在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，管道運(yùn)輸已成為社會(huì)進(jìn)步不可或缺的一環(huán)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、生產(chǎn)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民日常生活中。隨著石油和天然氣產(chǎn)量和需求量的劇增，管道運(yùn)輸已成為陸上油氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，以其運(yùn)量大、占地小、封閉運(yùn)輸損耗低等優(yōu)越性而成為首選。管道是石油工業(yè)的命脈，所有的石油產(chǎn)品至少要經(jīng)過(guò)一次管道輸送，通常經(jīng)過(guò)多次輸送。同時(shí)天然氣、自來(lái)水管道等也已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，但隨著城市管線的增多，管齡的增長(zhǎng)，由于施工缺陷、管線腐蝕老化和人為破壞的存在，泄漏事故頻頻發(fā)生，給人們的生命財(cái)產(chǎn)和生存環(huán)境造成了巨大的威脅。
2013年11月22日，位于山東省青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的中石化東黃輸油管道發(fā)生泄漏爆炸特別重大事故，造成62 人不幸遇難，多條市政道路不同程度損毀。該管道年運(yùn)輸油1000萬(wàn)噸 ，1986年7月投產(chǎn)，管道的腐蝕老化埋下了一顆定時(shí)炸彈。2012年3月27日，秦京輸油管道在北京通州張采路附近破裂，泄漏的原油在路邊的河溝中蔓延300余米。被污染的土壤將由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行焚燒后回填，對(duì)環(huán)境造成無(wú)法彌補(bǔ)的破壞。2009年12月30日凌晨，蘭鄭長(zhǎng)渭南支線成品油輸油管道發(fā)生泄漏事故，造成100余方柴油外泄，以至赤水河、渭河及黃河遭到污染。長(zhǎng)距離輸油(氣)管道一個(gè)復(fù)雜的工程系統(tǒng),它的安全運(yùn)行與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市居民生活用氣息息相關(guān)。
在突發(fā)的事故背后，暴漏出了種種安全隱患。管道均在高壓狀況下輸送單相或多相液氣態(tài)物質(zhì)，加上管道自身的老化腐蝕，接口破損和連接不緊密，以及其他機(jī)械振動(dòng)或人為破壞等原因，發(fā)生破損和泄漏的事故時(shí)有發(fā)生。泄漏后如果檢測(cè)定位和維修不及時(shí)，將會(huì)造成重大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，甚至人身傷亡事故，還會(huì)造成環(huán)境的污染?？梢?jiàn)，管道泄漏監(jiān)測(cè)及定位是一項(xiàng)具有重大經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的工作。
腐蝕缺陷造成的失效是既有埋地管道最主要的破壞方式之一。由于受輸送介質(zhì)和外界復(fù)雜環(huán)境影響，管道常常發(fā)生沖刷腐蝕和化學(xué)腐蝕。腐蝕的產(chǎn)生，一方面造成壓力管道受載面積減小，使得管道承載能力下降，從而增大了管道腐蝕檢測(cè)、維修費(fèi)用，降低了管道的維修和更換周期；另一方面，在載荷作用下，在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，削弱管道抗疲勞載荷的能力。研究腐蝕缺陷對(duì)埋地管道安全輸送的影響以及腐蝕引起的泄漏已成為埋地管道安全運(yùn)行所關(guān)注的課題。
現(xiàn)有的管道監(jiān)測(cè)方法
現(xiàn)有的管道檢測(cè)法主要是把智能檢測(cè)器置于管道內(nèi), 在輸送介質(zhì)的推動(dòng)下, 完成管道內(nèi)、外腐蝕缺陷的檢測(cè)。檢測(cè)技術(shù)主要有漏磁檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法和超聲波檢測(cè)法等。檢測(cè)原理均為測(cè)量壁厚變化從而得到管道的腐蝕發(fā)展?fàn)顩r。其中，超聲波檢測(cè)法由于其精度高，可以直接量化壁厚測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)外較有名的檢測(cè)公司有美國(guó)的GE OIL&GAS PⅡ、英國(guó)的British Gas、德國(guó)的Pipetronix、加拿大的Corrpro等公司，其管內(nèi)檢測(cè)產(chǎn)品已基本達(dá)到系列化。
利用現(xiàn)有常規(guī)的管內(nèi)管外檢測(cè)方法對(duì)埋地管道進(jìn)行定期檢測(cè)，雖然能夠提高埋地管道的安全性，但仍有許多不足之處，最突出的缺陷不能對(duì)埋地管道運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，管道在兩次檢測(cè)間是否安全只能根據(jù)上次檢測(cè)結(jié)果預(yù)估，但這種預(yù)估常常由于管道運(yùn)行期間受許多不確定因素影響而出現(xiàn)很大誤差，難以完全保證埋地管道安全，這就為埋地管道破壞留下了隱患。而且隨著長(zhǎng)距離埋地管道應(yīng)用越來(lái)越多，利用現(xiàn)有這些檢測(cè)方法檢測(cè)埋地管道，檢測(cè)一次將花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，效率很低，因此需要研究開(kāi)發(fā)新型管道腐蝕和泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)。
光纖傳感器是近年來(lái)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，隨著光纖傳感技術(shù)在軍事、航空、橋梁等領(lǐng)域安全監(jiān)測(cè)中成功應(yīng)用，光纖傳感技術(shù)也被引入到埋地管道監(jiān)測(cè)中。光纖傳感具有體積小、重量輕、電絕緣性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好、頻帶寬、靈敏度高、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離多通道的遙測(cè)與控制等諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠克服目前常規(guī)檢測(cè)方法只能對(duì)埋地管道進(jìn)行定期檢測(cè)的不足，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)埋地管道安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
