目前，天然气泄漏200m 主管线，需要100 多人协同作战、 约4 个小时紧张工作才能排除隐患 , 国内目前技术水平远远不能 满足生产与人民生活的需求。
要是: 超声波探伤, X 射线探伤, 表面探伤。其检漏方法, 根据不同类别不同的密 封性能要求, 以及有关制造技术标准, 规定了相应的检漏方法。 无损探伤检漏检测的对象都是焊缝缺陷。但探伤对焊缝内部缺陷灵敏, 而对 渗漏性缺陷(漏孔) 不灵敏, 检测能力很差。英国BSTPD6493—1980“焊缝缺陷验收 标准若干方法指南”中指出: “渗漏性缺陷在水压试验期间可能变得很明显, 而用 无损探伤方法难于检验出来”。水压试验最小可检灵敏度4×10-4Pam3/s, 一般情 况下, 日本中川洋认为好的灵敏度只能到10-2 Pam3/s 。
◆ 研究输气管道“运行泄漏”的监测技术; ◆ 定期对运行管道进行检修, 并将“检漏”作为检修的一个重要内容。
国内外对106 例输气管道发生运行泄漏的统计分析结果如下:
(1) 从泄漏部位分
① 密封部分泄漏50% (如法兰、阀门) ; ② 金属材料泄漏8% (如管材) ; ③ 焊缝部位泄漏占42% (如管子角焊缝, 管板角焊缝) 。 (2) 从泄漏原因分析 ① 密封部位泄漏占58% (如密封材料失效或老化) ； ② 密封面有缺陷点42% (如划伤、碰伤) 。 (3) 从焊缝泄漏原因分析 ① 焊缝存在渗漏性缺陷, 这些缺陷(漏孔) , 在管道制造时检漏没有表现为
图1 实验现场示意图 测试情况: 1. 直接在地表测 (1) 坑中间1 寸管的口上测得16.4g/a; (2) 一寸管边附近的地
下测为2.4g/a; ( 3 ) 离中央0.5m 范围内为0.51.2g/a。 2. 探头深入1 寸管的内部测量为300g/a。 3. 用花瓶倒扣在地面上 , 探头深入花瓶底部的孔内测试： (1) 离中间管西面 0.3m , 测出为12.2g/a; (2) 离中间管南面0.7m , 为25g/a; (3) 离中间管西面1.2m ,
险。 （1）检漏的定义 一个“泄漏”可以定义为一个不希望存在裂缝、孔或者能使天然气逸出 的器壁疏松部分。在天然气输送管道中, 检漏的基本作用是在主管道及其焊缝, 大、小阀门, 联接头, 气压表等各部位上确定漏孔的位置和漏量, 检漏过程是一
个质量控制步骤, 保证系统可靠性, 它是一次性的, 而且完全是非破坏性的检测。
管道中充0.64MPa压缩空气清洗, 试压, 再充0.64MPa天然气做严密试验, 其结 果如下: 100 公里管道充0.64MPa 气体若每公里装1 个压力表测试(即应装100 个表) 近似17500m3 的体积, 最小可分辨的压强衰减1% , 即0.0064MPa。表2 示出漏率与时间关系的数据。 (1) 1 克/年(甲烷) = 3×10-7Pam3/s, 相当于在2m 深地下有1mm 孔的甲烷气 (气压为0.123MPa) 在地面上有明显反应。 (2) 漏率与压强的关系是 Q (漏率)∝ (Pi2- Pc2) ，Pi 为内压, Pc为外压 如外压为一个大气压(0.1M Pa) , 则 Q = K (P2- 1)
合格
最小可检漏率10-9Pam3/s 。
结论: 采用此方案, 其质谱检漏可检出漏孔大小与漏孔位置(准确到1mm配合实施陕京天然气管道的检漏 , 北京真空电子技术研究
所的工程技术人员对天然气检漏方案和具体实施进行了可行性研 究和实验, 证实对已埋入地下的天然气管道 , 在距天然气(漏孔直 径1mm ) 2m 深的地下, 能检测出泄漏讯号。其实验方法和结果如 下:
通常, 把用于检漏的检测仪器统称为检漏仪。它是为了确定漏孔位置或漏
量而设计的仪器或系统。 （3）漏气的原因 材料有缺陷; 焊接或封接有缺陷; 焊接或焊缝出现裂纹; 密封面有缺陷; 各 种活动密封面不可靠等等。
3、检漏方法
具有宽量程的检漏方法, 对产品或部件存在漏孔的发现和测量是有利的,
这些方法包括从普通到复杂技术, 并具有适宜的仪器价格。 必须选择一种检漏方法以满足需要的灵敏度和速度, 但是要注意到所选 择的方法, 不要比必须的更复杂。
为0.3g/a; (4) 离中间管南面1.2m , 为2.1g/a; (5) 离中间管北面1.2m , 为0.5g/a;
(6) 离中间管3m 处, 无。
结论:
1. 说明该仪器的灵敏度是很高的, 在天然气压力很小, 漏孔很小的情况下, 在 地面上进行测试, 在离漏孔1.5m 的圆半径内均能收到信号。 2. 如果采用在地面上打孔的方法, 让探头深入孔内测试效果会更为明显。 3. 天然气的输气压力升至5 65 表压时, 其检测深度和灵敏度可成倍增加。 4. 质谱检漏最大特点是定性、定量、定位置、本底小、灵敏度高、无环境干 扰, 是目前广泛流行的传感器型气体检漏器无法相比拟的。它的检测灵敏度 大于传感器型气体检漏仪20000 多倍。
压力密封系统的检漏方法有: 水压法; 压降法; 听音法; 超声法; 气泡法; 卤素检漏仪吸枪法; 氨检漏法; 放射性同位素气体法; 氦质谱检漏仪吸枪法等。
表1 示出压力检漏法的特点、现象、检漏设备及最小可检漏率。
实例: 陕京输气管道现行的检漏方案
据了解, 陕京输气管道现行检漏方案为静态升压法, 即在100 公里一段的
(3) 压力越大, 可检漏率越灵敏, 但它为非线性, 如表3 所示。
结论：除寻找很大的漏，不可能采用此法。
陕京天然气管道检漏的最佳方案 ：
埋入地下材料与焊缝质量检测(超声波法加X 射线法) 埋土
强度实验与冲洗
充天然气(约100 公里一段) , 静态升压法(16h) 检查大漏
用四极质谱仪检漏(对伐、表头、接口、焊缝) 已埋土的管道在地面上进行检漏(2m 深左右) 未埋土的管道直接进行检漏, 可检出漏孔大小与位置
现行管道制造规范、标准, 普遍存在重探伤、轻检漏。除了反应堆压力
容器外, 一般都仅采用低灵敏检漏方法, 这是造成管道运行泄漏的一个重要原
因。
2、检漏技术的基础 漏孔是影响高压输气、维持稳定的主要因素之一。凡是造成漏气的地方,
统称为漏孔, 由于漏孔的存在, 天然气通过漏孔进入大气空间, 造成了危害和危
按输气管道最高要求, 不允许焊缝有1×109 Pam3/s的漏孔存在, 焊缝上渗 漏性的缺陷, 要靠检漏方法来发现, 探伤是无能为力的, 103109 Pam3/s的漏 孔, 实际几何尺寸(直径、宽度) 在0.5100m 范围内。 断裂力学理论认为, 渗漏性缺陷比焊缝内部缺陷更为危险, 理论计算和实 验证明宽度0.1m 的渗漏性缺陷, 已足够引起管道破坏。
泄漏(漏气) 现象, 但在运行时表现出泄漏, 这类原因占焊缝“运行泄漏”的56%；
② 焊缝内部缺陷, 如裂纹、气孔、夹渣等在高压运行条件下, 因疲劳、
蠕变, 腐蚀、低温脆性等引起缺陷尺寸扩大, 成为渗漏性缺陷, 这类原因占焊缝 运行泄漏的44%。
1、天然气管道焊缝无损探伤和检漏
天然气管道焊缝在制造时都要经过严格的无损探伤和检漏, 无损探伤方法主
值得指出的是: 任何密封输气管道漏气是不可避免的, 要想使密封系统一 点不漏气, 那是不可能的, 因此我们说密封输气管道漏气是绝对的, 我们通常所
说不漏是相对概念。它是相对于我们检测水平和严密性的要求而言。
（2） 检漏的要求 用相应的方法, 迅速判断密封系统是否存在漏气, 确定漏率, 以便确定它是 否在允许的范围之内, 选择合适的检漏方法找出漏孔的确切位置, 以便进行修 补。
管子与管板角焊缝是最容易发生泄漏的部位, 这种角焊缝, 主要是靠检漏
来发现渗漏性缺陷, 检漏对它来说, 更显得重要。
转变观念
对输气管道, 我们认为应该改变这样的一种传统观点, 即认为检漏只是用
来保证密封性的手段, 而应该把检漏作为管道焊缝探伤的一种补充手段, 用于
发现焊缝上探伤难于发现的渗漏性缺陷。有的管道结构十分复杂, 造成一些 部位的焊缝无法进行探伤, 对这类焊缝, 检漏更显其重要。
输气系统维护及安全管理
天然气管道的检漏工程
天然气管道的检漏工程
天然气输气管道一般都有“先漏后破”现象, 即先发生工作介质泄漏, 而
后随之发生爆炸, 一旦爆炸会引起极大的破坏和伤亡事故。
因此, 天然气输气管道运行时的泄漏越来越引起人们的重视, 这方面进行 的工作可归纳为三个方面:
◆ 研究如何提高输气管道制造质量, 减少投入运行后产生“运行泄漏”;
实验现场如图1 所示, 首先挖一个长1.5m , 宽0.6m , 深2.3m 的
坑, 天然气通过一阀门输入到地下管道内, 底部的管道中央上打有
1mm 的漏孔, 在漏孔上面1m 处放一根一寸粗的管子, 管子口在
地面上, 测试场地准备完毕后, 经过两个月后正式进行测试。 所用天然气压力为1.081.09表压。