在役管線泄漏檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，管路被廣泛應(yīng)用于船舶、大型重裝設(shè)備及石油、天然氣等輸送系統(tǒng)。船舶管路包括燃油管路、滑油管路、冷卻水管路、壓載水管路等等，其中任一管路發(fā)生泄漏，都可能導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備無法正常使用，甚至影響到主輔機的安全使用；大型重裝設(shè)備中的管路通常為油管和水管，以電站鍋爐為例，電站鍋爐“四管”（水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器）爆漏事故是影響火電機組安全、經(jīng)濟運行的重要因素；石油和天然氣等工業(yè)管道的泄漏不僅造成嚴(yán)重的資源浪費和環(huán)境污染，甚至

2、會威脅到周圍居民的生命財產(chǎn)安全。因此，展開對在役管線泄漏檢測技術(shù)的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程實用價值。 本文建立了一套管線泄漏檢測綜合試驗臺，并在此基礎(chǔ)上進行了穩(wěn)態(tài)輸送和非穩(wěn)態(tài)輸送下的管線泄漏檢測試驗研究，最終完成了對管線泄漏檢測試驗系統(tǒng)的誤差分析。本文的主要工作和研究內(nèi)容如下： （1）簡單介紹了常用的各種管線泄漏檢測技術(shù)的基本原理，選用負(fù)壓波一流量聯(lián)合法進行管線泄漏的檢測與定位，并采用小波分析作為管道壓力和流量信號的

3、數(shù)據(jù)處理方法，其中，利用小波降噪對信號消噪，利用小波變換奇異點分析檢測負(fù)壓波信號和流量信號的突變點，從而實現(xiàn)泄漏的檢測與定位。 （2）搭建了一套綜合的管線泄漏檢測試驗臺，模擬液體輸送管線正常運行以及發(fā)生泄漏時的狀況，并以負(fù)壓波-流量聯(lián)合法為基本原理，采用虛擬儀器LabVIEW開發(fā)了一套管線泄漏檢測試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能實時監(jiān)測管線的運行狀況，及時檢測泄漏的發(fā)生并進行泄漏點的定位，還能通過查詢時間實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的回放。在該試驗臺上，

4、能開展不同泄漏量、不同管輸狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)輸送和非穩(wěn)態(tài)輸送）、不同管線布局（水平輸送管道和垂直輸送管道）等多種方案的泄漏檢測試驗研究。 （3）在試驗臺的基礎(chǔ)上，討論了管流處于穩(wěn)定輸送狀態(tài)時，影響泄漏檢測定位精度的因素。分別對一段直管和一段帶有彎頭且管線布局發(fā)生變化的復(fù)雜管道展開了泄漏檢測試驗，試驗方案采用正交試驗設(shè)計法設(shè)計，通過對試驗結(jié)果的方差分析，得出了如下結(jié)論：對于直管，管輸量越小，泄漏定位的精度越高，而泄漏量對泄漏定位精度也略有

5、影響；對于復(fù)雜管道，管輸量和泄漏量的不同會影響到泄漏定位精度，同時管道中的彎頭數(shù)量越多，泄漏定位精度越差。 （4）在試驗臺的基礎(chǔ)上，開展了非穩(wěn)態(tài)輸送下的管線泄漏檢測試驗研究。剛開啟泵時，管輸流體壓力波動較大，此時管流處于非穩(wěn)定輸送狀態(tài)，對四種不同工況下剛開啟泵時管流的壓力波動程度進行了分級，壓力波動程度越小時泄漏定位的精度越好，通過對不同壓力波動程度下的試驗數(shù)據(jù)進行分析，得出了非穩(wěn)定輸送狀態(tài)下進行泄漏檢測時，泵開啟后不同階段的泄

6、漏定位修正值，提高了泄漏定位精度。 （5）分析了管線泄漏檢測試驗系統(tǒng)的誤差來源。隨機誤差主要是由各種干擾噪聲引起，包括共模干擾、串模干擾和信號通道干擾。系統(tǒng)誤差包括傳感器的溫度誤差、非線性誤差和靈敏度誤差，數(shù)據(jù)采集中的采樣誤差和A/D轉(zhuǎn)換誤差，以及計算機與檢測軟件中的計算機運算誤差、顯示誤差和數(shù)據(jù)處理誤差。最后給出了管線泄漏檢測試驗系統(tǒng)的誤差構(gòu)成公式，并分別討論了修正或抑制隨機誤差、傳感器誤差、數(shù)據(jù)采集誤差和計算機與檢測軟件誤差