简述压力管道泄漏的声发射检测技术

简述压力管道泄漏的声发射检测技术

朱晓智

浙江省特种设备科学研究院  浙江杭州  310020

摘要：声发射检测这种技术具有比较明显的优势和特点，能够通过现场检测快速地确定泄露位置，同时运用传感器测量值判断泄漏点，并且运用多通道系统进行定位检测，从而准确地定位泄漏源。因此研究该技术对提高管道泄漏检测具有积极的作用，同时也促进了相关技术的发展。

关键词：压力管道；泄露；检测技术；分析

随着经济的快速发展，压力管道的应用越来越广泛，在各行各业中具有据重要的作用，同时也是石油、石化行业生产必须要使用的，所以具有重要的作用。由于内部介质具有易燃、易爆、高毒、强腐蚀等特点，因此危险等级较高。在使用过程中一旦出现了事故就会造成重大的损失，还会造成严重的环境污染，还会影响生命和财产安全。压力管道的运行环境比较复杂，而内部流体的输送也会产生振动、冲刷、腐蚀情况，所以在实际检测过程中，应当充分考虑这些情况的影响，才能避免管道安装时焊接缺陷和受力不均情况。同时管道在长期的运行中，因为环境和应力的作用，会导致管壁变薄，从而出现损伤现象，导致管壁出现穿孔泄漏，而这些泄漏部位又不容易被发现。如果在实际工作中能够及时地发现泄漏部位，这有利于预防事故的发生，进而减少对环境的污染。使用声发射检测定位技术，可以精确地定位泄漏位置，有效地节省了时间和费用，是一种科学、有效的在线评估方法。

1声发射检测技术分析

1.1基本原理

   随着技术的不断发展，声发射检测受到了广泛应用，这是一种实时、动态的检测方法，可以实时地反映出被测构件的内部损伤情况，以及具体的变化过程。检测人员可以根据检测数据采取积极的措施，从而有效地防止事故发生。声发射是动态的检测方法，对线性缺陷比较敏感，在试验过程中，能够进行整体的检测和评价，从而更好地掌握结构的缺陷和状态。

1.2声发射检测原理

    在泄漏过程中，介质和容器壁间会存在摩擦冲击，而且流体动能也会转化成为壁面震动，也就是波动信号。如果波动信号是沿着容器壁面和介质传播的，就会被传感器接收到。并根据接收时间和信号大小，监测出泄漏位置和具体情况，这样有利于远距离的泄漏源判断，并且很大程度地减少了工作量，非常适合用于无法开挖地段的检测。目前的声发射泄漏检测技术，广泛地应用于管道和阀门泄漏检测中。

2检测情况分析

2.1检测的必要性分析

  在实际工作中，对于埋地管道的泄漏检测方法有很多，主要是对管道内的漏磁还有声波进行检测。使用管道机器人进行检测，对管道的方面要求比较高，因此一些部分无法使用机器人进行检测，对于这种情况应当使用适当方式检测。

2.2声发射定位检测方法分析

   当前最有效的声发射定位检测方法是线性定位方式，也就是根据已知信号和幅值的衰减曲线，以及现场测试的曲线情况，按照传感器的接收信号来判断泄漏情况，进而进行精确定位。当泄漏段流体处于静载压力作用下，紊流状态会激发高强度的冲击，还有气蚀和颗粒与管壁发生碰撞。这时管道内部的介质，就是最好的声导体，有利于远距离传播信号，从而为远距离检测提供了有力条件。

2.3检测方案分析

    在实际检测过程中，应当充分地考虑泄漏信号的连续性问题以及受干扰程度，尤其是重点关注的管段，可以采用静载加压方式进行检测。这种方式主要是应当确保管道内部的流体，应当处于静压状态，因为这样的状态有利于去除流体的噪声。同时也可以使用加压方式，这样可以确保泄漏保持持续状态，进而再使用表征和连续信号进行参数评估。无论是埋地管道，还是非埋地管道，都要将传感器直接地安装于管道外壁，这样才能更好地进行信号采集和接收。但是要注意不同的管道，再工作量方面有较大的差别。在实际检测过程中，可以使用手持式设备对一些特定部位进行检测，检测信号主要是来自于管道背景信号，以及叠加部位，而管道的结构特征对波传播的影响较小，因此有利于信号的长距离传播，也有利于进行远距离检测。根据衰减和距离之间的关系分析可知，当泄漏部位的两端高于其他部位，就可判断泄漏管段的具体位置。对于泄漏管段可以采用多通道系统进行检测，这样就可以将泄漏部位确定在几米的范围内，然后通过接收的信号和幅度，再结合衰减曲线情况，就可以得到泄漏点的准确位置。

2.4现场检测分析

   进行现场检测时，要在埋地管道相邻的一定距离内确定检测点，然后对检测点开挖，并去除15ｃｍ×15ｃｍ范围的保护层来安装传感器。在实际检测过程中，主要使用的是静载加压方式，可以有效地避免流动干扰。对于每一个测点使用手持式设备进行测量，由于整个过程比较简单，所以检测较快。同时还可以根据每段管段两端传感器的测量值来判断泄漏点和出现泄露管段，最后使用多通道系统对管段进行线性定位检测，从而精确地定位泄漏位置。对新管线检测时，应当先进行水压试验时，在测试的过程中，如果压力出现不断下降的情况，这时就有较高的泄漏率，应当对疑似泄漏的部位进行检测，从而将泄露部位确定在一定范围内，对于这种情况使用声发射方法，可以有效地识别和定位，进而快速地找出泄漏源。在现场检测时，要根据管段的结构和特征确定测点位置，每两个测点的距离应当在125ｍ左右，使用便携式检测设备进行测试，可以更好地确定泄漏源，并且运用多通道系统准确地定位泄漏位置，一般情况下整个检测时间大约是4ｄ。

2.5检测结论分析

要想成功地确定泄漏位置，就应当进行全面地检测，在检测过程中应当充分地了解泄漏源，才能更好地确定传感器距离，从而掌握管道材料的具体衰减特性，以及管内流体类型。同时也要考虑周围的环境和泄漏孔的影响，才能更好地进行检测。对于管段间的流体，应当进行静流控制，这样才能更好地去除流体噪音，从而提高检测的可行性，更好地对泄漏信号进行识别和定位，有效地确保检测结果的准确。由于这种检测方法操作比较简便，所以判定泄露源时比较准确，因此被广泛地应用到实际检测中。

结束语：

随着压力管道的广泛应用，对其进行检测是安全使用的关键，在实际运行过程中，由于管道的运行环境和内部流体的影响，会导致管道出现泄漏，为了避免造成更大的损失，应当对管道泄漏情况进行声发射检测，才能快速准确地定位泄漏位置，从而及时地进行相关处理。

参考文献：

[1]郑旭.关于压力管道泄漏声发射检测技术探讨[J].科技资讯,2021,03:99-101.

[2]王国涛,严欣明.压力管道泄漏流场数值模拟[J].辽宁化工,2020,04:1087-1088.

[3]孙志涛,张延兵.基于声发射技术的压力管道泄漏监测[J].中国特种设备安全,2020,05:32-37.