Page 85 - 化工产品质量与安全管理

第三章 化工生产过程检测及技术应用

使用的模型很复杂，对模型的数据准确性要求非常高。
第四，应力波法，当管道中某处发生介质泄漏时，由于管内流体的大量渗出，
致使泄漏点的正常流动被泄漏打乱，破裂处出现多相湍射流。管道内壁与多相湍

射流发生相互作用，管壁会产生一种高频压力波。这种高频压力波可分为圆环振
动、纵向振动和横向振动三种。所产生的高频压力波通过管道膨胀和压缩，会随
着管壁传播，可以在管道两端安装应力传感器，通过捕捉泄漏产生的应力波来对
泄漏进行检测。基于应力波的管道泄漏检测方法灵敏度高等优点，但是在外界的

敲击、撞击等情况下容易将正常管道工况检测为泄漏现象，造成误报。
第五，负压波法，管道的当管道发生泄漏时，由于管道内外的压力差使流体
在泄漏点迅速流失，管内压力下降，产生负压会向管道上下游传播，因此可以根
据上下游压力传感器捕捉到的特定瞬态压力降的波形进行泄漏判断，并根据上下

游压力传感器接收到此压力信号的时延和负压波的传播速度计算出泄漏点。负压
波具有成本低、速度快等优点进而被广泛应用。但是泄漏产生的负压波一种非线
性、非平稳的信号，并且管内传播过程会一定的损耗，另外还伴有各种随机的噪
声，故而要求对负压波的降噪处理需要特殊的降噪的方法，负压波的缺点是对微

小和缓慢泄漏检测不够灵敏。
第六，统计检测法，统计检测法是由 Zhang 提出的一种新型方法，该方法是
基于测量数据统计分析的管道泄漏检测方法。首先需要大量流量与压力实测数据，
然后通过统计学方法建立流量与压力之间的关系，进而通过实时检测采集管道两

端的流量与压力数据，计算出发生泄漏的统计概率。当检测泄漏发生时，通过最
小二乘法进行定位。该方法具有计算简单，无需建立管道数学模型，还可以估算
泄漏量等优点，但是对检测系统硬件资源和数据处理能力要求高。
（二）管道泄漏检测与定位对比与趋势分析

1. 管道检测与定位各类方法对比
在评估各种管道泄漏与定位方法的性能方面，根据美国石油协会（API）
1130 标准，所使用的方法必须灵敏度高、可靠，精确度高稳定性强。第一，灵
敏度是指最小可检测的泄漏率和发生泄漏到检测的泄漏的时间。第二，可靠性是

指系统误报率的占总的比例。第三，精确度是指泄漏定位的长度占整个管道的百
分比。第四，鲁棒性是指在一些非理想或者工况发生改变等情况下，使用的泄漏
检测系统能否正常运行。因此，在对比分析管道泄漏检测方法时可以根据这些指

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