[发明专利]一种燃气管道泄漏在线检测和定位方法及其装置

摘要

本发明公开了一种燃气管道泄漏在线检测和定位方法及其装置。本方法基于声发射检测技术，总结实验室试验和燃气管道泄漏现场检测的经验和成果，主要从检测准备工作、检测程序、检测结果分析、验证等几个方面作了详细描述。提出了新的具体的燃气管道泄漏检测和定位技术性细节，补充完善了国内燃气管道泄漏检测技术应用方面的不足，对于促进城市燃气管网的检测和监控手段的提升，及时发现城市燃气管网泄漏隐患，防患于未然，有效防御重大城市火灾、爆炸风险，以及加快相关技术成果的转化及其在工程实际中的广泛应用具有积极意义。

主权项

1.一种燃气管道泄漏在线检测和定位方法，具体包括如下步骤：（1）检测前：先加压被测管段，关闭一段时间后，观测是否有非人为的压力下降，有则确定该管段有泄漏；（2）检测系统校准：模拟源校准，采用声发射信号发生器或直径0.5mm、硬度为HB的铅笔芯折断信号作为模拟源，其相应幅度值取三次以上相应平均值；灵敏度校准，在检测开始或结束之后进行通道灵敏度校准，对每一通道进行模拟源声发射幅度值响应校准，模拟源距换能器100mm内，各通道响应的幅度差不大于3dB，否则重新耦合换能器或调整换能器与前置放大器的匹配；各通道的门槛电平校准，门槛电平比最高噪声电平高6dB以上，并尽可能保持一致，个别需要调整时，其差别不大于3dB；衰减值校准，在两个换能器之间的位置用断铅或标定仪发射模拟声发射信号以测量声发射信号在管道表面上的衰减值，用此衰减值和门槛电平水平来确定换能器之间的最大间距，以保证测到声发射信号；定位校准，运用线定位方法实测声发射模拟信号的声传播速度，以此实测值作为源定位的参考值，以计算定位声源；声发射源部位校准，在管道壁上某一位置发射一个模拟源，若检测到的定位显示与声发射源部位一致，则该模拟源的位置为检测到的声发射源部位的位置；（3）检测程序，即将换能器直接安装在燃气管道生产线上，运用声发射泄漏检测技术，通过实时检测，实时反馈信息，发现泄漏并定位：首先测量出背景噪声，背景噪声测量时间不少于15分钟，以便设定合理的阈值，消除背景噪声的干扰或终止检测；换能器之间的距离不超过100m，换能器可布置在已开挖并暴露出15-20cm² 管道壁上，条件限制情况下可布置在管道检查井中的被测管道暴露部位上；检测过程中如遇到强噪声干扰，例如雨、雨夹雪、冰雹、沙子、风、碎裂或研磨，进行评估并通过隔声使影响最小化，记录这些噪声来源；每个通道的声信号水平连续实时地记录，记录的参数还包括压力信号，以便与声发射检测数据做相关分析；当检测到一个增强的信号水平，综合分析为疑似泄漏信号，则通知燃气公司工程技术人员在疑似泄漏信号附近管段地面上打孔初验，打孔深度至少应达到管道埋地深度的85%，打孔间距为30-50cm，当在验证孔口发现检测仪报警或浓度达到500ppm以上，可确定在该验证孔附近下的管道有泄漏，然后缩小换能器间距或范围进一步精确确定这个泄漏信号的位置；当发现该疑似增强信号来源于被测管道结构以外的区域，消除该信号或降低该信号水平以保证检测系统满足检测要求，如果这个外来泄漏信号无法消除,那么该信号对声发射系统灵敏度的影响被记录下来；（4）检测记录：记录所有校准数据和仪器测定的声发射信号参数，记录的信息至少应该包括：燃气管道的材料、管径、管道长度及管道内燃气压力；换能器的技术条件，包括型号、灵敏度、频率响应、固定方法、耦合剂名称、连接电缆型号和长度；换能器的安装位置；声发射仪器的型号和特性；每次校准的时间、步骤和结果；以图表的形式将所测声发射信号做永久性的数据记录；（5）检测结果分析评定：列出检测结果，用图表列出结果，这些数据图表应能表示出每个声源的位置；最终评价管道上的泄漏情况应该根据各通道的RMS、ASL、能量、撞击、信号强度等参数进行综合分析来判断泄漏源位置，检测前8秒内各通道的RMS、能量水平分析尤为重要。