? 與其它能源運(yùn)輸方式相比，管道運(yùn)輸更有效、更安全、對環(huán)境的影響更小。但也正是由于管道埋于地下，對燃?xì)夤艿蓝?，管道受損和泄漏，特別是腐蝕和因此所造成管道泄漏，往往是難以察覺的；一旦導(dǎo)致大面積泄漏，輕則造成經(jīng)濟(jì)損失，重則引發(fā)人員傷亡事故。因此，為了確保燃?xì)廨敋夤艿赖陌踩?，必須根?jù)實(shí)際情況采用各種有效的管道受損和檢漏技術(shù)，以避免或減少事故的發(fā)生。

1?管道受損檢測方法
??? 由于外力等原因?qū)艿揽赡茉斐傻膫Γ蚴┕げ划?dāng)造成的管道缺陷，一般受損位置比較明確，可以就地開挖進(jìn)行檢測。而管道腐蝕的位置、程度和面積，其影響因素非常多。因此，燃?xì)夤艿朗軗p狀況的檢測主要就是管道腐蝕狀況的檢測。管道腐蝕檢測技術(shù)包括管道外腐蝕檢測和管道內(nèi)腐蝕檢測兩大類。
1.1 管道外腐蝕檢測技術(shù)
??? 在燃?xì)夤艿郎?，埋地鋼制管道的外腐蝕保護(hù)一般由絕緣層和陰極保護(hù)組成的防護(hù)系統(tǒng)來承擔(dān)，通過對陰極保護(hù)系統(tǒng)的檢測，可以判斷防腐層的損壞程度，從而得出管道受腐蝕的情況。基于這一原理而研究出的方法，其檢測參數(shù)一般是管/地電位的測量和管內(nèi)電流的測量。管/地電位的檢測技術(shù)包括短間歇電位檢查法、組合電位測試法、直流電壓梯度法等；管內(nèi)電流檢測技術(shù)包括電流梯度分布法、分段管內(nèi)電流比較法等。雖然這些方法能夠?qū)崿F(xiàn)不開挖、不影響正常工作的情況下對埋地管道進(jìn)行檢測，但這些方法都是屬于間接檢測管道腐蝕的方法，有的方法對測量人員的要求十分嚴(yán)格，例如用直流電壓梯度法檢測時，為準(zhǔn)確判定管道涂層缺陷的位置，要求測量人員垂直于管道方向測量，因此，測量前必須知道管道的確切位置、走向等，對于長距離埋地管道進(jìn)行檢測，這一要求很難達(dá)到。此外，有的管外檢測技術(shù)不適合于檢測穿越公路、鐵路和江河海底的管道。
1.2?管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)
??? 管道發(fā)生腐蝕后，通常表現(xiàn)為管壁變薄，出現(xiàn)局部的凹坑和麻點(diǎn)。管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)主要是針對管壁的變化來進(jìn)行測量和分析的。在沒有開挖的情況下進(jìn)行的管道內(nèi)腐蝕檢測。一般有漏磁通法、超聲波法、渦流檢測法、激光檢測法和電視測量法等。其中目前國內(nèi)外使用較廣泛的是漏磁通法和超聲波法，它們可以提供管道沿線的焊縫、支管接口、閥門、管壁厚度變化、防腐層剝離、裂縫等信息。
1.2.1漏磁通法
??? 漏磁通法檢測的基本原理是建立在鐵磁材料的高磁導(dǎo)率這一特性上，鋼管腐蝕缺陷處的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)小于鋼管的磁導(dǎo)率，鋼管在外加磁場作用下被磁化，當(dāng)鋼管中無缺陷時，磁力線絕大部分通過鋼管，磁力線分布均勻，當(dāng)鋼管內(nèi)部有缺陷時，磁力線發(fā)生彎曲，一部分磁力線泄漏出鋼管表面。檢測被磁化鋼管表面逸出的漏磁量，就可以判斷缺陷是否存在。漏磁通法一般只限于管道表面和近表面的檢測，管壁太厚，抗干擾能力差，空間分辨力低。另外，小而深的管壁缺陷處的漏磁信號要比形狀平滑但很嚴(yán)重的缺陷處的信號大得多，所以，往往需要校驗(yàn)，特別是當(dāng)管材中混有雜質(zhì)時，還會得到虛假數(shù)據(jù)。
1.2.2 超聲波法
??? 超聲波檢測法主要利用超聲波的脈沖反射原理測量管壁腐蝕后的厚度。檢測時將探頭垂直向管道內(nèi)壁發(fā)射超聲脈沖，探頭首先接收到由管壁內(nèi)表面反射脈沖，然后超聲探頭又會接收到來自管壁外表面的反射脈沖，這個脈沖與內(nèi)表面反射脈沖之間的間距反映了管壁的厚度。這種檢測方法是管道腐蝕缺陷深度和位置的直接檢測方法，檢測原理簡單，對管道材料的敏感性小，不受管道雜質(zhì)的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)對厚壁大口徑管道進(jìn)行精確檢測，還能分辨管道的內(nèi)外壁腐蝕、管道的變形、應(yīng)力腐蝕破裂和管壁內(nèi)的缺陷，如夾渣等。
??? 目前，國外結(jié)合漏磁通法和超聲波法研制出了各種管內(nèi)智能檢測裝置，一般有兩大類為：有纜型和無纜型。
??? 有纜型管內(nèi)智能檢測裝置一般由配有各種檢測儀的管內(nèi)移動部分、設(shè)置在管外的遙控裝置、電源、數(shù)據(jù)記錄處理儀、電纜供給控制裝置以及連接管內(nèi)移動檢測部分和管外裝置的電纜組成。由于該類管內(nèi)智能檢測裝置的數(shù)據(jù)處理與電源部分設(shè)在管外，所以管內(nèi)的移動部分一爬行機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可以應(yīng)用于中小口徑的管道，但是受到電纜長度的影響，其檢測長度有限，而且多應(yīng)用于停運(yùn)管道的檢測。
??? 無纜型管內(nèi)智能檢測裝置一般由主機(jī)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和輔助設(shè)備3部分組成。無纜型管內(nèi)智能檢測裝置的主機(jī)指在管內(nèi)行走的智能檢測爬機(jī)部分，國外漏磁檢測爬機(jī)的研究始于20世紀(jì)70年代中期，而超聲波技術(shù)是在20世紀(jì)80年代末才引入爬機(jī)的。與漏磁檢測爬機(jī)相比，超聲波檢測爬機(jī)具有不受管道壁厚限制的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)踐也表明，超聲波檢測法提供的檢測數(shù)據(jù)比漏磁法更為精確。現(xiàn)在國外的超聲波檢測爬機(jī)的軸向判別精度可達(dá)3.3mm，管道圓周分辨精度可達(dá)8mm，機(jī)體外徑從59mm到1504mm，爬機(jī)的行程可達(dá)50km～200km，行走速度最高可達(dá)2m/s。
??? 無纜型管內(nèi)智能檢測裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)指安裝在爬機(jī)內(nèi)的，用于管內(nèi)檢測過程中記錄數(shù)據(jù)的部分，一般待爬機(jī)檢測結(jié)束后，由爬機(jī)中取出記錄數(shù)據(jù)，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，以供檢測人員對腐蝕狀況進(jìn)行評估。
??? 無纜型管內(nèi)智能檢測裝置的輔助設(shè)備指用于發(fā)送爬機(jī)的裝置和檢測定位的裝置。
??? 無纜型管內(nèi)智能檢測裝置無論是檢測精度、定位精度、數(shù)據(jù)儲存、還是數(shù)據(jù)分析均已達(dá)到了較高的水平。特別是隨著電磁聲學(xué)傳感器的出現(xiàn)和應(yīng)用，這類爬機(jī)還能檢測管道的應(yīng)力腐蝕裂紋。
??? 國內(nèi)地下燃?xì)夤艿罊z測技術(shù)的研究與應(yīng)用仍處于相對比較落后的狀況，大部分燃?xì)夤艿啦粌H沒有使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，而且各種管道腐蝕技術(shù)也都是管外檢測，無法對埋地管道的腐蝕情況進(jìn)行及時準(zhǔn)確的檢測，從而可能造成重大損失。目前管道的各種智能檢測爬機(jī)仍在研究開發(fā)中，盡管某些科研單位已經(jīng)研制出了幾種功能樣機(jī)，但還難以滿足實(shí)際要求。

2?管道泄漏檢測方法
??? 根據(jù)燃?xì)庑孤z測原理，現(xiàn)有的方法可分為直接檢測法(根據(jù)泄漏的介質(zhì))和間接檢測法(根據(jù)泄漏引起的管道流量、壓力等輸送條件的變化和泄漏引起的聲、光、電等變化)。
2.1?直接檢測法
??? 最常用的直接檢測法有火焰電離檢測法和可燃?xì)怏w監(jiān)測法兩種。
??? 火焰電離檢測法的基本工作原理是：在有電場存在的情況下，烴類(氣態(tài))在純氫火焰灼燒下產(chǎn)生帶電碳原子，碳原子被搜集到一個電極板上并計(jì)數(shù)，當(dāng)碳原子的數(shù)量超過預(yù)設(shè)定值時，則表明周圍空氣中存在超過了警戒濃度的可燃?xì)怏w，檢測器即報警。該檢測器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，只要1m³空氣中含有1.8×10^-6m³的可燃?xì)怏w就可檢測到；響應(yīng)快，典型的響應(yīng)時間為2s；定位精確度高；抗干擾能力強(qiáng)；可檢測濃度范圍大；具有較快的檢測速度。缺點(diǎn)是不能長距離連續(xù)檢測，對密閉空間內(nèi)的管道泄漏檢測時易引起燃燒或爆炸事故。
??? 可燃?xì)怏w監(jiān)測法的基本工作原理是：通過擴(kuò)散作用從空氣中取樣，利用催化氧化原理產(chǎn)生一種與可燃?xì)怏w濃度成比例的信號，一旦可燃?xì)怏w濃度超過爆炸下限的20％，繼電器驅(qū)動信號便可傳送到遠(yuǎn)方控制板上的報警器報警。
2.2?間接檢測法
??? 管道的泄漏會引起管道流量、壓力和溫度等運(yùn)行條件發(fā)生變化，據(jù)此可對泄漏進(jìn)行判斷。主要有以下4種形式。
??? (1)流量/壓力變化
??? 在管道的出口或入口設(shè)置壓力和流量設(shè)備，如果所測壓力或流量的變化幅度大于預(yù)設(shè)值，則發(fā)出泄漏報警。這種方式雖然簡單，但不能精確定位，而且誤報警率較高。
??? (2)質(zhì)量/體積平衡
??? 質(zhì)量或體積平衡法的基礎(chǔ)也是對體積進(jìn)行測量，不同點(diǎn)是將流量的變化歸納為質(zhì)量或體積平衡圖，可根據(jù)壓力/溫度的波動和變化對流量進(jìn)行校正。在質(zhì)量或體積平衡圖上，泄漏引起的流量變化可以得到較清楚地顯示，能比第一種形式檢測到更小的泄漏量。
??? (3)動態(tài)模型分析
??? 動態(tài)模型法用數(shù)學(xué)模型模擬管道中流體的流動，依據(jù)模型的計(jì)算值和測量值的差值判斷泄漏。模型采用的方程包括質(zhì)量平衡、動態(tài)平衡、能量平衡和流體狀態(tài)方程等，動態(tài)模型法需要在管道的出入口和管道沿線測量流量及壓力，測量點(diǎn)越多，效果越好。動態(tài)模型法的突出特點(diǎn)是對泄漏的敏感性好，可對泄漏點(diǎn)定位，并可對管道進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，但誤報警率高。
??? (4)壓力點(diǎn)分析法(PPA)
??? 管道在正常運(yùn)行時，其壓力值呈現(xiàn)連續(xù)變化的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)管道發(fā)生泄漏時，泄漏點(diǎn)由于物質(zhì)損失發(fā)生壓力驟降，破壞了原有的穩(wěn)態(tài)，因此管道開始向新的穩(wěn)定狀態(tài)過渡。在此過程中產(chǎn)生了一種沿管道以聲速傳播的擴(kuò)張波，這種擴(kuò)張波會引起管道沿線各點(diǎn)的壓力變化，并將失穩(wěn)的瞬態(tài)向前傳播。在管道沿線設(shè)點(diǎn)檢測壓力，采用統(tǒng)計(jì)的方法分析檢測值，提取出數(shù)據(jù)變化曲線，并與管道處于正常運(yùn)行狀態(tài)時的曲線作比較。如果現(xiàn)行狀態(tài)曲線脫離其特有形式，則表明有泄漏發(fā)生。該方法可檢測流量超過3.17%的泄漏。
??? 在以上4種形式中，流量/壓力變化、質(zhì)量/體積平衡和壓力點(diǎn)分析法易于維護(hù)，費(fèi)用低，但不能確定泄漏位置，也不能適應(yīng)發(fā)生變化的運(yùn)行條件；動態(tài)模擬法可進(jìn)行泄漏點(diǎn)定位，也能夠適應(yīng)發(fā)生變化的運(yùn)行條件，但費(fèi)用高，操作人員需要較高的專業(yè)知識。
為此，近年已開始對其進(jìn)行改進(jìn)。
??? 管道的泄漏除了會引起流量、壓力、溫度等運(yùn)行條件變化外，也會產(chǎn)生噪聲，引起環(huán)境溫度和土壤電性質(zhì)的變化。根據(jù)這類變化進(jìn)行泄漏檢測，主要有以下方法。
??? (1)聲學(xué)檢漏法
??? 當(dāng)管道因腐蝕或破壞發(fā)生泄漏時，將產(chǎn)生頻率大于20kHz的頻率的振蕩，這一頻率在超聲波范圍內(nèi)，可由相應(yīng)的傳感器檢測到。檢測器通過記錄信號強(qiáng)度對泄漏源進(jìn)行精確定位。
??? 另一種聲學(xué)檢漏法為負(fù)壓法，也稱聲波報警檢測法。其主要部件是壓力傳感器，通過檢測管道中泄漏或斷裂引起的擴(kuò)張波來判斷泄漏；負(fù)壓法直接檢測擴(kuò)張波，檢測器內(nèi)裝有同步觸發(fā)系統(tǒng)，接收到擴(kuò)張波后報警，然后依據(jù)管道內(nèi)經(jīng)驗(yàn)聲速計(jì)算泄漏位置。由于該瞬時波在氣體中的傳播速度約為0.32km/s，因此在危險地區(qū)內(nèi)以3.2km～5.2km的間隔安裝檢測器，幾秒內(nèi)可檢測到破裂。但檢測時需要消除管道的背景噪聲。這種方法在檢測大的破裂時十分有效，對于小的破裂，因噪聲的影響則誤報警率顯著升高。負(fù)壓法在每一管段一般需要兩個或多個傳感器以幫助定位和消除噪聲。