燃气管道泄漏的检测方法
现今，国际上已出现许多种燃气管道泄漏的检测和维修方法。根据测量媒介的不同，可将其分为直接检测法与间接检测法两类；而根据测量手段的不同，亦可将其分为基于硬件的方法和基于软件的方法两种；分为内部检测法与外部检测法则是从检测装置所在位置的角度来考虑；而从检测对象的角度考虑，可将其分为监测管壁状况和监测内部流动状态。本文主要是根据测量媒介的不同而将其划分为直接检测法与间接检测法两类。
直接检测法是当下最简单的检测燃气管道泄露的方法，主要有监测可燃气体法和火焰电离监测法。可燃气体检测法是分析泄露后燃气的扩散现象，采用催化氧化原理将取样气体与正常的燃气浓度对比，判断出泄露的燃气是否可能引发爆炸，同时利用控制板面进行实时检测与维修。火焰电离检测法通过外加电场使燃气产生带电的碳原子，从而对其进行捕捉和计数，以确定报警值，此方法具有高灵敏度，并在燃气泄露的准确定位中得到广泛的应用。而间接检测法则是通过燃气管道的泄漏而导致其压力、流量和温度等特性产生的变化，利用压力点分析方法，判断其是否需要检修。在正常的情况下，燃气管道的压力通常在固定范围内出现微小波动，一旦泄露出现，压力将迅速下降，同时，燃气泄露出现的噪声也会被监测器捕捉，从而使工作人员迅速发现并及时的解决问题。通常还将采用另一种方法，即使质量与体积想平衡，其主要工作原理是测量燃气管道中其体积和质量的变化，通过流量的变化对压力和温度等等参数进行修正，从而保证燃气泄露而导致的流量变化连续清晰的反映在显示器上，利于技术工作人员迅速建立动态模型，并对其进行分析，使泄露问题得到迅速解决。
1、直接检测法
（一）直接观察法。该种方法主要是通过经验丰富的燃气管道工人或经过长期训练的动物来对管道进行巡查。通过查看管壁、分辨泄露出现的噪声等方法来判断是否发生了泄漏，本方法需要工作人员具有极丰富的敏感性经验和高度的责任心，但这也只能发现一些较大的泄漏，检测不够灵敏。近年随着技术的不断发展，便携式或车载红外探测器、泄露噪声探测器等仪器得到高度开发，通过这些探测器来检测泄漏气体，操作方便，成本较低，但不能实现在线连续的检测。
（二）泄漏检测电缆法。该种方法主要是通过具有可与输送的燃气发生一定物理反应或化学反应的特殊的泄漏检测电缆来实现的，将其沿管道进行铺设，一旦发生泄漏，电缆将出现物理反应或化学反应，并将其转变为电信号或光信号输出到特定接收仪器上，即可告知技术工作人员泄漏发生。目前电缆测漏方法主要有两种：第一，利用泄漏物质实现电缆的短路；第二，通过泄漏物质实现电缆特性阻抗的变化。该种方法灵敏度高，但与此同时也存在成本相对较高，设备更换困难，不能实现在线连续检测的缺点，因此其使用受到了一定限制。
（三）空气取样法。主要是通过火焰电离检测器和可燃气体检测器来实现。火焰电离检测器的主要工作原理是在外加电场的作用下，使燃气在纯氢火焰的燃烧下产生带电的碳原子，并对其进行捕捉和计数，以确定报警值，当带电的碳原子数量超过报警值时，检测器发出警报，这表明了周围空气中可燃气体的浓度超过了警戒值。该检测器具有高灵敏度，响应延迟低，抗干扰性强，可检范围大等优点，但其同样具有不能实现长输管道在线连续检测的缺点。而可燃气体检测器主要是一种对可燃气体进行监测的独立的传感器，其通过扩散的作用在空气中取出本样，并采用催化氧化的原理产生一种信号，使其可以与可燃气体的浓度达到一定的比例，一旦可燃气体的浓度超过其规定下限的20%，继电器将传送该信号到控制板上，从而实现报警器报警。
2、间接检测法
（一）压力分析法
在正常运行的过程中，燃气管道的压力值将处于稳定的连续变化状态中。一旦管道发生泄漏，泄漏点附近的压力将出现迅速的下降，原有的稳定状态不再保持，因此燃气管道将向新的稳态发生偏移。在此过程的进行中，将产生一种以声速传播的沿管道的扩张波，其将引起管道沿线的压力发生变化，同时将失稳的瞬态向前传递。在沿管道敷设方向上，设点进行压力检测，并且通过统计方法对检测值进行分析，得到数据的变化曲线，并将其与燃气管道在正常运行状态的曲线作比较。如果现有的数据变化曲线与在正常运行状态的曲线不吻合，则表明有泄漏出现。此种方法一般在管道压力处于极限状态如停输及升压的情况下使用，而在新建的管线、天然气的转换以及大修期间也会得到大量应用。在管线压力稳定的情况下，燃气管道任何一处发生泄露都将引起燃气管道压力的持续下降，从而可判断燃气管道是否发生了泄漏。
（二）流量检测法
根据事实我们知道，管道泄漏点必然存在漏电，漏电将导致管道周围的土壤电参数发生变化，通过雷达系统的发射器和接收器等，可以检测土壤的电参数从而对地下管道的泄漏进行准确定位。本方法的优点主要是检测定位的准确性高，但本方法一般只能作为辅助手段，因为虽然管道泄漏点必然存在漏电，但管道的漏电点却不能保证是泄漏点，因此，需要将本方法与其他燃气管道直接检测方法想结合。
（三）管内进行智能检测
采用带有检漏设备的清管器，对管线的内部进行不停输的检漏。当清管器在随流体在管内移动时，其数据收集系统可对管材的几何形状、管壁腐蚀、裂缝损坏等相关数据进行收集，发送到记录仪内，并对这些数据进行分析计算，从而判断燃气管道的完整性。智能清管器根据其工作原理的不同主要可分为漏磁通检测法和超声波检测法两种。
四、结语
城市燃气管道发生泄露将对人们的生活带来极大的威胁，因此其检测和维修工作十分重要。控制燃气管道的泄露需要我们采用先进的检测设备、制定严密的检漏方案、提高工作技术人员的检修素养和水平。只有从人员、设备、方案三方面共同考虑，才能实现对城市燃气管道泄露的良好控制，从而保证人们的生活质量。
参考文献：
[1]孔祥辉，王彦勇。城市燃气管道泄漏原因分析和控制[J]。中国新技术新产品。2009（23）
[2]杨理践.景晓斐，宫照广.输气管道音波泄漏检测技术的研究.沈阳工业大学学报，2007，29（1）：70-73
[3]陈华敏，师学明，等.管道泄漏检测技术进展.安全与环境工程，2003，10（3）：58-61.
【关键词】 燃气管道；泄漏；检测；维修
一、前言
随着社会经济的不断发展，人们对生活水平的要求也不断提高，燃气输送作为生活中不可或缺的一部分，其高效、及时的输送已成为人们的迫切需求。为此，减少城市燃气管道泄漏，发展燃气管道检修技术，提高检修水平，将为人们的生活带来了极大的便利。
二、城市燃气管道泄漏的原因
1、燃气管道中存在质量隐患
即使通过试压合格的管网系统中，亦可能存在着一定的质量隐患，比如，在抽检的过程中，一些存在的裂缝、破损和管材的质量问题等未被检测到，因此，在实际输气过程中可能发生泄漏。此外，城市燃气管道在作业工程中需要进行带气作业，现有的质量监控措施无法保证其质量。不仅如此，大量的埋地法兰等，都可能成为燃气管道中存在的质量隐患。
2、环境问题引起的过度腐蚀
在地下水位增加、腐蚀性液体的腐蚀以及杂散电流的影响下，导致部分管道的腐蚀过度。正是因为以上原因的存在，导致即使质检合格的管道也会出现防腐层破损，形成薄弱点的问题，在日积月累的作用下，管道外壁将出现穿孔，从而造成泄漏。
3、外力因素產生泄露
在某些不可抗外力因素的作用下，管道极易出现变形和断裂，从而形成泄漏点，比如，地基的不均匀沉降导致对管道产生剪切作用，人为破坏导致管道出现裂缝等等。
三、城市燃气管道泄漏的检测方法
现今，国际上已出现许多种燃气管道泄漏的检测和维修方法。根据测量媒介的不同，可将其分为直接检测法与间接检测法两类；而根据测量手段的不同，亦可将其分为基于硬件的方法和基于软件的方法两种；分为内部检测法与外部检测法则是从检测装置所在位置的角度来考虑；而从检测对象的角度考虑，可将其分为监测管壁状况和监测内部流动状态。本文主要是根据测量媒介的不同而将其划分为直接检测法与间接检测法两类。
直接检测法是当下最简单的检测燃气管道泄露的方法，主要有监测可燃气体法和火焰电离监测法。可燃气体检测法是分析泄露后燃气的扩散现象，采用催化氧化原理将取样气体与正常的燃气浓度对比，判断出泄露的燃气是否可能引发爆炸，同时利用控制板面进行实时检测与维修。火焰电离检测法通过外加电场使燃气产生带电的碳原子，从而对其进行捕捉和计数，以确定报警值，此方法具有高灵敏度，并在燃气泄露的准确定位中得到广泛的应用。而间接检测法则是通过燃气管道的泄漏而导致其压力、流量和温度等特性产生的变化，利用压力点分析方法，判断其是否需要检修。在正常的情况下，燃气管道的压力通常在固定范围内出现微小波动，一旦泄露出现，压力将迅速下降，同时，燃气泄露出现的噪声也会被监测器捕捉，从而使工作人员迅速发现并及时的解决问题。通常还将采用另一种方法，即使质量与体积想平衡，其主要工作原理是测量燃气管道中其体积和质量的变化，通过流量的变化对压力和温度等等参数进行修正，从而保证燃气泄露而导致的流量变化连续清晰的反映在显示器上，利于技术工作人员迅速建立动态模型，并对其进行分析，使泄露问题得到迅速解决。
1、直接检测法
（一）直接观察法。该种方法主要是通过经验丰富的燃气管道工人或经过长期训练的动物来对管道进行巡查。通过查看管壁、分辨泄露出现的噪声等方法来判断是否发生了泄漏，本方法需要工作人员具有极丰富的敏感性经验和高度的责任心，但这也只能发现一些较大的泄漏，检测不够灵敏。近年随着技术的不断发展，便携式或车载红外探测器、泄露噪声探测器等仪器得到高度开发，通过这些探测器来检测泄漏气体，操作方便，成本较低，但不能实现在线连续的检测。
（二）泄漏检测电缆法。该种方法主要是通过具有可与输送的燃气发生一定物理反应或化学反应的特殊的泄漏检测电缆来实现的，将其沿管道进行铺设，一旦发生泄漏，电缆将出现物理反应或化学反应，并将其转变为电信号或光信号输出到特定接收仪器上，即可告知技术工作人员泄漏发生。目前电缆测漏方法主要有两种：第一，利用泄漏物质实现电缆的短路；第二，通过泄漏物质实现电缆特性阻抗的变化。该种方法灵敏度高，但与此同时也存在成本相对较高，设备更换困难，不能实现在线连续检测的缺点，因此其使用受到了一定限制。
（三）空气取样法。主要是通过火焰电离检测器和可燃气体检测器来实现。火焰电离检测器的主要工作原理是在外加电场的作用下，使燃气在纯氢火焰的燃烧下产生带电的碳原子，并对其进行捕捉和计数，以确定报警值，当带电的碳原子数量超过报警值时，检测器发出警报，这表明了周围空气中可燃气体的浓度超过了警戒值。该检测器具有高灵敏度，响应延迟低，抗干扰性强，可检范围大等优点，但其同样具有不能实现长输管道在线连续检测的缺点。而可燃气体检测器主要是一种对可燃气体进行监测的独立的传感器，其通过扩散的作用在空气中取出本样，并采用催化氧化的原理产生一种信号，使其可以与可燃气体的浓度达到一定的比例，一旦可燃气体的浓度超过其规定下限的20%，继电器将传送该信号到控制板上，从而实现报警器报警。
2、间接检测法
（一）压力分析法
在正常运行的过程中，燃气管道的压力值将处于稳定的连续变化状态中。一旦管道发生泄漏，泄漏点附近的压力将出现迅速的下降，原有的稳定状态不再保持，因此燃气管道将向新的稳态发生偏移。在此过程的进行中，将产生一种以声速传播的沿管道的扩张波，其将引起管道沿线的压力发生变化，同时将失稳的瞬态向前传递。在沿管道敷设方向上，设点进行压力检测，并且通过统计方法对检测值进行分析，得到数据的变化曲线，并将其与燃气管道在正常运行状态的曲线作比较。如果现有的数据变化曲线与在正常运行状态的曲线不吻合，则表明有泄漏出现。此种方法一般在管道压力处于极限状态如停输及升压的情况下使用，而在新建的管线、天然气的转换以及大修期间也会得到大量应用。在管线压力稳定的情况下，燃气管道任何一处发生泄露都将引起燃气管道压力的持续下降，从而可判断燃气管道是否发生了泄漏。
（二）流量检测法
根据事实我们知道，管道泄漏点必然存在漏电，漏电将导致管道周围的土壤电参数发生变化，通过雷达系统的发射器和接收器等，可以检测土壤的电参数从而对地下管道的泄漏进行准确定位。本方法的优点主要是检测定位的准确性高，但本方法一般只能作为辅助手段，因为虽然管道泄漏点必然存在漏电，但管道的漏电点却不能保证是泄漏点，因此，需要将本方法与其他燃气管道直接检测方法想结合。
（三）管内进行智能检测
采用带有检漏设备的清管器，对管线的内部进行不停输的检漏。当清管器在随流体在管内移动时，其数据收集系统可对管材的几何形状、管壁腐蚀、裂缝损坏等相关数据进行收集，发送到记录仪内，并对这些数据进行分析计算，从而判断燃气管道的完整性。智能清管器根据其工作原理的不同主要可分为漏磁通检测法和超声波检测法两种。
四、结语
城市燃气管道发生泄露将对人们的生活带来极大的威胁，因此其检测和维修工作十分重要。控制燃气管道的泄露需要我们采用先进的检测设备、制定严密的检漏方案、提高工作技术人员的检修素养和水平。只有从人员、设备、方案三方面共同考虑，才能实现对城市燃气管道泄露的良好控制，从而保证人们的生活质量。
参考文献：
[1]孔祥辉，王彦勇。城市燃气管道泄漏原因分析和控制[J]。中国新技术新产品。2009（23）
[2]杨理践.景晓斐，宫照广.输气管道音波泄漏检测技术的研究.沈阳工业大学学报，2007，29（1）：70-73
[3]陈华敏，师学明，等.管道泄漏检测技术进展.安全与环境工程，2003，10（3）：58-61.