李光海1 王勇2 刘时风2(广州市锅炉压力容器监察检验所,广州510080; 清华大学工程系,北京100084)
摘 要 根据管道泄漏时产生声发射信号的现象,构建了一种管道泄漏与泄漏点定位的检测系统。重点介绍系统软、硬件设计中的关键问题及其解决方法。现场测试表明该系统在泄漏的识别和定位上有着良好的效
关键词 泄漏检测 管道泄漏 声发射
Abstract:According to the phenomenon of sonic transmission caused by pipeline leakage a detectig system of pipeline leakage and the location of the leakage point is structued.The keypoints and the olutions in design of hardware and software are emphasized. The field test shows that the excellent rsults on leakage detetion and location ae provided by the system.
Key words : Leakage detection Pipel ine leakage Sonic trangnission
引言
管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一,它作为一种特殊设备越来越广泛用于石油、化工、冶金、电力行业及城市燃气和供热系统中。随着经济的发展,管道数量在不断增加,据统计,我国现有长输管道300多条,约2万km,集输管道约20万km,城市内燃气管道分别为35000km.5700km,工厂的工业管道就更多了。因此大力发展和普及管道检测技术十分必要,国内外都致力于采取补救措施,研究灵敏而可靠的管道检测方法,以求及时发现问题,进行抢修处理,从而减少事故带来的损失。当前国际上通行的,对运行中的管道检测和评定技术大致可分为三个方面,即:①管道壁厚及其内部状态的检测技术;②管道壁厚或流体污物含量监测技术;③泄漏检测技术。其中对于管道而言,因为泄漏产生的损失和危害最大,所以研究一种快速灵敏的管道泄漏检测技术和仪器显得越来越重要。对管道是否泄漏进行判断和漏点定位是管道泄漏检测中两项关键技术,只有快速准确地判断泄漏与否并能确定漏点位置,才能及时采取措施,减少损失。现有泄漏检测方法,如负压波法凹等都难以对已经存在的微量泄漏进行快速准确地判断和对泄漏源的准确定位。
1、声发射泄漏检测的原理
管道泄漏产生的声发射信号是广义的声发射现象,与传统意义上的声发射研究不同,因此建立一个合适的管道泄漏检测的模型是解决管道泄漏检测的核心。管道产生泄漏是因为管道因材料腐蚀老化或:其它外力作用产生裂纹或者腐蚀孔,管道内外存在压力差而使管道中的流体向外泄漏的现象。其中流体通过裂纹或者腐蚀孔向外喷射形成声源,然后通过和管道相互作用,声源向外幅射能量形成声波,这就是管道泄漏声发射现象。通过仪器对这些因泄漏引起.的声发射信号进行采集和分析处理,就可以对泄漏以及其位置进行判断。通过对管道泄漏的判断和对泄漏点定位的方法和原理的探讨,笔者设计了一个基于新的方法和理论判断和定位系统以提高判断的准确性和泄漏定位的精度。由于工程现场背景噪声非常复杂,其包含复杂分布的噪声,而且系统本身中的电子器件也将引入噪声,如电磁噪声、热噪声等,所以需要通过先进的数字信号处理技术,降低系统的虚警率,提高系统对泄漏的识别率。课题的关键在于:①设计合适的声发射系统对泄漏AE信号进行可靠和.稳定的捕捉;②采用合理的信号处理方法和泄漏源的定位算法。