Page 96 - 无损检测2025年第二期
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白 烨，等：
管道泄漏检测技术与安全评估的研究进展
围空气的温度要高，多波长吸收技术利用背景辐射 和回波到达的时间差进行测算，经过计算机专业声
可直接用于天然气浓度测量。目前，具有代表性的 呐软件处理后可形成管道的截面图，并以此准确判
磁共振成像系统（AIRIS）应用包括美国PSI公司、 断管径和泄漏点等管道情况 [15] 。声呐可采用快速、
[14]
加拿大可携带式成像放射性光谱仪（FIRST） 。 高带宽超声脉冲对水中遇到的障碍物进行回声检
1.2 声学法 测。一旦发生管道泄漏，系统将自动产生视觉/听
1.2.1 声波法 觉警报，并可通过监测仪显示泄漏状况与位置 [13] 。
声波法是利用声波在不同介质中传播速度不同 1.3 分布式光纤检测法
的特性，通过检测管内介质泄漏传播产生的声波信 分布式光纤检测法以光纤为传感敏感元件和传
号，用于泄漏分析与泄漏点定位，此方法的关键是声 输信号介质，对沿线管道的温度变化进行检测。管
波传播速度的准确性 [15] 。此外，对于声波检测信号， 道发生泄漏时会引起管壁与周围土壤的振动、介质
如何选择有效的滤波降噪方法，是该方法的研究重 与温度的变化。当纤维管贴于管线上，物理参数的
点。由于以压力波与声波为代表的弹性波在天然气 变化将导致光学纤维发生温度与应力的变化。因此，
中比在油中的传播速度小，所以气体管道的泄漏检 分布式光学纤维可用于检测应力与温度的异常现
测比油管泄漏的检测精度高 [16] 。 象，从而实时监测管线泄漏情况。光纤传感器具有
1.2.2 声发射法 防腐蚀、重量轻体积小、每个感应点均无需电能、免
声发射技术具有实时性强、非接触检测、定位精 疫电磁干扰、灵敏度高等优势 [24] 。如何进一步提高
度高等优势 [17-18] ，被广泛应用于管网系统泄漏的定 光纤测温技术的检测精度、降低成本、实现长距离大
位。声发射是指材料局部因能量的快速释放而发出 范围的管道泄漏检测是光纤测温系统在未来发展中
瞬态弹性波的现象。流体噪声和结构变形声发射是 面临的挑战。
声发射泄漏检测的主要影响因素。当管道发生泄漏 1.4 动态压力变送法
时，泄漏点产生的噪声通过传播被声音传感器所捕 动态压力变送法是通过动态压力变送器获取
获放大 [18-19] ，再通过信号算法将噪声转化为全波形 管道的动态压力信号，提取信号的特征向量，来实
式来定位泄漏源。此技术适合于低流速与低压管道 现管道泄漏识别的，并采用相关时延估计算法获得
泄漏检测。泄漏信号的时差定位技术是声发射泄漏 管道泄漏点位置。动态压力传感器易于安装、维护，
检测技术研究的热点，可以较为准确地确定泄漏源 具有较高检测灵敏度与分辨率。通过调节信号放
位置。然而，仍有以下两个问题需要深入研究 [20] ：管 大倍率，由泄漏引起的压力变化可被敏感地捕捉。
道泄漏产生的声发射应力在传播过程中存在频散现 ZHANG [25] 利用动态压力传感器，提出了一种泄漏
象；管网泄漏检测成本与精度之间的矛盾。 判别的波包熵法，用于长距离油气管道泄漏检测。
1.2.3 超声波法 1.5 探地雷达法
当管道发生泄漏时，气体通过泄漏孔产生涡流， 探地雷达法（GPR）常用于地下设施与油气工
且超声波在交界面处发生反射，导致波形发生转换 厂管道泄漏的检测，地面穿透雷达也可用于油气管
与交互干扰 [21] ，而通过超声波检测仪能够识别超声 道泄漏检测。当管道发生泄漏时，覆盖管道的土壤
波，并用于泄漏分析。根据管道超声波检测仪器的 的透气率、饱和湿度等参数将发生变化 [26] 。地面穿
不同，可分为模拟单波与多模式导波法。此方法可 透雷达对土壤湿度敏感，故可用来检测泄漏源。当
实时监测、响应快速，并具有高灵敏度 [22] ，可用于长 采用GPR检测法时，目标必须具有一定容积，所以
距离油气管线，节约检测时间、缩短工作强度，并且 其适合于大管径管道的检测。另外，当利用地面穿
能够检测管道截面缺陷 [23] 。当管道发生泄漏，管内 透雷达检测管道时，管道周围的地质特性对于检测
流体受到干扰从而接收压力传感器发生明显变化 的准确程度具有重要影响。突变的地质特性会对图
时，可通过检测泄漏点与压力变化的关系，来确定泄 像的形成有较大影响，这是其应用中的难点 [16] 。
漏点位置。 1.6 智能小球法
1.2.4 声呐法 智能球是安装有声音传感器的专门用来检测泄
声呐技术利用自身装置向水中发射声波，通过 漏点的球体，包括声波检测器、加速度仪、磁力计、
接收反射回波来确定泄漏点，距离可通过发射脉冲 超声波传感器、温度传感器等，可在油气管道及水
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2025 年 第 47 卷 第 2 期
无损检测
