浅议油气集输管道检测技术与保护管理

王海涛

【摘要】从油气集输管道泄漏检测技术及工作原理和腐蚀检测方法及工作原理入手，加强油气集输管道保护管理提出了几点对策。

【关键词】油气集输管道  泄漏检测  腐蚀检测  保护管理

泄漏是事关油气集输管道运行中的重要事故。管道的腐蚀、突发性的自然灾害以及人为破坏等都会造成管道破裂乃至泄漏，威胁到油气集输管道的安全运行，甚至造成巨大的经济损失。准确及时地发现和监测到泄漏事故的发生，并精准地确定泄漏点的位置，杜绝盗油犯罪的猖獗进行，防止经济损失，维护油气集输正常运行，这些都给油气集输管道检测技术与保护管理提出了巨大的挑战。

一、油气集输管道泄漏检测技术及工作原理

（一）直接检测油气泄漏的管外检测法或管壁检测法

人工沿管分段巡视的方法。根据巡线工的观察和路人的报告及生产数据突变所发现的管线泄漏现象。这种方法只能发现一些较大的泄漏，且不及时。

用探测器沿管线方向在外部进行检测的方法。该方法利用了一种全自动的机器人在管道外部爬行进行泄露检测和定位。这种机器人携带传感器沿管壁爬行，可以爬过凸缘，但它只适于敷设在地面上的管道。

管道空中监测方法。空中监测方法主要有两部分组成，一是管道空中监视系统，二是地面装置系统，都采用微固体电路电子计算机。

管外检漏法虽然存在许多缺点，但其高度的灵敏性是其他管内检漏法无法替代的，尤其在检测微渗中。管外检漏法还将继续存在，它与管内检漏法配合使用，能够使管道得到很好的控制。

（二）检测因泄漏引起的流量、压力等物理参数发生变化的管内流量状态检漏方法

物质平衡的检漏法。根据管道两端流量是否平衡来检测管道是否有泄漏。在稳定流动情况下，若管线中间无分支，原理上，当流出量小于流入量时，则认为有泄漏发生。这种方法简单、直观，可用于长距离，大口径管道的泄漏检测，但由于其要求在每个站的出、入口管道上安装流量计，流量仪表的工作点漂移直接影响检漏精度，可能导致误报警。大口径的流量计不仅会增大维护工作量，而且会增加管内的压力损失，从而增加能源损耗。

基于模型的泄漏检测法。模型法的基本思想是：建立管道的实时模型，在线估计管线的压力和流量，并与压力或流量的实测值相比较来进行泄漏故障诊断，以提高泄漏检测和定位的准确性。

基于信号处理的泄漏检测法。基于信号处理的泄漏检测法主要有压力梯度法和压力波法。

压力梯度法是指在理想情况下，管线压力沿管线性变化，当管道某处发生泄漏时，管道内部的压力分布将发生变化。压力波法是指当管道上某处突然发生泄漏时，在泄漏处立即有物质损失，流体密度减少，导致压力突然下降，流体迅速填充了泄漏区，又引起与泄漏区相邻区域的压力降低，这种现象依次向泄漏区上下游扩散，于是产生了负压波（以泄漏前的压力作为参考标准），并同时向上、下游两个方向传播。

二、油气集输管道腐蚀检测方法及工作原理

油气集输管道在运行中因受各种因素的影响而发生腐蚀。对管道腐蚀的检测和对管道涂层的检测，是有效地防止管道泄漏事故的发生的重要措施。目前，对管道腐蚀检测和管道防腐涂层的检测方法主要有以下几类：

（一）管内参数变化的检测法

此类方法是将管内检测器，从被检测管道的一端放入，使其沿着管线内部顺流而下，利用超声、漏磁、涡流、录象等各种检测手段检测管道内壁的情况，同时也可以用来检测泄漏。

（二）皮尔森检测法

这是一种地上检测法， 用于确定地下管道涂层缺陷的位置。从连接阴极保护检试桩和钢棒阳极的电源处输入交流电信号到管道上。为了尽量减少通过完好管道涂层的电流消耗，交流电频率要根据管道涂层种类来选定。在涂层缺陷处，交流电信号是漏入大地中，通过土壤流到钢棒阳极处，从而形成回路。来自管道缺陷处的定点电流流过土壤形成电压梯度，这种电压梯度可以在地面檢测得到。

（三）信号递减涂层检测法

在很多方面同皮尔森检测法相同，主要差别在于检查缺陷的方法不同。交流电通过管道在管道周围形成磁场，磁场强度同交流电信号的强度成正比。当感应线圈放在管道上面时，通过记录感应线圈中产生的电压测量出磁场强度，测量结果在分贝刻度表上显示出来。电流在缺陷处流失使管子电流发生变化，从而导致磁场强渡的变化，这可以从感应线圈的输出变化检测出。

（四）密集间隔电位检测法

可以提供随举例而变的“管子—土壤”电位剖面详图。此图可用来确定有关阴极保护系统和涂层系统的详尽数据，在较小程度上也可确定它们的相互影响。

（五）Rg值检测法

Rg值检测法有直接测量的“锡箔法”和间接测量的“多频法管中电流检测法”。锡箔法在测量时需要接触管道防腐层的外壁， 直接测量绝缘也阻值后，计算出 Rg值：它的原理、设备比较简单 ，操作也方便。锡箔法仅对锡箔下的防腐层进行测试，无论是已挖开的埋地管道还是架空管道都可以进行检测，它是一种局部性抽样测量，具有对一切间接测量Rg的方法（包括多频法）的测量结果进行校验和对防腐层裸露的管道进行 Rg 的抽样检测的特殊作用。

三、加强油气集输管道保护管理的几点对策

（一）防止外部原因造成管道泄漏方法

一是对于防止由于自然灾害造成的管道泄漏，其可以在管道设计时考虑避的方案。同时也应提前编制出，管道运行中防止自然灾害造成的管道泄漏的处理预案。对自然灾害的预报、对预防自然灾可能造成的管道泄漏事故，都应有足够的重视和相应的处理方案。二是对人为原因造成的管道泄漏事故，如果是预防机械施工造成的，应将管道在该地区的走向图及时报给当地的建设规划管理部门，使施工单位在办理施工手续时就了解到管道的详细走向，避免在施工时挖坏管道引起泄漏。如果是盗油者蓄意在管道上打孔，要利用企业的保卫力量加强对管道的巡视，及时发现及时处理盗油者打的孔，使损失降低到最小程度。

（二）防止内部原因造成管道泄漏方法

防止管道外腐蚀：选用耐腐蚀材料制管（如防腐钢材、塑料等）、金属防蚀层（如镀锌、喷铝等）、涂层（如油漆、沥青、塑料、树脂、水泥、石棉等）、电法保护（外加电流保护、牺牲阳极保护、排流保护等）。防止管道内腐蚀：选用耐腐蚀材料制管（如防腐钢材、塑料、衬里等）、涂层（如油漆、沥青、塑料、树脂等）、加缓蚀剂、杀菌剂、除垢剂，以及阴极保护。