论文部分内容阅读
摘 要：随着科技的不断发展和进步，我国的燃气事业也蓬勃发展 起来，在科技的支撑下，管道泄漏检测技术也越来越成熟，随着科技的不断发展和进步，在科技人员的不懈努力和钻研下，复杂的计算机软硬件结合的检测方法得到广泛的应用，而且检测也摆脱了只能在陆地检测的历史。鉴于此，文章重点就城市燃气泄漏检测新方法及其应用进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：城市燃气；燃气泄漏；检测方法；应用
引言
燃气管道泄漏检测是预防燃气管道安全事故最常用的技术手段，城市燃气泄漏检测的方法有很多，最常用的有直接巡视法、空气检测法等，这些检测方法的实现都离不开相应的检测设备，传统的以空气燃烧为原理的甲烷检测仪容易受到空气中的一氧化碳、二氧化碳以及水汽的干扰，对操作环境的要求很高，所以在日常监测中检测精度有限，甚至有误检、误报警等情况的发生，导致对泄漏点定位有时不准确，因此必须探索一种新型的城市燃气泄漏检测方法，提高检测质量，降低误检率，给维修争取时间。
1城市燃气管道泄漏的原因研究
我国城市用于运输燃气的管道大多都是由金属构成的，经过长时间的使用就会出现金属的腐蚀，也就是燃气管道的金属和周围环境中的物质发生物理、化学等复杂的变化，而生成的金属化合物，这使得原有的管道功能降低，容易发生燃气的泄漏。金属腐蚀包括自然腐蚀与电腐蚀，其中电腐蚀是管道金属与电解质发生电化学反应而对金属造成破坏的一种现象，这往往是由于直流带电体或者是带电防腐设备所泄漏的电流而造成的腐蚀，电腐蚀又分为点腐蚀与缝隙腐蚀，这是因为燃气管道的金属是通过焊接的方式连接在一起，不可避免的会存在缝隙，尽管这些缝隙非常小，甚至肉眼都见不到，但是经过长时间的使用却可以使电解质溶液渗出，从而发生腐蚀，久而久之就出现了我们常见的管道穿孔现象；而自然腐蚀是指除电腐蚀之外而发生的其他形式的腐蚀，燃气管道的自然腐蚀主要包括化学腐蚀、应力腐蚀和细菌腐蚀等几种情况，给管道造成的破坏主要是使得管道产生比较均匀的大面积的锈斑和腐蚀坑。
2城市燃气泄漏检测新方法及其应用
2.1声波检测技术
声波检测的方法是借助于传感器实现的，当燃气管道发生泄漏时会产生较大的频率，燃气会震荡管道，通过声波的传输发出燃气泄露的信号，这样检测人员就可以通过信号的强弱来判断漏气的地方，通常都是在信号最强的地方。其中还有一种非常常用的方法就是负压检测法，通过压力传感器的使用确定燃气泄露的扩张波码，同时发出尖锐的警报声，这样便于检测人员的定位，提高维修的效率，当然急需改进的技术措施就是减小燃气泄漏时所发出的噪声，实现燃气泄露检测的安全和环保。
2.2气体敏感检测技术
所谓气体敏感检测技术就是使用嗅敏仪这种新型的检测设备进行燃气泄露检测，嗅敏仪不仅灵敏，而且利于携带，通过其检测探头对漏气的地方进行定位，再经过燃气传感器发送漏气信号。检测人员只需要手持嗅敏仪，沿着燃气管道分布的方向逐一的排查和检测，当有燃气浓度超标的地方仪器会自动报警，这种方法尽管简便又灵敏，但是检测人员的工作量加大，并且嗅敏仪每天只能工作九千米左右。最重要的是，我国的嗅敏仪大多是从国外进口的，数量有限，成本也较高，所以我国应该自主的研发一些用于城市燃气管道泄露检测的灵敏仪器，增加企业的经济效益。
2.3流量平衡法
众所周知，此种方法是一种最为普遍应用的也是基本的检测方法，它也可以叫做质量分析法。它根据进出口管道流体的流量差来判断管道是否发生泄漏，这种方法简单直观、易于实现，但由于流量测量受流体成分、温度以及压力等参数变化的影响较大，因此测量的准确度比较低，同时该方法需要在管线两端安装高精度的流量计，成本较高，也不能实现泄漏位置的定位。
2.4泄漏电缆检测法
泄漏电缆是一种由特殊成分制造的电缆，这种电缆中的特殊成分能够与管道运送的燃气发生特定的反应，一旦燃气泄漏，电缆发生劣质反应，触发声光信号进行传送，以达到预警的目的。目前泄漏电缆检测法主要包括两种方式，一种为燃气泄漏造成电缆特性阻抗改变，因此产生信号，另一种是燃气泄漏导致电缆短路，产生预警信号。泄漏电缆检测法较其他方法具有更高的灵敏性，能够及时发生燃气泄漏事故，但存在铺设和更换困难、造价高、无法连续使用的缺点，因此在一定程度上无法广泛应用。
2.5模型测算法
模型测算法是指通过针对管道传输模型，对系统的实时参数进行计算并分析，通过对比估算值和测量值进行判断。在模型建立过程中，需要考虑燃气压力、温度、燃气密度等多种因素，才能达到模型计算的精确。因此，在实际测算中实时性较强，敏感度较好，而且可以连续监测燃气管道的泄漏情况，这种方法的缺点在于由于灵敏性过大，因此容易产生误报警。
2.6神经网络模糊识别法
通常情况下，普通模型对于燃气管道泄漏的判断存在一定的准确性差异，神经网络模糊识别方法作为一种新兴的网络技术，能够以样本为对象进行学习，并且无限逼近非线性函数，所以灵敏度高，能够大幅提高燃气泄漏的精确度，同时具有抗干扰、抗噪声能力，这种方法误报警很少，其缺点在于定时时只能以段为单位，无法更为精确的定位。
3城市燃气管道泄漏检测方法的评析
3.1当前城市燃气管道泄漏检测方法的不足之处
无论是直接还是间接检测方法，各种燃气管道泄漏检测和泄漏定位技术都难以解决检测灵敏度和误报警之间难以调和的矛盾以及管道定位精度不高的困难，特别是当燃气泄漏较少，仅为微量泄漏时，某些管道泄漏检测技术可能由于精度無法达到检测标准，因此对微量泄漏检测不到。而其他精确度过高的技术，又有可能对非燃气泄漏的情况产生误报警。因此，在选择城市燃气管道泄漏技术与方法时，应充分关注微量缓慢泄漏的检测精度和泄漏点定位的准确程度，并防止误报警，实现各种检测方法的最佳组合。
3.2城市燃气管道泄漏检测方法的发展方向
智能化燃气管道泄漏检测技术是未来的发展方向，特别是目前已经正在初步使用的神经网络模型识别和检测系统，具备智能化、自动化的特点，这种技术和方法具有自我学习的功能，能够根据历史检测情况，通过自身的能力不断强化智能化检测技术，完善检测技术存在的问题，同时可以考虑将管道传送数据、管道监控与燃气泄漏检测技术结合起来建立完善的系统，不仅能够监控管道的日常运行状况，而且能够为泄漏检测提供相关数据。由于数据采集、监控系统和泄漏检测系统单独建设需要花费一定的成本，若对相关系统进行整合，则不但能够充分利用系统之间的信息支撑，更有利于提高管道监控管理的智能化水平，向燃气管道自动化的方向发展。
结束语
综上所述，为提高对管道泄漏检测灵敏度和泄漏定位精度，管道泄漏检测须采用以上几种方法结合使用，发挥各检测方法优点，提高检测系统可靠性，同时燃气管道安全运行不仅需经济合适的泄漏检测方法，还要从管道设计、工程施工和日常运行等多方面重视，最大程度减小泄漏事故的发生。
参考文献
[1]何家玖，何柳.城市燃气泄漏检测方法及其应用研究[J].低碳世界，2017（34）：330-331.
[2]任峰，何仁洋，刘长征.城市燃气埋地钢质管道泄漏检测定位技术[J].管道技术与设备，2016（02）：13-16.
[3]武文娇.基于城市燃气管道脆弱性的泄漏检测技术研究[D].北京建筑大学，2014.
[4]魏刚毅.城市燃气管网泄漏检测系统的现状及发展[J].山东煤炭科技，2009（03）：123+125.
（作者单位：南充嘉能天然气有限责任公司）
关键词：城市燃气；燃气泄漏；检测方法；应用
引言
燃气管道泄漏检测是预防燃气管道安全事故最常用的技术手段，城市燃气泄漏检测的方法有很多，最常用的有直接巡视法、空气检测法等，这些检测方法的实现都离不开相应的检测设备，传统的以空气燃烧为原理的甲烷检测仪容易受到空气中的一氧化碳、二氧化碳以及水汽的干扰，对操作环境的要求很高，所以在日常监测中检测精度有限，甚至有误检、误报警等情况的发生，导致对泄漏点定位有时不准确，因此必须探索一种新型的城市燃气泄漏检测方法，提高检测质量，降低误检率，给维修争取时间。
1城市燃气管道泄漏的原因研究
我国城市用于运输燃气的管道大多都是由金属构成的，经过长时间的使用就会出现金属的腐蚀，也就是燃气管道的金属和周围环境中的物质发生物理、化学等复杂的变化，而生成的金属化合物，这使得原有的管道功能降低，容易发生燃气的泄漏。金属腐蚀包括自然腐蚀与电腐蚀，其中电腐蚀是管道金属与电解质发生电化学反应而对金属造成破坏的一种现象，这往往是由于直流带电体或者是带电防腐设备所泄漏的电流而造成的腐蚀，电腐蚀又分为点腐蚀与缝隙腐蚀，这是因为燃气管道的金属是通过焊接的方式连接在一起，不可避免的会存在缝隙，尽管这些缝隙非常小，甚至肉眼都见不到，但是经过长时间的使用却可以使电解质溶液渗出，从而发生腐蚀，久而久之就出现了我们常见的管道穿孔现象；而自然腐蚀是指除电腐蚀之外而发生的其他形式的腐蚀，燃气管道的自然腐蚀主要包括化学腐蚀、应力腐蚀和细菌腐蚀等几种情况，给管道造成的破坏主要是使得管道产生比较均匀的大面积的锈斑和腐蚀坑。
2城市燃气泄漏检测新方法及其应用
2.1声波检测技术
声波检测的方法是借助于传感器实现的，当燃气管道发生泄漏时会产生较大的频率，燃气会震荡管道，通过声波的传输发出燃气泄露的信号，这样检测人员就可以通过信号的强弱来判断漏气的地方，通常都是在信号最强的地方。其中还有一种非常常用的方法就是负压检测法，通过压力传感器的使用确定燃气泄露的扩张波码，同时发出尖锐的警报声，这样便于检测人员的定位，提高维修的效率，当然急需改进的技术措施就是减小燃气泄漏时所发出的噪声，实现燃气泄露检测的安全和环保。
2.2气体敏感检测技术
所谓气体敏感检测技术就是使用嗅敏仪这种新型的检测设备进行燃气泄露检测，嗅敏仪不仅灵敏，而且利于携带，通过其检测探头对漏气的地方进行定位，再经过燃气传感器发送漏气信号。检测人员只需要手持嗅敏仪，沿着燃气管道分布的方向逐一的排查和检测，当有燃气浓度超标的地方仪器会自动报警，这种方法尽管简便又灵敏，但是检测人员的工作量加大，并且嗅敏仪每天只能工作九千米左右。最重要的是，我国的嗅敏仪大多是从国外进口的，数量有限，成本也较高，所以我国应该自主的研发一些用于城市燃气管道泄露检测的灵敏仪器，增加企业的经济效益。
2.3流量平衡法
众所周知，此种方法是一种最为普遍应用的也是基本的检测方法，它也可以叫做质量分析法。它根据进出口管道流体的流量差来判断管道是否发生泄漏，这种方法简单直观、易于实现，但由于流量测量受流体成分、温度以及压力等参数变化的影响较大，因此测量的准确度比较低，同时该方法需要在管线两端安装高精度的流量计，成本较高，也不能实现泄漏位置的定位。
2.4泄漏电缆检测法
泄漏电缆是一种由特殊成分制造的电缆，这种电缆中的特殊成分能够与管道运送的燃气发生特定的反应，一旦燃气泄漏，电缆发生劣质反应，触发声光信号进行传送，以达到预警的目的。目前泄漏电缆检测法主要包括两种方式，一种为燃气泄漏造成电缆特性阻抗改变，因此产生信号，另一种是燃气泄漏导致电缆短路，产生预警信号。泄漏电缆检测法较其他方法具有更高的灵敏性，能够及时发生燃气泄漏事故，但存在铺设和更换困难、造价高、无法连续使用的缺点，因此在一定程度上无法广泛应用。
2.5模型测算法
模型测算法是指通过针对管道传输模型，对系统的实时参数进行计算并分析，通过对比估算值和测量值进行判断。在模型建立过程中，需要考虑燃气压力、温度、燃气密度等多种因素，才能达到模型计算的精确。因此，在实际测算中实时性较强，敏感度较好，而且可以连续监测燃气管道的泄漏情况，这种方法的缺点在于由于灵敏性过大，因此容易产生误报警。
2.6神经网络模糊识别法
通常情况下，普通模型对于燃气管道泄漏的判断存在一定的准确性差异，神经网络模糊识别方法作为一种新兴的网络技术，能够以样本为对象进行学习，并且无限逼近非线性函数，所以灵敏度高，能够大幅提高燃气泄漏的精确度，同时具有抗干扰、抗噪声能力，这种方法误报警很少，其缺点在于定时时只能以段为单位，无法更为精确的定位。
3城市燃气管道泄漏检测方法的评析
3.1当前城市燃气管道泄漏检测方法的不足之处
无论是直接还是间接检测方法，各种燃气管道泄漏检测和泄漏定位技术都难以解决检测灵敏度和误报警之间难以调和的矛盾以及管道定位精度不高的困难，特别是当燃气泄漏较少，仅为微量泄漏时，某些管道泄漏检测技术可能由于精度無法达到检测标准，因此对微量泄漏检测不到。而其他精确度过高的技术，又有可能对非燃气泄漏的情况产生误报警。因此，在选择城市燃气管道泄漏技术与方法时，应充分关注微量缓慢泄漏的检测精度和泄漏点定位的准确程度，并防止误报警，实现各种检测方法的最佳组合。
3.2城市燃气管道泄漏检测方法的发展方向
智能化燃气管道泄漏检测技术是未来的发展方向，特别是目前已经正在初步使用的神经网络模型识别和检测系统，具备智能化、自动化的特点，这种技术和方法具有自我学习的功能，能够根据历史检测情况，通过自身的能力不断强化智能化检测技术，完善检测技术存在的问题，同时可以考虑将管道传送数据、管道监控与燃气泄漏检测技术结合起来建立完善的系统，不仅能够监控管道的日常运行状况，而且能够为泄漏检测提供相关数据。由于数据采集、监控系统和泄漏检测系统单独建设需要花费一定的成本，若对相关系统进行整合，则不但能够充分利用系统之间的信息支撑，更有利于提高管道监控管理的智能化水平，向燃气管道自动化的方向发展。
结束语
综上所述，为提高对管道泄漏检测灵敏度和泄漏定位精度，管道泄漏检测须采用以上几种方法结合使用，发挥各检测方法优点，提高检测系统可靠性，同时燃气管道安全运行不仅需经济合适的泄漏检测方法，还要从管道设计、工程施工和日常运行等多方面重视，最大程度减小泄漏事故的发生。
参考文献
[1]何家玖，何柳.城市燃气泄漏检测方法及其应用研究[J].低碳世界，2017（34）：330-331.
[2]任峰，何仁洋，刘长征.城市燃气埋地钢质管道泄漏检测定位技术[J].管道技术与设备，2016（02）：13-16.
[3]武文娇.基于城市燃气管道脆弱性的泄漏检测技术研究[D].北京建筑大学，2014.
[4]魏刚毅.城市燃气管网泄漏检测系统的现状及发展[J].山东煤炭科技，2009（03）：123+125.
（作者单位：南充嘉能天然气有限责任公司）