长输管道泄漏检测技术发展现状
第26卷第7期 油 气 储 运
长输管道泄漏检测技术发展现状3
唐 恂33 张 琳 苏 欣
(西南油气田分公司输气管理处重庆运销部) (中国石油工程设计有限责任公司西南分公司)
张 鹏 李 辉
(江苏石油勘探局油田建设处安装公司) (西气东输管道销售公司)
唐 恂 张 琳等:长输管道泄漏检测技术发展现状,油气储运,2007,26(7)11～14,29。
摘 要 回顾了国内外油气长输管道泄漏检测技术发展的历史,介绍了热红外线成像、探地雷达、气体成像等18种管道泄漏检测技术方法,给出了泄漏检测方法的诊断性能指标和综合性能指标,预测了长输管道泄漏检测技术发展的趋势。
主题词 油气 长输管道 泄漏 原因 检测方法 性能指标 趋势
一、检漏技术发展历史
国外从20世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行研究,内容包括互相关分析的泄漏法、基于压力梯度时间序列的管道泄漏检测法、采用非线性模型的非线性状态观测器的检漏法、卡尔曼滤波器法、基于Sagnac光纤干涉仪原理的管道流体泄漏检测定位系统、统计检漏法、“纹影”(Schlieren)技术、频域响应法以及小波分析的方法等。
我国对于管道泄漏技术的研究起步较晚,但发展很快,提出过的方法有,基于状态估计的观测器的方法、基于Kullback信息测度法、负压波法、模式识别法、小波分析法、神经网络法、压力点分析法、分布式光纤法、声波检漏法、Sagnac光纤干涉仪法、GPS 时间标签法、仿射变换法、扩展卡尔曼滤波法、分布式检测与决策融合方法、新型分布式光纤法等〔1～9〕。
二、泄漏检测技术方法
对于检漏技术的分类,目前尚无统一的规定,根据检测过程中使用的测量手段的不同,分为基于硬件和软件的方法;根据测量分析的媒介不同分为直接检测法与间接检测法;根据检测过程中检测装置所处位置的不同分为内部检测法与外部检测法;根据检测对象的不同分为检测管壁状况和检测内部流体状态的方法〔10～25〕。
1、 热红外成像
热红外成像法是利用泄漏液体对红外辐射的影响,通过与周围土壤的正常温度进行比较,从而达到检测的目的。但这类方法不能对管道进行连续检测,实时性差且对管道的埋设深度有一定的限制,据有关资料介绍,当直升机的飞行高度为300m时,管道的埋设深度应在6m之内。
2、 探地雷达
探地雷达(GPR)将脉冲发射到地下介质中,通过时域波形的处理和分析,探知地下管道是否泄漏。这种方法不适用于较细的管道。地质特性对检测的准确性有很大的影响,这也是应用中的一个难点。
3、 气体成像
气体成像法的原理是利用光学技术对不同性质的气体成像的难易,对管道泄漏进行判断检测。氧气和氮气很难在空气中成像,但烃类气体、挥发性流体的蒸气却容易看到;氦气、氢气、含氯氟烃等密度大于或小于空气的气体都可成像。同样,纹影摄像机也能“看”到冷暖气流和超声冲击波。纹影成像技术不仅能发现气体泄漏,而且能提供信息估算泄漏量。这种技术虽然是地面成像系统,但检测来自地
3四川省重点学科建设资助项目(SZD0416)。
33401120,重庆市渝北龙旺街167号;电话:(023)86013155。
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下的天然气泄漏也是可行的。
4、 传感器法
(1)嗅觉传感器 将嗅觉传感器应用于管道检测还是一项不成熟的技术。可以将嗅觉传感器沿管道按一定的距离布置,组成传感器网络,对管道进行实时监控。当发生泄漏时,对泄漏物质非常敏感的嗅觉传感器就会发出报警。
(2)分布式光纤声学传感器 分布式光纤声学传感器法是利用Sagnac干涉仪测量泄漏所引起的声辐射的相位变化来确定泄漏点的范围,这种传感器可以用于气体或液体运输管道。这种方法是将光纤传感器放在管道内,通过接收到的泄漏液体或气体的声辐射,来确定泄漏和定位。理论上,10km管道定位精度能达到±5m,反应灵敏,但成本较高。
5、 探测球法
基于磁通、超声、涡流、录像等技术的探测球法是20世纪80年代末期发展起来的一项技术,将探测球沿管道内进行探测,利用超声技术(“超声猪”)或漏磁技术(“磁通猪”)采集大量数据,并进行事后分析,以判断管道是否有泄漏点。该方法检测准确,精度较高,缺点是探测只能间断进行,易发生堵塞和停运的事故,而且造价较高。
6、 半渗透检测管法
半渗透检测管法是将检漏管埋设在管道上方,一旦气体管道发生泄漏,安装在检测管一端的抽气泵持续地从管内抽气,并进入烃类检测器,如果检测到油气,则说明有泄漏发生。但这种方法安装和维修费用相对较高。另外,土壤中自然产生的气体可能会造成假指示,引起误报警。美国谢夫隆管道公司在天然气管道上安装了这种检测系统(L ASP)。
7、 检漏电缆法
检漏电缆法多用于液态烃类燃料的泄漏检测。电缆与管道平行敷设,当泄漏的烃类物质渗入电缆后,会引起电缆特性的变化。目前己研制的有渗透性电缆、油溶性电缆和碳氢化合物分布式传感电缆。这种方法能够快速而准确地检测管道的微小渗漏及其渗漏位置,但必须沿管道铺设,施工不方便,而且发生一次泄漏后,电缆受到污染,在以后的使用中极易造成信号混乱,影响检测精度,如果重新更换电缆,将是一个不小的工程。
8、 GPS时间标签法
GPS(全球定位系统)的基本定位原理是,卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息,用户接收到这些信息后,经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。采用GPS同步时间脉冲信号,是在负压波的基础上强化各传感器数据采集的信号同步关系,通过采样频率与时间标签的换算分别确定管道泄漏点上游和下游的泄漏负压波的速度,然后,利用泄漏点上下游检测到的泄漏特征信号的时间标签差就可以确定管道泄漏的位置。采用GPS进行同步采集数据,泄漏定位精度小于管道总长度的1%,比传统方法精度提高近3倍。
9、 体积或质量平衡法
在正常运行状态下,管道的输入和输出质量应该相等,泄漏必然产生量差。体积或质量平衡法是最基本的泄漏探测方法,可靠性较高。由于管道泄漏定位算法对流量测量误差十分敏感,管道泄漏定位误差为流量测量误差的6～7倍,因此流量测量误差的减小可显著提高管道泄漏检测的定位精度。提高流量计精度是一种简便可行的方法,北京大学的唐秀家教授于1996年首次提出了采用三次样条插值拟合腰轮流量计误差流动曲线,动态修正以腰轮流量计滑流量为主的计量误差的方法。该方法能显著提高管道泄漏检测的灵敏度和泄漏精度。
10、 负压波
当管道发生泄漏事故时,泄漏处立即发生物质损失,并引起局部密度减小,进而造成压力降低。由于管道中流体不能立即改变流速,会在泄漏处和其任一端流体之间产生压差。该压差引起液流自上而下流至泄漏处附近的低压区,液流立即挤占因泄漏而引起密度及压力减小的区域,在邻近泄漏区域和其上、下游之间又产生新的压差。泄漏时产生的减压波就称为负压波。设置在泄漏点两端的传感器根据压力信号的变化和泄漏产生的负压波传播到上下游的时间差,就可以确定泄漏位置。该方法灵敏、准确,无需建立管道的数学模型,原理简单,适用性很强。但该方法要求泄漏的发生是快速突发性的,对微小缓慢泄漏不是很有效。基于负压波的传播理论,提出了两种定位方法,一是设计了一种能够快速捕捉负压波前锋到达压力测量点的波形特征点的微分算法,并基于此种算法进行漏点定位;二是将极性相关引入漏点定位技术,通过确定相关函数峰值点的方法,进行漏点定位。这两种定位方法是对泄漏时的压力时间序列分别从微分和积分,从瞬态和稳
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态两方面进行处理,提取特征值。将这两种方法配合使用,相互参照,能够提高泄漏点定位的准确度。
目前,负压波法在我国输油管道上进行了多次试验,取得了令人满意的效果,但在输气管道上的试验并不多。有文献指出,负压波法完全适合于气体管道的泄漏检测,ICI公司曾经使用负压波法在乙烯管道上进行过成功的试验。使用压力波法时,应当选用只对负压波敏感的压力传感器(因为泄漏不会产生正压波),传感器应当尽量靠近管道,而且要设定合适的阈值,这样可以更好地抑制噪音。
11、 压力点分析法(PPA)
PPA法是利用压力波原理发展的一种新型检漏方法,具有许多优点。该方法依靠分析由单一测点取得数据,极易实现。增添测点可改善性能,但在技术上不是必需的。在站场或干线某位置上安装一个压力传感器,泄漏时漏点产生的负压波向检测点传播,引起该点压力(或流量)变化,分析比较检测点数据与正常工况的数据,可检测出泄漏,再由负压波传播速度和负压波到达检测点的时间进行漏点定位。PPA具有使用简便、安装迅速等特点。美国谢夫隆管道公司(CPL)将PPA法作为其管道数据采集与处理系统(SCADA)的一部分。试验结果表明, PPA具有优良的检漏性能,能在10min内确定0.189m3/min的漏失量。但压力点分析法要求捕捉初漏的瞬间信息,所以不能检测微渗。该方法使用于检测气体、液体和某些多相流管道,己广泛应用于各种距离和口径的管道泄漏检测。
12、 压力梯度法
压力梯度法是20世纪80年代末发展起来的一种技术,原理是,当管道正常输送时,站间管道的压力坡降呈斜直线,当发生泄漏时,漏点前后的压力坡降呈折线状,折点即为泄漏点,据此可算出实际泄漏位置。压力梯度法只需要在管道两端安装压力传感器,简单而直观,不仅可以检测泄漏,而且可确定泄漏点的位置。在实际运行中,考虑到管道沿线压力梯度呈非线性分布,而且仪表测量对定位结果有很大影响。如果将压力梯度法定位作为一个辅助手段与其它方法一起使用,效果可能会更好。
13、 小波变换法
小波变换即小波分析,是20世纪80年代中期发展起来的新的数学理论和方法,被称为数学分析的“显微镜”,是一种良好的时频分析工具。利用小波分析可以检测信号的突变、去噪、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等。因此,可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪,以此检测泄漏并提高检测的精度。小波变换法的优点是不需要管道的数学模型,对输入信号的要求较低,计算量也不大,可以进行在线实时泄漏检测,克服噪声能力强,是一种很有前途的泄漏检测方法。但应注意,此方法对于工况变化及泄漏引起的压力突降难以识别,易产生误报警。
14、 互相关分析法
相关技术实质是在时延域中考察两个信号之间的相似性,包含自相关和互相关两个内容。油气输送管道管壁一般都是弹性体,流体发生泄漏时,流体受压力喷射而诱发弹性波并沿管壁内传播。检测管道某两点处的弹性波信号,分析其互相关函数,利用相关时延技术便可判定是否发生泄漏及泄漏的位置。相关检漏技术是综合振动、测试、信号处理等许多学科知识的高新技术。用互相关分析法检漏,定位灵敏、准确,只需检测压力信号,不需要数学模型,计算量小。但它对快速突发性的泄漏比较敏感,对泄漏速度慢、没有明显负压波出现的泄漏很难奏效。
15、 应力波法
管道因腐蚀和人为打孔原因而破裂时,会产生一个高频的振动噪声,该噪声以应力波的形式沿管壁传播,强度随距离按指数规律衰减。在管道上安装对泄漏噪声敏感的传感器,通过分析管道应力波信号功率谱的变化,即可检测出流体的泄漏。由于影响管道应力波传播的因素很多,在实际中很难用解析的方法准确描述管道振动。有人提出使用神经网络学习管道正常信号与泄漏信号,进而对管道的泄漏进行判断。
16、 基于状态估计的方法
基于状态估计方法是根据质量平衡方程、动量平衡方程、能量平衡方程及状态方程等机理建模,得到一个非线性的分布式参数系统模型,通常可采用差分法或特征线法等方法将其线性化。设计状态估计器对系统状态进行估计,将估计值作为泄漏检测的依据,这就是基于状态估计的方法的基本原理。估计器可以是观测器,也可以是Kalman滤波器。根据建立模型的方法,这类方法可分为不包含故障的模型法和包含故障的模型法。
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第26卷第7期 唐 恂等:长输管道泄漏检测技术发展现状
(1)不包含故障的模型法 这种模型法的基本思路是,建立管道模型并设计估计器,模型中不含有泄漏的信息。当泄漏发生时,模型估计值与实际测量值将会产生残差,可用残差信号来进行检测定位。当泄漏量大时,该方法不可行。另外,该方法需要设置流量计,而且对于气体管道,检测和定位的响应时间太慢。
(2)包含故障的模型法 包含故障的模型法的基本思路是,建立管道模型时预先假设管道有几处指定的位置发生了泄漏,通过对系统的状态估计得到这几个预先假设的泄漏点的泄漏量估计值,运用适当的判别准则便可进行泄漏检测和定位。该方法在长90km、内径785mm的气体管道上,在80min 内可检测出2%的泄漏量,并在100min内完成定位,定位精度比较高。但当实际泄漏点不处于指定泄漏点之间时,定位公式将无法使用。对于气体管道,检测速度相对较慢,仍需设置流量计。
17、 基于系统辨识的方法
通过系统辨识来建立模型是工业上经常使用的方法,与基于估计器的方法相比,具有实时性强和更加精确等优点,管道的模型也可以通过系统辨识的方法来得到。目前,采用的方法是在管道系统上施加M序列信号,采用线性ARMA模型结构增加某些非线性项来构成管道的模型结构,采用辨识的方法来求解模型参数,并用与估计器方法类似的原理进行检漏和定位。
为了对管道的泄漏进行检测,可以对根据管道实际情况建立的“故障灵敏模型”及“无故障模型”进行对比和计算。系统辨识法的局限性与不包含故障的模型法类似。基于模型法的一个共同的问题在于,检测管道泄漏时的响应时间慢,特别是对于气体管道。这是由于气体的动态特性变化比较缓慢,实际测量信号的采样时间比较长的缘故。另外,基于模型的方法无一例外,都要采用实际测量的流量信号,由于流量计价格昂贵,维护困难,因此,我国多数管道没有安装,而且受流量测量时流体成分、温度以及压力等参数变化的影响,测量的准确度比较低。
18、 基于神经网络的方法
有关管道泄漏的未知因素很多,采用常规数学模型进行描述存在较大困难,用于泄漏检测时,常因误差很大或易漏报误报而不能用于工业现场。基于人工神经网络检测管道泄漏的方法,不同于已有的基于管道准确流动模型描述的泄漏检测法,能够运用自适应能力学习管道的各种工况,对管道运行状况进行分类识别,是一种基于经验的类似人类的认知过程的方法。试验证明这种方法是十分灵敏和有效的。理论分析和实践表明,这种检漏方法能够迅速准确的预报出管道的运行情况,检测管道运行故障并且有较强的抗恶劣环境和抗噪声干扰的能力。基于神经网络学习计算研制的管道泄漏检测仪器简洁实用,能适应复杂的工业现场。神经网络检测方法可推广应用到管道堵塞、积砂、积蜡、变形等多种故障的检测中,对于管网故障诊断有广泛的应用前景。
三、存在的问题及发展趋势
长输管道的泄漏检测与定位具有十分重要的现实意义,尽管已经取得了很大的进步,并在工程实践中得到应用,取得了一定的经济效益,但同时也暴露了许多尚待解决的问题。例如长输管道的小泄漏检测和定位仍是重点攻克问题;如何增强泄漏检测和定位系统的自适应能力和自学习能力;如何将多种方法有机的结合起来进行综合诊断,发挥各自的优势,从而提高整个系统的综合诊断性能;如何有效解决长输管道的非线性分布参数的时间滞后问题等。
目前的泄漏检测和定位手段是多学科多技术的集成,特别是随着传感器技术、模式识别技术、通信技术、信号处理技术和模糊逻辑、神经网络、专家系统、粗糙集理论等人工智能技术的发展,为泄漏检测定位方法带来了新的活力,可对诸如流量、压力、温度、密度、粘度等管道和流体信息进行采集和处理,通过建立数学模型或通过信号处理,或通过神经网络的模式分类,或通过模糊理论对检测区域或信号进行模糊划分,利用粗糙集理论简约模糊规则,从而提取故障特征等基于知识的方法进行检测和定位。将建立管道的数学模型和某种信号处理方法相结合、将管外检测技术和管内检测技术相结合、将智能方法引入检测和定位技术实现智能检测、机器人检测和定位等作为研究方向。
参 考 文 献
1, 朱 芸:天然气长输管道泄漏检测与定位方法研究(硕士论文),兰州理工大学,2005。(下转第29页)
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时,允许的疲劳强度为110.316M Pa。可见,管桥主拉索的疲劳载荷幅值明显低于允许的疲劳强度值,疲劳强度评定安全合格。计算结果还表明,管桥在服役20年后,管道和拉索的疲劳载荷幅值均较管桥建造时的管道和拉索的疲劳载荷幅值有明显的增加,因此,今后对管桥的生产运行状况需要加强检查。
六、结 论
(1)利用有限元分析软件建立了国内某悬索斜拉索组合式管桥20年前建造时成桥状态和服役20年后运行状态的有限元模型,进行了模态分析和风振响应分析。
(2)计算结果表明,此管桥是一种低固有频率的高柔性体系结构,对风载荷的作用非常敏感,易产生风致振动。在平均风速和六级风速下,管桥管道和拉索上的应力水平差别很小。
(3)管桥在服役20年后,风振响应水平比20年前高,但低于允许的疲劳强度值,仍处于安全状态,因此需要定期检查管桥的运行变化情况,以防由于管道或拉索疲劳载荷幅值的增加而导致的管桥的疲劳失效。
参 考 文 献
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(收稿日期:2006205208)
编辑:孟凡强
(上接第14页)
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(收稿日期:2006204217)
编辑:刘春阳
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第26卷第7期 胡桂明等:悬索斜拉索组合式跨越管桥风致振动分析
作 者 介 绍
王卫强 讲师,1974年生,2004年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业,获硕士学位,现为中国石油大学
(华东)储运专业工程专业在读博士研究生,辽宁石油化工大学储运系教师。
杨红英 1980年生,2002年毕业于哈尔滨工程大学电子信息工程专业,现为清华大学自动化系控制理论与
控制工程专业博士研究生,主要从事故障诊断、管道泄漏检测等方面的研究工作。
唐 恂 助理工程师,1980年生,2004年毕业于西南石油学院,现在西南油气田分公司输气管理处重庆队从
事安全管理工作。
严 宇 1979年生,2004年毕业于西南石油大学油气储运专业,获油气储运硕士学位,现在西南石油大学攻
读油气储运专业博士学位,主要从事城市燃气储存与输配方面的研究工作。
张传平 教授,1957年生,1996年毕业于中国石油大学(华东)油气储运工程专业,获硕士学位,现为中国石
油大学(华东)博士研究生,主要从事石油天然气营销系统工程及管理科学与工程方面的研究工作。
尹晔昕 高级工程师,1969年生,1991年毕业于西安石油学院化工机械专业,1999年毕业于清华大学固体
力学专业,获硕士学位,现在中国石油天然气管道工程有限公司从事压力容器和管道专业设备设计工作。
胡桂明 1981年生,2003年毕业于南京工业大学机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业,现为南京
工业大学机械与动力工程学院高温研究室博士研究生。
陈文国 高级工程师,1967年生,1990年毕业于西南交通大学航地系工程地质和水文地质专业,现在中国石
油天然气管道工程有限公司从事线路工程工作。
刘嵬辉 高级工程师,1960年生,1982年毕业于大连理工大学(原大连工学院)水利系海洋石油建筑工程专
业,现任中国石油天然气管道局海洋工程分公司副总经理兼总工程师。
孙 盛 工程师,1970年生,1994年毕业于河北机电学院流体传动与控制专业,现在中国石油管道公司科技
研究中心从事油气储运工艺方面的研究工作。
宋艾玲 工程师,1973年生,2006年毕业于西南石油大学油气储运专业,获硕士学位,现在西南石油大学学
报编辑部工作。
于 涛 1982年生,2004年毕业于南京工业大学安全工程系,现为南京工业大学安全工程及技术专业在读
硕士研究生。
林冬孝 助理工程师,1980年生,2002年毕业于中国石油大学(华东)油气储运工程专业,现任中海石油管道
输气有限公司生产运行部经理,从事管道输气安全生产管理工作。
刘培军 工程师,1974年生,1997年毕业于西南石油学院石油天然气储运工程专业,现在中国石油管道技术
服务中心从事压缩机站的建设工作。
李 明 1980年生,2004年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业,获学士学位,现为中国石油大学(北京)
油气储运专业在读博士研究生。
姜永涛 工程师,1969年生,1993年毕业于西南石油学院石油储运专业,现任西气东输管道公司甘肃管理处
副处长。
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油气管道泄漏检测技术综述(新版)
油气管道泄漏检测技术综述 (新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0015
油气管道泄漏检测技术综述(新版) 摘要：简单说明了油气长输管道泄漏的原因和泄漏的危害，简单回顾了国内外油气长输管道泄漏检测技术发展的历史，详细介绍了热红外线成像、探地雷达、气体成像、传感器法、探测球法、半渗透检测管检漏法、GPS时间标签法、放射性示踪剂法、体积或质量平衡法、压力波法、小波变换法、相关分析法、状态估计法、系统辨识法、神经网络法、统计检漏法和水力坡降法等20多种管道泄漏检测技术方法，同时介绍了泄漏检测方法的诊断性能指标和综合性能指标，最后指出了现在存在的问题和发展的趋势。 关键词：油气；长输管道；泄漏；原因；检测方法；性能指标；问题；发展；趋势 油气长输管道发生泄漏的原因多种多样，但大致可以分为：(1)管道腐蚀：防护层老化、阴极保护失效,以及腐蚀性介质对管道外壁
造成的腐蚀和传输介质的腐蚀成分对管道内壁造成的腐蚀；(2)自然破坏：由于地震、滑坡等自然灾害以及气候变化使管道发生翘曲变形导致应力破坏；(3)第三方破坏：不法分子的盗窃破坏,施工人员违章操作,野蛮施工造成的破坏；(4)管道自身缺陷：包括管道焊接质量缺陷,管道连接部位密封不良,未设计管道伸缩节,材料等原因。油气管道泄漏不仅给生产、运营单位造成巨大的经济损失，而且会对环境造成破坏、严重影响沿线居民的身体健康和生命安全。 1检漏技术发展历史 国外从上个世纪70年代就开始对管道泄漏检测技术进行了研究。早在1976年德国学者R.Isermann和H.Siebert就提出以输入输出的流量和压力信号经过处理后进行互相关分析的泄漏检测方法；1979年ToslhioFukuda提出了一种基于压力梯度时间序列的管道泄漏检测方法；L.Billman和R.Isermann在1987年提出采用非线性模型的非线性状态观测器的检漏方法；A.Benkherouf在1988年提出了卡尔曼滤波器方法；1991年Kurmer等人开发了基于Sagnac光纤干涉仪原理的管道流体泄漏检测定位系统；1993年荷兰壳牌
管道泄漏检测方法简单比较
管道泄漏检测方法简单比较 管道泄漏检测技术的研究从上世纪九十年代开始，历经二十年，已经有放射物检测法、质量平衡法、电缆检测法、微波探测、磁场感应传感器探测法、红外探测法等多种直观、简单的方法被淘汰，现在行业中有三种方法被广为介绍：光纤检漏法、负压波法、次声波法。 1、光纤检漏法： 根据Joule-Thomson效应原理，当管道发生泄漏时，泄漏源附近的温度会相应降低，监视该局部温度变化，可以对泄漏进行监测和定位。根据这个原理，光纤法应该是非常有效并且定位准确的，但存在以下几个问题： ①当泄漏量较小时，泄漏源附近温度变化较小，对光纤传感器的检测灵敏度要求相当高，因此成本也相应偏高。 ②当使用与管道平行埋设的光纤时，由于当初埋设光纤的目的不是做管道泄漏检测，因此，光纤的埋设离管道有一定的距离，并不是贴着管道埋设（实际工程中，我们多次遇到光纤离管道有十几米距离的情况），如此一来，因管道发生泄漏而引起的温度降低，光纤就检测不到。 ③即使原有光纤与管道离得很近，当发生图一情况时，由于光纤和泄漏点处于管道的两端，仍然无法报警，按照国外的报道，光纤检测系统里面的光纤需要三根均匀分布在管道周围（如图二所示），才能确保管道的泄漏报警。 图一：检测光纤与泄漏点处于管道两端
图二：光纤应埋设三根，均匀分布在管道周围 2、负压波法 当管道发生泄漏时，泄漏处由于管道内介质外泄造成管道压力突然下降，在流体中产生一个瞬态负压波，负压波沿管道向上、下游传播。由于管道的波导作用，负压波可传播数十公里，根据负压波到达上、下游测量点的时间差以及负压波在管道中的传播速度，可以计算泄漏位置。由于负压波法有效距离长、安装简捷、成本较低，目前在国内得到广泛的的应用。 负压波法有其自身的缺陷，表现在以下几个方面： ①对泄漏量要求很大：负压波法能迅速检测出泄漏量很大的泄漏，对泄漏量较小的泄漏没有效果。目前，业界对能够报警的泄漏量值说法不一，根据胜利油田一个招标项目里给出的指标：灵敏度：系统应在20秒之内探测出大于流量10%的泄漏，2分钟内探测出大于管道设计流量2%的泄漏；我们依稀可以推测出2％是一个很高的指标（详见胜利油田2013年3月招标文件《07管线漏失监控系统》）； ②在天然气管道上不起作用：在天然气管道上，如果发生泄漏，泄漏处的压缩气体迅速扩张，不产生可以检测得到的负压波，因此，负压波法对天然气管道无能为力； ③在海底管道上不起作用：海底的管道受海浪冲刷，在海底如同面条般不停的摆动，管道内的介质压力相应的不停变化，负压波系统会不停的发出报警信号；福建泉港联合石化的一条总长15公里的海底管道，原本设计安装一套负压波系统，后因不停报警而撤换成次声波系统。 ④定位不准确：负压波信号是直流信号（波形如图3所示），信号从开始到结束的时
网络安全技术研究的目的、意义和现状
论文：网络安全技术综述 研究目的： 随着互联网技术的不断发展和广泛应用，计算机网络在现代生活中的作用越来越重要，如今，个人、企业以及政府部门，国家军事部门，不管是天文的还是地理的都依靠网络传递信息，这已成为主流，人们也越来越依赖网络。然而，网络的开放性与共享性容易使它受到外界的攻击与破坏，网络信息的各种入侵行为和犯罪活动接踵而至，信息的安全保密性受到严重影响。因此，网络安全问题已成为世界各国政府、企业及广大网络用户最关心的问题之一。 21世纪全世界的计算机都将通过Internet联到一起，信息安全的内涵也就发生了根本的变化。它不仅从一般性的防卫变成了一种非常普通的防范，而且还从一种专门的领域变成了无处不在。当人类步入21世纪这一信息社会、网络社会的时候，我国将建立起一套完整的网络安全体系，特别是从政策上和法律上建立起有中国自己特色的网络安全体系。 网络安全技术指致力于解决诸如如何有效进行介入控制，以及何如保证数据传输的安全性的技术手段，主要包括物理安全分析技术，网络结构安全分析技术，系统安全分析技术，管理安全分析技术，及其它的安全服务和安全机制策略。在网络技术高速发展的今天，对网络安全技术的研究意义重大，它关系到小至个人的利益，大至国家的安全。对网络安全技术的研究就是为了尽最大的努力为个人、国家创造一个良好的网络环境，让网络安全技术更好的为广大用户服务。 研究意义： 一个国家的信息安全体系实际上包括国家的法规和政策,以及技术与市场的发展平台.我国在构建信息防卫系统时,应着力发展自己独特的安全产品,我国要 想真正解决网络安全问题,最终的办法就是通过发展民族的安全产业,带动我国网络安全技术的整体提高。信息安全是国家发展所面临的一个重要问题.对于这个问题,我们还没有从系统的规划上去考虑它,从技术上,产业上,政策上来发展它.政府不仅应该看见信息安全的发展是我国高科技产业的一部分,而且应该看到,发展安全产业的政策是信息安全保障系统的一个重要组成部分,甚至应该看到它对我国未来电子化,信息化的发展将起到非常重要的作用。
输油管道泄漏监测技术及应用
输油管道泄漏监测技术及应用 摘要：文章对国内外输油管道泄漏检测方法进行了分析，对油田输油管道防盗监测的方法进行了探讨。针对油田输油管道防盗监测问题，指出了油田输油管道防盗监测系统的关键技术是管道泄漏检测报警及泄漏点的精确定位，并介绍了胜利油田输油管道泄漏监测系统的应用情况。 主题词：输油管道泄漏监测防盗
泄漏是输油管道运行的主要故障。特别是近年来，输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故屡有发生，严重干扰了正常生产，造成巨大的经济损失，仅胜利油田每年经济损失就高达上千万元。因此，输油管道泄漏监测系统的研究与应用成为油田亟待解决的问题。先进的管道泄漏自动监测技术，可以及时发现泄漏，迅速采取措施，从而大大减少盗油案件发生，减少漏油损失，具有明显的经济效益和社会效益。 1 国内外输油管道泄漏监测技术的现状 输油管道泄漏自动监测技术在国外得到了广泛的应用，美国等发达国家立法要求管道必须采取有效的泄漏监测系统。 输油管道检漏方法主要有三类：生物方法、硬件方法和软件方法。 1.1 生物方法 这是一种传统的泄漏检测方法，主要是用人或经过训练的动物（狗）沿管线行走查看管道附件的异常情况、闻管道中释放出的气味、听声音等，这种方法直接准确，但实时性差，耗费大量的人力。 1.2 硬件方法 主要有直观检测器、声学检测器、气体检测器、压力检测器等，直观检测器是利用温度传感器测定泄漏处的温度变化，如用沿管道铺设的多传感器电缆。声学检测器是当泄漏发生时流体流出管道会发出声音，声波按照管道内流体的物理性质决定的速度传播，声音检测器检测出这种波而发现泄漏。如美国休斯顿声学系统公司（ASI）根据此原理研制的声学检漏系统（wavealert），
管道泄漏检测技术应用分析
管道泄漏检测技术应用分析 摘要:近年来,油气输送管道泄漏事故时有发生,造成了巨大经济损失和环境污染。因此,对液体输送管道进行检测和定位的研究与实践非常必要。介绍了国内外液体输送管道泄漏检测与定位的主要方法,分析了各种方法的原理及优缺点,提出了实际实施过程中应注意的问题及相应对策。 关键词:泄漏;检测技术;分析 1 基于硬件的管道泄漏检测方法 基于硬件的检测方法主要有:直接观察法,泄漏电缆法,示踪剂检测法[1]和光纤泄漏检测法[2],其中基于光纤传感器的管道泄漏检测方法越来越受到人们的重视。 1.1 直接观察法 该方法是指有经验的工作人员用肉眼观测、闻气味、听声音查出泄漏的位置, 或专门训练过的狗通过辨气味确认泄漏位置。 早期的管道泄漏检测方法是有经验的技术人员沿管线行走查看管道附近异常情况,闻管道释放出来的介质的气味,或听介质从管道泄漏时发出的声音。这种检测方法的结果主要依赖于个人经验和查看前后泄漏的发展。另外一种方法是用经过训练的、能够对管道泄漏物质的气味很敏感的狗进行检测。该方法无法对管道泄漏进行连续检测,灵敏性较差。 宁波广强机器人CCTV管道检测机器人利用先进的CCTV内窥检测技术进行管道检测。广强管道检测机器人是按照国家卫生部颁发的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》的相关技术要求，设计的进行检测的专业设备，可完成各种检测作业，还可搭载各种声纳、切割设备，可按需定制。广强机器人是完成公共场所集中空调检测项目的得力工具。 管道机器人具有超强驱动力，通过镜头可以观测管道内景了解管道内部情况并完成采样维护作业。广强管道机器人小巧灵活，便于携带，造型美观，可搭载在车上，一次即可完成多种检测和维护作业。广强机器人管道机器人用途：用于公共场所集中空调采样和检测、用于环境卫生、职业安全、检验检疫等场所的检测，是检测人员的最佳安全伴侣、最得力的工具.宁波广强机器人科技有限公司管道检测机器人是由控制器、爬行器高清摄像头、电缆等组成。在作业的时候主要是由控制器控制爬行器搭载检测设备进入管道进行检测。检测过程中，管道机器人可以实时传输管道内部情况视频图片以供专业维修人员分析管道内部故障问题。 去年7月，由广强公司自主研发的高端化管道探测机器人在杭州市萧山机场开始应用；该公司普及型管道探测机器人研发成功并投入使用，目前为止已经在浙江、江苏、安徽、山东等多省的管网检测中获得应用，在功能上设计上更加符合城乡管网的检验要求。与此同时，为满足高端市场实际需求，该公司还自主研发了多种cctv管道检测车，通俗来说就是将cctv管道检测系统集成到汽车内部。今年以来，广强公司已在浙江、江苏等省的相关政府招投标项目中中标。据了解，
机动车安全检测技术的发展概述
机动车安全检测技术的发展概述 摘要：近几十年来来随着国内经济的快速稳定发展，国民经济状况也越来越高，人们对生活质量的要求也在逐渐提高中。因此，我国机动车保有量一直在快速增加着，而对于机动车的安全检测问题也逐渐受到人们的关注重点了。现今，对于进一步加强机动车的安全检测问题是保证国民出行的重要工作。公安交通管理局对于如何加强机动车辆的检测问题已经提上议程，而这恰好也是提高我国机动车安全技术检测快速发展的一个重要机会。 关键词：机动车；安全检测技术；发展概述 1.机动车安全检测的意义（机动车安全检测的重要性） 我国机动车的检测早在十几年前就开始了，发展到今天经过了十几年的实践给我国机动车安全检测积累了很多宝贵的经验。但是，国内的机动车检测技术以及检测设备基本上都是按照国外的检测标准来进行的。这种做法虽然目前对于推动国内机动车安全监测有一定的促进作用，但却也暴露了许多问题。针对目前国内机动车检测情况来说，安全检测具有十分重要的意义。 1.1 减少环境污染 机动车在行驶过程中因为燃油会排出一些自然尾气，尾气中又含有一些物质对人体是有一定伤害的。主要伤害物质有碳氧化合物、碳氢化合物、氮氧化合物、铅化合物、硫化物以及物体颗粒等等。这些物质的排出不仅对人体有害，还会污染到山川河岳，危及到动植物的生存环境。另外汽车尾气中好友的二氧化碳，过量的排放二氧化碳会产生温室效应，使得地球温度的升高而对全球气候产生影响。除此之外还有一个较大的影响就是汽车噪音影响。汽车在行驶中难免产生噪音，机动车噪音影响的范围也比较广，干扰时间长，这对于人们的正常起居生活都是有影响的。因此需要严格对机动车进行安全检车，保证汽车尾气排放跟噪音污染在可控制的标准之内非常重要。 1.2 保证行车安全 机动车在长期使用过程当中难免会出现故障问题，比如汽车制动问题、转向问题以及照明问题，稍不注意都有可能引发重大事故。现今交通管理局对于车辆的检测与事故诊断相对于往年都有很大的改善，目前国内多使用先进的故障检测仪器，能够更加全面的检测出机动车是否存在问题，使得机动车能够及时得到维修，保证行车安全。 1.3 有效改善机动车性能 机动车经过一定时间的使用后，出了故障问题还会出现性能下降的问题。这种性能下降问题的出现会使得机动车动力性跟经济性明显降低，而油耗却会增
油气管道泄漏检测技术综述
油气管道泄漏检测技术综述 摘要： 石油是维持我国经济高速发展的战略性资源，石油管道则是是保障能源供给、关系国计民生的基础性设施。管道运输具有平稳连续，安全性好，运输量大，质量易保证，物料损失小以及占地少，运赞低等特点，已经成为石油运输的首选方式,但是随着管道的广泛应用、运行时间的延长,由于各种原因导致的管道泄漏也逐渐增多，不仅造成资源的浪费和环境污染,而且有火灾爆炸的危险，对周围居民的生产生活带来较大的威胁。因此，建立管道泄漏检测系统,及时准确地报告事故的范围和程度,可以最大限度地减少经济损失和环境污染，防止事故的发生。本文主要总结国内外近几十年来发展起来的管道泄漏检测和定位的主要方法,原理及优缺点。 关键词： 管道泄漏事故检测定位原理 正文： 1、事故案例 （1）、事故经过 2008年3月14日凌晨3时30分左右， 4名协勤人员在回兴镇兴科一路巡逻时，发现郑伟集资楼17# “小精点发廊”门市附近有较浓的天然气异味，在隔壁经营夜宵店的王祥金，就去敲门告知该户可能有天然气泄漏，当该门市人员开灯时随即发生爆炸。 （2）、事故原因 直接原因 临街PE（d110）燃气管线被拉裂，导致天然气泄漏，泄漏天然气通过地下疏松回填土层窜入室内，形成爆炸性混合气体，遇开关电器产生的火花引起爆炸。 间接原因 A、管线回填未对地基进行处理或采取防沉降措施，回填土层在雨水的浸润作用下产生沉降。 B、管线在外部载荷应力叠加作用下，对管线热熔焊缝产生一定影响，导致管线拉裂。 C、对管线走向不明，巡管不到位。 泄漏是输油管道运行的主要故障。目前，国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括：生物方法、硬件方法和软件方法。本文主要介绍硬件方法和软件方法，生物方法
国内外管道泄漏检测技术
国内外管道泄漏检测技术 [转帖]国内外管道泄漏检测技术管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。根据泄漏量的不同，管道泄漏一般分为小漏、中漏、大漏。小漏亦称砂眼，泄漏量低于正常输量的3%，主要是由于管道防腐层被破坏，管壁在土壤电化学腐蚀作用下出现锈点，腐蚀逐渐贯穿整个管壁的现象。中漏的泄漏量在正常输量的3%－10%之间。大漏的泄漏量则大于正常输量的10%。在管道运营中，由于倒错流程、干线阀门误动作等原因可能使干线超压造成管道泄漏。近年来犯罪分子打孔盗油也成为管道泄漏的主要原因之一。据统计，自1998年以来在中石油管道公司管辖的范围内，累计发生打孔盗油盗气案件将近300起。及时、迅速发现管道泄漏并准确判定泄漏点成为管线平稳安全运行的当务之急。以下对国内外有代表性的管道泄漏检测方法进行简要介绍。 人工巡线 人工巡线在国外石油公司也广为应用。美国Spectratek公司开发出一种航空测量与分析装置。该装置可装在直升机上，对管道泄漏进行准确判断。 我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查，虽与发达国家有较大差距，但针对我国国情来说，也是切合实际的。 管道内部检测技术 通过对清管器应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高了泄漏检测的可靠性和灵敏度。国际管道和近海承包商协会IPLOCA宣布，迄今为止已开发出30多种智能清管器。智能清管器应用了大量新近研发出来的电子技术和计算机技术，可依靠计算机对检测结果进行制图。新型清管器在硬件方面装备了传感器、数据贮存和处理设备、电视和照相设备；在软件上配备了专门用于分析用的软件包。此类清管器不仅可用于管道检漏，而且可勘查管壁结蜡状况，记录管内压力和温度，检测管壁金属损失。如磁漏式清管器，通过永久磁铁来磁化管壁达到磁通量饱和密度。清管器在管道中流动时，管壁内外腐蚀、损伤和泄漏等部位会引起异常漏磁场，并且感应到清管器中的传感器。管壁中的任何变化都会引起磁力线产生相应的变化。现在，微处理机和有限元数值计算技术的发展使清管器对信号识别和处理的功能大大增强。但磁漏式清管器的输出信号受管道压力、使用环境的影响较大，传感器的感应线圈仅对某种类型和尺寸的缺陷灵敏。一般来说这种清管器适合于金属孔隙探测。其他智能清管器中，还有超声波检测清管器、内径规清管器和核子源清管器等。 管道外部动态检测技术 随着自动化仪表、计算机技术的深入发展，各种动态检测技术也相继出现，如：压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等等。压力点分析法。压力点分析法可用于气体、液体的多相流管道的检测。当管线处于稳定工况时，流体的压力、速度和密度的分布是不随时间变化的。当泵或压缩机供给的能量发生变化时，上述参数是连续变化的。当管道发生泄漏后，液体将过渡至新的稳态。过渡时间从几分钟到十几分钟不等，由动量和冲量定理确定。压力点分析法检测流体从某一稳态过渡到另一稳态时管道内流体压力、速度和密度的变化情况，从中判断是否包含有泄漏信号。 特性阻抗检测法。由传感器构成的检漏系统可随时检测到管道微量原油的泄漏情况。传感器采用多孔聚四氟乙烯树脂作为绝缘材料。这种材料导电率、绝缘阻抗热稳定性好、不易燃烧、化学稳定性好。当漏油渗入以后，其阻抗降低，从而达到检漏的目的。 互相关分析法。设上、下两站的传感器接收到的信号分别为x(t)、y(t)。两个随机信号x(t)和y(t)有互相关函数Rxy(t)。如果x(t)和y(t)两信号是同频率的周期信号或包含有同频率的周
特种设备安全检测技术现状及发展趋势探讨 郭锐
特种设备安全检测技术现状及发展趋势探讨郭锐 发表时间：2018-02-28T16:24:18.020Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：郭锐 [导读] 摘要：随着工业化进程的不断加快，特种设备在工业领域中的应用越来越广泛，对于特种设备的质量和性能的要求也逐渐严格，为实际生产过程中提供了安全保障。 柳州卡乐星球经营管理有限公司广西柳州 545000 摘要：随着工业化进程的不断加快，特种设备在工业领域中的应用越来越广泛，对于特种设备的质量和性能的要求也逐渐严格，为实际生产过程中提供了安全保障。由于特种设备的自身性质比较特殊，所以传统的检测技术无法满足特种设备的需求，还需要安全检测技术的支持。文章对特种设备安全检测技术现状及发展趋势进行了研究分析。 关键词：特种设备；安全检测技术；现状；发展趋势 1前言 游乐设施是在运行过程中涉及人民生命安全、危险性较大的特种设备之一。大型游乐设施是指用于经营目的，承载乘客游乐的设施。为确保游乐设施的安全运行，国家颁布了一系列法规和标准对游乐设施的设计、制造、安装、运行、检验和修理等各环节进行了严格规定，而无损检测技术在游乐设施的制造、安装和检验过程中得到广泛使用，对质量控制起到十分关键的作用，下面综述了这些过程中使用的各项无损检测技术。 2特种设备安全检测技术的发展现状 近几年来，特种设备安全检测技术在石油化工领域中的应用比较常见，并且凭借其自身优势在巨型存储油罐、石油化工生产设备、输送管道等方面都获得了高度的关注，对于现代企业的经济建设有一定的促进作用。安全检测技术之所以能够受到现代工业企业的高度重视，最主要是因为它能够为企业创造一定的经济效益，最大限度的降低企业在实际生产过程中所受到的经济损失，对于提升企业综合竞争力也有很大的帮助。目前，现代工业企业对于特种设备安全检测技术的需求逐渐增加，但是能够真正发挥出安全检测技术实际效果的企业却少之又少，一般都只是停留在一些简单的操作阶段。而且，特种设备安全检测技术的应用对于检测人员综合实力的要求比较严格，需要具备极强的实践能力。 3游乐设施主要无损检测方法 3.1目视检测 目视检测是游乐设施检验检测中最常用的方法之一，其目的是为了检查游乐设施的整体外观质量、几何尺寸及变形情况、各功能部件的性能等。主要检查内容有，①机械部分，包括金属结构的几何尺寸测量、表面质量及腐蚀状况、载荷试验、机械装置试验和安全保护装置试验等。②电气部分，包括电控装置、电气保护装置、保护接地、照明及信号电路检查等。③液压和气动，包括液压油箱密封检查、系统渗漏检查和液压油温检查等。检查方法主要为目测、感官判断、量具测量和机构试运行等。 3.2射线检测 射线检测在游乐设施定期检验中不采用。只有对滑行类游乐设施，当滑行车的速度≥50km/h，制造和安装时的轨道对接焊缝要进行70%以上的射线检测。滑行类游乐设施的轨道一般采用工字钢或钢管，壁厚较小，采用常规X射线即可对其进行检测。检测时根据被检对象的材质、材料厚度、形状等和JB4730标准的要求选择适当的作业参数，即可得到合格的底片，然后按标准对底片进行评定，确定其质量等级。 3.3超声检测 游乐设施采用的超声检测主要是对直径大于M36的重要轴和销轴进行，制造时必须进行100%超声检测，定期检验时至少进行20%抽查，采用的检测标准为GB/T 4162，缺陷等级评定不低于A级。超声检测采用的探头为2.5～ 5MHz的单晶直探头或双晶直探头，该方法可检测轴内部的裂纹、白点和夹杂等缺陷。 3.4磁粉检测 表面和近表面裂纹是游乐设施的重要检测内容，游乐设施的钢结构和零部件及焊缝都不允许存在裂纹，鉴于一般游乐设施受力部件采用的多是钢材，磁粉检测也就成为游乐设施最常用的无损检测手段之一。 3.5渗透检测 在某些情况下，因为材料和结构形状等原因，有些部件或部位不利于磁探仪的操作，用其它无损检测方法也难以取得理想的检测效果，此时，渗透检测便成为唯一可选的无损检测方法。因此，渗透检测也是游乐设施检测中最常用和最简便的无损检测方法之一。 3.6电磁检测 （1）铁磁性材料表面裂纹电磁检测 在定期检验中检测铁磁性表面和近表面裂纹最常用的无损检测方法为磁粉和渗透检测，该方法灵敏度高，但在检测过程中必需对检测区域的表面进行打磨处理，去除表面的油漆、喷涂等防腐层和氧化物。 （2）钢丝绳检测 钢丝绳是游乐设施常用部件，对其一般采用漏磁方法进行检测。探头对进入其中的钢丝绳进行局部饱和磁化或技术磁化，根据缺陷引起的磁场特征参数（如磁场强度和磁通量等）的变化情况对钢丝绳的缺陷情况进行判别，并可进行定性（断丝或腐蚀等）和定量（断丝数或横截面积损失量）分析。 4特种设备安全检测技术的发展趋势探讨 4.1强化特种设备的适应性检测工作 随着我国经济的不断发展，各行各业对特种设备的需求也在不断发生变化，特别是很多特种设备中的压力容器正在朝着大型化、长周期、高参数的方向变化，而这些特种设备的检修期也在逐步变长，这些都对特种设备的检测技术提出了更多的要求。在每次检测的过程中，不仅要对设备的发展进行深入的了解，还要对新设备和新材料的特性进行分析。通过相互比对，从而对原有的检测技术进行改进。促进检测技术与特种设备的同步化发展，并在强化特种设备的适应性检测工作中，符合相关特种设备的检测和使用要求。
浅谈我国安全检测技术的发展现状与趋势
浅谈我国安全检测技术的发展现状与趋势 安全0803 刘阔 020******* （中南大学资源与安全工程学院） 摘要：介绍我国安全检测技术的应用现状与检测内容，推进企业安全管理的发展，使企业安全生产得到技术上的保障，进一步介绍国内外一些新的技术检测手段以及最新的安全检测技术发展趋势和前景。 关键词：安全检测检测技术煤炭检测桥梁检测汽车检测 0概述 在工业生产过程中，各种有关因素，如烟尘、辐射、噪声以及化学元素等，还有其他主客观因素等，对生产环境污染、对生产产生不安全作用，对人体健康造成危害。查清、预测、排除和治理各种有害因素是安全工程的重要内容之一，而安全检测技术为管理决策和技术有效实施提供丰富可靠的安全信息以及及时的反馈信息。 1 发展现状 检测技术是一种应用广泛的技术，它涉及社会的各行各业，特别是安全检测技术，它是现代化设备必不可少的一项基础综合技术，其理论已较成熟。各式各样的检测设备已被研制和开发，各种层次的检测技术知识被研究出来，煤炭检测、桥梁检测、汽车检测、食品安全检测等等，但这些检测技术的侧重行业却缺乏均衡。 1.1煤矿检测 关于煤矿生产方面的检测设备和检测技术就相对落后，而且已被研制出来的许多设备参数在煤矿实际生产中达不到要求或是使用极不方便，以致在实际现场中得不到很好的应用与推广。有些检测设备虽然达到要求，也能使用，但由于设计与实验室而对现场考虑欠周，从而使其对环境要求过高，另工作人员为提高产量和进度极有可能忽视检测设备的应用，是检测设备失去其安全防护意义。现阶段煤炭安全检测技术还不够成熟，检测设备参数标准不一；同时，由于标准的不一导致不同设备之间虽然同时检测出同一参数，但不能采取同种措施分析，使整个系统出现混乱，不能有效集中管理。 1.2桥梁检测 桥梁检测方面，桥梁检测与承载力评定技术是判定桥梁安全性的重要手段和依据，是桥梁安全评定的最核心内容，设计检测、荷载试验、评定方法和检测仪器等多方面内容。我国自“六五”期间开始大力开展相关理论与应用研究，“九五”之前，通过大跨度混凝土桥梁试验方法、桥梁检测与试验设备、旧桥承载能力评定方法等项目的实施，初步构建了以荷载试验为主要手段的桥梁承载力评定技术与方法体系，研发了部分桥梁检测设备，是我国的公路桥梁承载力评定检测工作有章可循。“十五”期间又研发提出了基于检测结果的桥梁承载能力多参数修正演算分析方法。 1.3汽车检测 汽车检测技术水平逐步提高。进入20世纪90年代,随着计算机技术在我国的迅猛发展及电子控制系统(燃油喷射系统、制动防抱死系统、安全气囊等)在汽车上的应用,汽车维修检测市场上不仅出现了大量的诊断硬件设施,同时应用计算机的汽车故障诊断专家系统软件也有了长足的发展。我国自行研制生产的诊断设备已由单机发展为配套,由单功能发展为多功能,由手工操纵发展为自动控制,并逐步开发出与计 算机联网,满足快速、方便、准确测试的汽车诊断专家系统。
输油管道泄漏检测方法综述
输油管道泄漏检测方法综述 2 检漏系统的性能指标 对一种泄漏检测方法优劣或一个检漏系统性能的评价 ,应从以下几个方面加以考虑 1 泄漏位置定位精度当发生不同等级的泄漏时 ,对泄漏点位置确定的误差范围。 2 检测时间管道从泄漏开始到系统检测到泄漏的时间长度。 3 泄漏检测的范围系统所能检测管道泄漏的大小范围 ,特别是系统所能检测的最小泄漏量。 4 误报警率误报警指管道未发生泄漏而给出报警信号。它们发生的次数在总的报警次数中所占比例。 5 适应性适应性是指检漏方法能否对不同的管道环境 ,不同的输送介质及管道发生变化时 ,是否具有通用性。 6 可维护性可维护性是指系统运行时对操作者有多大要求 , 及当系统发生故障时 ,能否简单快速地进行维修。 7 性价比，性价比是指系统建设、运行及维护的花费与系统所能提供性能的比值。 3 检漏方法 管道的泄漏检测技术基本上可分为两类 ,一类是基于硬件的方法 ,另一类方法是基于软件的方法。基于硬件的方法是指对泄漏物进行直接检测。如直接观察法、检漏电缆法、油溶性压力管法、放射性示踪法、光纤检漏法等。基于软件的方法是指检测因泄漏而造成的影响 ,如流体压力、流量的变化来判断泄漏是否发生及泄漏位置。这类方法有压力/ 流量突变法、质量/ 体积平衡法、实时模型法、统计检漏法、 PPA (压力点分析)法等。除上述两类主要方法外 ,还有其他的一些检漏法 ,如清管器检漏法。各类方法都有一定的适用范围。 3. 1 基于硬件的检漏法 3. 1. 1 直接观察法有经验的管道工人或经过训练的动物巡查管道。通过看、闻、听或其他方式来判断是否有泄漏发生。近年美国 OIL TON 公司开发出一种机载红外检测技术。由直升飞机带一高精度红外摄象机沿管道飞行 ,通过分析输送物
输油管道泄漏检测及定位技术综述
本文由tonyxiong77992贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 ｉｌｔｔ信■ ｏ科教前沿ｏ ２００８年第３５搠 输油管道泄漏检测及定位技术综述 朱志千王兮璐Ｉ西安科技大学陕西西安７１００５４） 【摘要】输油管道的泄露，不仅会造成巨大的经济损失，还会带来极大的危险，而且套造成对环境的严重污染。对此，本文系统介绍了近年来国内，Ｆ，ＩＩ油管线泄满检测及定位技术，并对比了各种方法的优缺点。【关键词】输油管绒；泄露；检测；定位０．引‘言管道运输具有平稳连续，安全性好，运输量大，质量易保证，物料损失小以及占地少，运赞低等特点，已经成为石油运输的首选方式。然而．由于管道服役时间不断增长而逐渐老化，或受到各种介质的腐蚀以及人为破坏等因素，会引起管道泄漏，严重威胁着输油管线的安全，及周围的自然环境，同时带来不可估量的经济损失。目前，国内外出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括基于硬件的检测方法，如人工巡线、“管道猪”、声发射技术等；基于软件的检测方法，如负压波法、压力梯度法等。 时性较强，对泄漏点的定位较为精确。但是，声发射信号在输油管道上传播的距离极为有限，不利于长距离检测。闭基于硬件检测的方法还有很多。比如管内智能爬机系统（即“管道猪”）、光线检测、电缆检测及ＧＰＳ检测等。 ３．软件检测方法 基于软件的检测方法是指根据计算机数据采集系统（如ＳＣＡＤＡ系统）实时采集管道的流量、压力．温度及其他数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过计算对泄漏进行检测和定位。３．１负压波检测法当管道发生突然泄漏时，由泄漏部位会产生一个向管道上游或管道下游传播的减压波，称之为负压波。在管道两端设置压力传感器，当传感器检测到负压波。就可以削断泄漏并对泄漏进行定位。应用负压渡检测法的关键问题是如何区分正常操作与泄漏带来的负压波。负压波检测法灵敏准确。可以迅速地检测出大的泄漏，但是对于比较小的泄漏或已经发生的泄漏效果则／ｆｉ明显。‘３１３．２压力梯度法当输油管道内原油流动平稳时．压力沿管道是线性变化的，也就是说．压力呈斜直线分布。在管道的上、下游分别设置两个压力传感器．通过上、下游的压力信号可分别讣算出管道的压力梯度。当管道发生泄漏时，泄漏点前的流量变大，压力梯度变陡；泄漏点后的流量变小，压力梯度变平，其折点就是泄漏点。由此可以计算出泄漏点的位置。在实际运行中，由于沿管道压力梯度是非线性分布，因此压力梯度法的定位精度较差，并且仪表测量的精度和安装位置都对定位结果有较大的影响。３．３小波分析法小波分析是２０世纪８０年代中期发展起来新的数学理论和方法，是一种良好的时频分析工具。利用小波分析可以检测信号的突变、去嗓、提取系统波形特征、提取故障特征进行故障分类和识别等。因此，可以利用小波变换检测泄漏引发的压力突降点并对其进行消噪，以此检测泄漏并提高检测的精度。小波变换法的优点是不需要管线的数学模型。对输入信号的要求较低，计算量也不大，可以进行在线实时泄漏检测。克服噪声能力强，但是，此方法对由工况变化及泄漏引起的压力突降难以识别．易产生误报。３．４瞬变模型法瞬变模型法是建立管道内流体流动的数学模型，在一定边界条件下求解管道内流场。然后将计算值与管道端的实测值相比较。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。在泄漏定位中使用稳态模型。根据管道内的压力梯度变化可以确定泄漏点的位置。瞬变模型法的报警门限值与测量仪器误差、流动模型误差、数值方法误差以及要求的报警时间均密切关。如果采用较小门限值来检测更小的泄漏。那么由于以上原因导致的不确定性就会产生更多的
国内外管道泄漏检测技术
国内外管道泄漏检测技术 ［转帖］国内外管道泄漏检测技术管道泄漏是长输管道平稳运营的重要安全隐患。根据泄漏量的不同，管道泄漏一般分为小漏、中漏、大漏。小漏亦称砂眼，泄漏量低于正常输量的3%，主要是由于管道防腐层被破坏，管壁在土壤电化学腐蚀作用下出现锈点，腐蚀逐渐贯穿整个管壁的现象。中漏的泄漏量在正常输量的3%－10%之间。大漏的泄漏量则大于正常输量的10%。在管道运营中，由于倒错流程、干线阀门误动作等原因可能使干线超压造成管道泄漏。近年来犯罪分子打孔盗油也成为管道泄漏的主要原因之一。据统计，自1998 年以来在中石油管道公司管辖的范围内，累计发生打孔盗油盗气案件将近300 起。及时、迅速发现管道泄漏并准确判定泄漏点成为管线平稳安全运行的当务之急。以下对国内外有代表性的管道泄漏检测方法进行简要介绍。 人工巡线 人工巡线在国外石油公司也广为应用。美国Spectratek 公司开发出一种航空测量与分析装置。该装置可装在直升机上，对管道泄漏进行准确判断。 我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查，虽与发达国家有较大差距，但针对我国国情来说，也是切合实际的。 管道内部检测技术通过对清管器应用磁通、超声、录像、涡流等技术提高了泄漏检测的可靠性和灵敏度。国际管道和近海承包商协会IPLOCA 宣布，迄今为止已开发出30 多种智能清管器。智能清管器应用了大量新近研发出来的电子技术和计算机技术，可依靠计算机对检测结果进行制图。新型清管器在硬件方面装备了传感器、数据贮存和处理设备、电视和照相设备；在软件上配备了专门用于分析用的软件包。此类清管器不仅可用于管道检漏，而且可勘查管壁结蜡状况，记录管内压力和温度，检测管壁金属损失。如磁漏式清管器，通过永久磁铁来磁化管壁达到磁通量饱和密度。清管器在管道中流动时，管壁内外腐蚀、损伤和泄漏等部位会引起异常漏磁场，并且感应到清管器中的传感器。管壁中的任何变化都会引起磁力线产生相应的变化。现在，微处理机和有限元数值计算技术的发展使清管器对信号识别和处理的功能大大增强。但磁漏式清管器的输出信号受管道压力、使用环境的影响较大，传感器的感应线圈仅对某种类型和尺寸的缺陷灵敏。一般来说这种清管器适合于金属孔隙探测。其他智能清管器中，还有超声波检测清管器、内径规清管器和核子源清管器等。 管道外部动态检测技术随着自动化仪表、计算机技术的深入发展，各种动态检测技术也相继出现，如：压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法等等。压力点分析法。压力点分析法可用于气体、液体的多相流管道的检测。当管线处于稳定工况时，流体的压力、速度和密度的分布是不随时间变化的。当泵或压缩机供给的能量发生变化时，上述参数是连续变化的。当管道发生泄漏后，液体将过渡至新的稳态。过渡时间从几分钟到十几分钟不等，由动量和冲量定理确定。压力点分析法检测流体从某一稳态过渡到另一稳态时管道内流体压力、速度和密度的变化情况，从中判断是否包含有泄漏信号。 特性阻抗检测法。由传感器构成的检漏系统可随时检测到管道微量原油的泄漏情况。传感器采用多孔聚四氟乙烯树脂作为绝缘材料。这种材料导电率、绝缘阻抗热稳定性好、不易燃烧、化学稳定性好。当漏油渗入以后，其阻抗降低，从而达到检漏的目的。 互相关分析法。设上、下两站的传感器接收到的信号分别为x(t) 、y(t) 。两个随机信号x(t) 和y(t)有互相关函数Rxy(t)。如果x(t)和y(t)两信号是同频率的周期信号或包含有同频率的周期成分，那么，即使t 趋近于无穷大，互相关函数也不收敛并会出现该频率的周期成分。如果两信号含有频率不等的周期成分，则两者不相关。 压力波法。压力波法是目前国内应用比较普遍的检漏方法。当管线某点发生泄漏时，该点可视为向上、下游传递压力的压力源，同时向上、下游传递一个减压波，即现为上站的出站压力和下站的进
检测技术的现状、发展和展望
11机械设计与制造一班柯焱彬 1161120004 检测技术的现状、发展和展望 1、引言 工业设备在制造过程及整机性能测试中离不开各种机械量和几何量，有些工业设备在运行中还要经常对多种物量进行检测或监视，包括位移、速度、加速度、力、力矩、功率、压力、流量、温度、硬度、密度、湿度、比重、黏度、长度、角度、形状、位置、表面粗糙度、表面波形等，这些均属于物理量。实际生产、生活和科学实验中还会遇到化学量、生物量（包括医学），而所有这一切，从信号工程的角度来看，都需要通过传感器，将其转换成电信号（近代还可以转换成光信号），而后再进行信号的传输、处理、存储、显示、控制……，从信息的角度看，这些信号连同声音和图象信息都是信息的源头，所以传感器和检测仪表、测量仪表是信息科学技术的三部分（信息获取、信息传输、信息处理）中的重要部分。 在现代工业设备中，传感器和检测仪表是不可或缺的一部分的理由，还可由以下两方面来看，传统的工业设备如在其上增加了必要的传感器，配备精密测量部件（附件），则其功能和精度可以提高，便于用户操作和维护，安全等级也可以提高，设备可以增值；工业设备作为自动化系统的控制对象或作为自动化系统的一部分，必须能与自动化系统的三部分（检测、控制、执行）相兼容或提供接口，使之集成为一个有机的整体，无论是单机自动化或作为大型自动化装置的一
部分，都使该工业设备的用途扩大。综上所述，作为工业设备本身增加传感器和检测仪表、测量仪表或提供接口，是传统设备更新换代的必要条件。 传感器是一种把非电量转变成电信号的器件，而检测仪表在模拟电子技术条件下，一般是包括传感器、检测点取样设备及放大器（进行抗干扰处理及信号传输），当然还有电源及现场显示部分（可选择），电信号一般为连续量、离散量两种，实际上还可分成模拟量、开关量、脉冲量等，模拟信号传输采用统一信号（4-20mA DC等）。数字化过程中，检测仪表变化比较大，经过几个阶段，近来多采用ASIC专用集成电路，而且把传感器和微处理器及网络接口封装在一个器件中，完成信息获取、处理、传输、存贮等功能。在自动化仪表中经常把检测仪表称为变送器，如问题变送器、压力变送器等。 2、传感器和检测仪表的现状 传感器产品的门类品种繁多，用于流程工业的主要有：温度传感器、压力传感器、重量传感器、流量传感器、液位传感器、氧敏传感器、力敏传感器、气敏传感器、分析仪表……，用于机械工业的还有：开关类的接近/定位传感器安全门开关等安全传感器、旋转编码器、视觉传感器、速度传感器、加速度传感器等，国内传感器共分10大类，24小类，6000个品种，而国外品种更多，如美国约有17000种传感器，所以发展传感器品种的领域很宽广。 检测传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，主要用于检测机电一体化系统自身与操作对
石油管道泄漏检测与精确定位
《过程装备腐蚀与防腐》科技论文指导老师：黄福川 （2010下学期） 学院：化学化工学院 班级：过程装备与控制工程081班姓名：罗涛 学号：0804310129
管道泄漏检测与精确定位 摘要：本文主要介绍了声波在检测管道泄漏方面的应用。国内外较为广泛应用的管道测漏技术主要为负压波法和新声波法，在介绍声波法原理及发展趋势的基础上，对新声波法测漏技术的原理、系统配置、技术指标、关键技术、现场测漏试验及应注意的问题进行了分析，为国内管道测漏系统的开发提供了技术依据，也在泄露事故和防止盗油有实际意义。 Abstract: This paper mainly describes the acoustic detection application in pipeline leaks. Suction wave and sound wave are widely used for detecting pipeline leaks. Base on the principle and the development trend of acoustic method, analysis for acoustic leak detection technology on the new principles, system configuration, technical indicators, key technologies, on-site leak testing and should pay attention to issues. provide a technical basis on pipeline leak detection system, and it is also meaningful to leak and prevent the Stolen oil and pipeline leaks. 关键词: 石油管道管道泄漏检测与定位声发射检测神经网络小波分析SCADA系统 一、管道泄漏检测与定位的意义： 管道运输已经是我国的主要运输手段之一，目前全国各地建成的各类输送管道长度已超过70 000 km。但是由于管道设备老化（腐蚀）和人为原因(施工、盗油和破坏等)还有防腐失效的影响,管道泄漏事故经常发生。比如最近发生的大连新港输油管道爆炸带来重大污染；英国石油公司可能在墨西哥湾出现的海底管道渗漏都是不仅造成大量的损失而已造成了严重的污染。。因此，及时对流体输送管道的泄漏进行检测和泄漏点的定位,防止泄漏事故进一步扩大,具有重要的经济效益和社会效益。 二、泄漏点检测常用方法和评测手段： (1) 目前广泛应用的是基于负压波和基于声波信号的泄漏检测与定位方法。当管道某处突然发生泄漏时,在泄漏处将产生瞬态压力下降,形成一个负压波,该波以1 000 m/ s的速度从泄漏点向两端传播然后根据压力信号分析，但是基于负压波的有几类共性的问题： ①由于管道都是高压1—5 MP，所以对小泄露量和缓慢泄露（压力变化0.01MPa左右）不够灵敏和漏报比较普遍。 ②这类系统抗工况绕道能力比较差，系统误报比较多。 如果一味的提高对小泄流量检测的灵敏度，会导致更多的误报，所以需要寻找一种更好的方法。 (2) 常用的检测方法。一类是外部环境检测，早期就是用人员的外部巡视法（比较原始）、油气敏线缆、检测光纤（PCS和光纤温度传感器）。另一类是管内流动状态检测，有基于模型、基于信号处理、基于模式和人工神经元网络的方法. (3)常用的评测方法 对一个实际的故障诊断系统，可以用以下性能指标加以评价：泄漏检测的灵敏度、泄漏点的