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Esta postagem foi editada pela última vez por yinkuilin6868 em 14/12/2015 10:13 1 Classificação da tecnologia de detecção Pode-se dizer que a pesquisa atual sobre detecção de vazamentos em gasodutos no mundo é muito avançada. Existem vários métodos de detecção, que podem ser divididos em duas categorias: detecção direta de vazamentos e detecção indireta de vazamentos. A detecção direta de vazamentos refere-se ao uso de inspeções manuais ou instrumentos portáteis para responder diretamente a vazamentos na tubulação. É usado principalmente para detectar pequenos vazamentos em tubulações e pode ser detectado tanto em condições de funcionamento quanto de inatividade da tubulação. A detecção indireta de vazamentos refere-se à detecção de vazamentos em tubulações por meio de parâmetros físicos e relações de equilíbrio de materiais, como ondas sonoras, ondas de pressão, correntes parasitas e taxas de fluxo na tubulação. As técnicas convencionais de detecção de vazamentos incluem: Método de detecção de tecnologia de imagem Schlieren, método de detecção de rastreamento inteligente, tecnologia de sensor olfativo, método de detecção de gás, radar de penetração no solo, tecnologia de detecção de ondas de estresse, método de fluxo ou equilíbrio de massa, método estatístico de detecção de vazamento, método de análise de modelo dinâmico, etc. A maioria desses métodos de detecção de vazamentos em gasodutos apresenta problemas como precisão de inspeção insuficiente e fraca capacidade de detecção de pequenos vazamentos. 2 Nova Tecnologia de Detecção de Vazamento 2.1 Tecnologia de Detecção de Vazamento por Imagem Infravermelha Quando um gasoduto vaza, isso causa mudanças na temperatura do solo circundante. A tecnologia de imagem infravermelha utiliza esse fenômeno para detectar se ocorreu um vazamento, comparando-o com a temperatura normal do solo. Esta tecnologia foi inventada pela empresa americana OILTON. O método específico é usar um helicóptero equipado com uma sofisticada câmera infravermelha para voar ao longo do gasoduto, registrar o efeito irregular da radiação geotérmica ao redor do gasoduto e usar análise e detecção espectral para determinar se ocorreu um vazamento no gasoduto e determinar a localização específica do vazamento. A antiga União Soviética utilizou analisadores laser de longo alcance desenvolvidos nos Estados Unidos para serem carregados em helicópteros e transportados ao longo de gasodutos. Nuvens de gás com tamanho de vários metros e uma fração volumétrica de etano de apenas um por cento foram detectadas com sucesso. Essa tecnologia tem as vantagens de rápida velocidade de detecção, amplo alcance de detecção e alta precisão, mas ainda apresenta certas dificuldades na detecção de dutos profundamente enterrados. De acordo com dados relevantes, quando a altitude de voo da aeronave é de 300m, a profundidade enterrada do gasoduto deve estar dentro de 6m, e este método não pode detectar continuamente o gasoduto. 2.2 Tecnologia de detecção de vazamento por ondas de pressão negativa Nos últimos anos, o método de detecção de ondas de pressão negativa é um método de detecção de vazamento em dutos que tem atraído muita atenção internacionalmente. Seu princípio é que quando ocorre um vazamento de gás, a densidade do gás ao redor do ponto de vazamento na tubulação é relativamente reduzida, resultando em uma queda repentina de pressão. E como o gás é contínuo, ele cria uma diferença de pressão em torno do ponto de vazamento. Essa diferença de pressão faz com que o gás de alta pressão a montante e a jusante flua em direção ao gás de baixa pressão no ponto de vazamento, formando uma onda de pressão centrada no ponto de vazamento, que é chamada de onda de pressão negativa em mecânica. Devido ao efeito de guia de onda da parede do tubo, a onda de pressão negativa atenua menos durante a propagação, podendo propagar-se por longas distâncias. Usando sensores de pressão instalados em ambas as extremidades da tubulação, o sinal de flutuação de pressão pode ser detectado e a localização específica do vazamento na tubulação pode ser determinada com base na diferença de tempo entre as ondas de pressão negativa recebidas em ambas as extremidades. A vantagem de usar ondas de pressão negativa para detectar vazamentos em tubulações é que elas possuem alta precisão de posicionamento e rápida velocidade de resposta. A desvantagem é que é difícil detectar pequenos vazamentos e requer uma grande quantidade de vazamentos na tubulação para serem detectados. Devido às complexas condições de trabalho dos gasodutos, os sensores de pressão são frequentemente interferidos por vários sinais, resultando em uma diminuição na precisão da detecção. 2.3 Tecnologia de detecção de vazamento de fluxo magnético Vazamento de fluxo magnético significa que quando a tubulação é magnetizada por um campo magnético externo, se a tubulação estiver intacta, as linhas do campo magnético serão distribuídas uniformemente na tubulação. Quando há um defeito na parede interna ou externa da tubulação, as linhas do campo magnético serão deformadas e algumas das linhas do campo magnético penetrarão na parede do tubo para produzir vazamento de fluxo magnético. A tecnologia de detecção de vazamento de fluxo magnético detecta vazamento de campo magnético através de uma sonda próxima à parede do tubo e, em seguida, registra o sinal de indução detectado na memória do detector após filtragem, amplificação, conversão analógico-digital, etc., e finalmente usa análise e processamento de software para determinar se há defeitos. Atualmente, o método de detecção de vazamento de fluxo magnético é reconhecido no país e no exterior como um dos métodos mais completos de detecção de dutos. Ele pode não apenas detectar vazamentos em tubulações, mas também detectar o grau de corrosão das tubulações, fornecendo uma base para a manutenção das tubulações. * * Reduz a cegueira na manutenção de tubulações e economiza dinheiro. 2.4 Tecnologia distribuída de detecção de vazamento de fibra óptica A tecnologia de detecção de fibra óptica atraiu a atenção das pessoas na década de 1970 com o rápido desenvolvimento das comunicações de fibra óptica. A tecnologia de detecção de vazamento de fibra óptica depende principalmente das mudanças na distribuição da luz retroespalhada da fibra óptica para analisar e detectar as mudanças medidas na distribuição, como tensão e temperatura ao redor da fibra óptica. A luz retroespalhada é ainda dividida em luz espalhada elástica e luz espalhada inelástica. A luz espalhada elástica inclui a luz espalhada Rayleigh, e a luz espalhada inelástica inclui a luz espalhada Raman e a luz espalhada Brillouin. Uma variedade de sensores pode ser desenvolvida usando as diferentes propriedades da luz espalhada. Por exemplo: Sensores OTDR desenvolvidos usando espalhamento Rayleigh traseiro, sensores B-OTDR e B-OTDA desenvolvidos usando espalhamento Brillouin, R-OTDR desenvolvidos usando espalhamento Raman, etc. O sensor FBG é um novo tipo de dispositivo passivo totalmente em fibra desenvolvido na década de 1990. Pode realizar monitoramento online de gasodutos de gás natural. Esta tecnologia de detecção usa principalmente modulação de ondas longas para evitar problemas como a influência da intensidade da luz e o desfoque das medições de fase de detecção de fibra óptica do tipo interferência. Aproveitando as características da rede de fibra quase distribuída adequada para detecção em larga escala, um cabo óptico pode ser colocado ao longo do gasoduto e o FBG pode ser usado como sensor para obter o sinal de deformação ao longo do gasoduto de gás natural. Através da análise e processamento do sinal obtido, é possível detectar a localização do vazamento do gasoduto. A vantagem da detecção distribuída de vazamentos em fibra óptica é que qualquer ponto na fibra sensora tem capacidade de detecção e informações contínuas podem ser obtidas. Ele pode localizar o local do vazamento com alta precisão de posicionamento. A distância de detecção é longa e possui alta sensibilidade. Embora a detecção distribuída de vazamento de fibra óptica tenha muitas vantagens, ainda existem alguns problemas que precisam ser resolvidos. (1), a influência da pressão do sinal acústico no ponto de vazamento na luz (2), a sensibilidade da fibra óptica ao sinal acústico (3), o problema de envelhecimento do material de revestimento de fibra óptica (4), o problema do algoritmo de processamento de sinal de detecção (5), o problema da perda de intensidade de luz no caminho óptico. Actualmente, a investigação do meu país sobre tecnologia de detecção de fugas de fibra óptica ainda está numa fase inicial, e a maioria das fugas em gasodutos são pequenas fugas. Pode-se dizer que a tecnologia OTDR é impotente contra esses pequenos vazamentos. Além disso, no caso de uma gama tão ampla de cobertura de fibra óptica, o envelhecimento dos materiais, bem como a vida útil e o custo, etc., devem ser totalmente considerados. Portanto, a tecnologia distribuída de detecção de fibra óptica ainda tem muito espaço para desenvolvimento. 2.5 Tecnologia de detecção de vazamento do sensor olfativo A tecnologia do sensor olfativo usa a reação do sensor aos componentes químicos do gás natural para emitir um sinal e analisa se o gasoduto está vazando calculando e processando o sinal obtido. Ao colocar sensores olfativos no gasoduto a uma certa distância para formar uma rede de sensores, o gasoduto pode ser monitorado em tempo real. Quando houver um vazamento de gás, o sensor responderá. No entanto, a investigação actual sobre esta tecnologia ainda está na sua infância, e ainda é uma tecnologia imatura, pelo que ainda não foi aplicada na produção. 2.6 Tecnologia inteligente de detecção de vazamento de camada anticorrosiva O método inteligente de camada anticorrosiva refere-se à adição de um circuito de detecção antifurto à camada anticorrosiva do gasoduto. Se ocorrer um vazamento, a camada anticorrosiva será destruída. Se a camada anticorrosiva está completa pode ser refletida pelo valor de resistência do circuito. As vantagens deste método de detecção são: (1) Alta sensibilidade, (2) Alta precisão de posicionamento, (3) Baixos custos de transmissão e detecção, (4) O sistema é fácil de recuperar. A desvantagem é: (1) Este método de detecção é muito afetado pelo meio ambiente. Mudanças na temperatura e na umidade podem afetar mudanças na resistividade e causar alarmes falsos. (2) A instalação do sistema exige custos mais elevados. 2.7 Tecnologia de detecção de vazamentos baseada em ondas acústicas em tubulações Nos últimos anos, as ondas acústicas tornaram-se um tema quente no campo da detecção de vazamentos em tubulações devido às suas características de sinal únicas. A pesquisa mostrou que o sinal característico de baixa frequência gerado pelo vazamento na tubulação pode se propagar por longas distâncias na tubulação, e suas características de sinal são diferentes daquelas geradas por distúrbios nas condições de trabalho. Já na década de 1990, Jolly et al. usou ondas sonoras para detectar vazamentos em tubulações. Huake e outros desenvolveram um sistema de detecção e posicionamento de vazamentos em gasodutos baseado em ondas sonoras em 2009 e alcançaram bons resultados de detecção. O princípio da detecção de vazamentos com base em ondas sonoras em tubulações é: Os sinais de ondas sonoras coletados pelos sensores de ondas sonoras instalados a montante e a jusante da tubulação são usados para determinar se ocorreu vazamento na tubulação por meio de análise específica das características do sinal. Este método demonstrou em experimentos ter boa precisão de posicionamento, uma solução simples e pode detectar pequenos vazamentos. No entanto, no ambiente de trabalho no local, devido ao ruído alto, ainda terá um impacto na precisão da detecção, e o efeito de detecção para tubulações longas não é muito bom, por isso não tem sido amplamente utilizado no campo. 2.8 Tecnologia de detecção de vazamento por imagem de gás O princípio do método de imagem de gás utiliza a dificuldade de gerar imagens de gás sob tecnologia óptica para determinar se uma tubulação está vazando. Esta tecnologia pode detectar vazamentos não apenas em gasodutos acima do solo, mas também em gasodutos subterrâneos. 2.9 A tecnologia de detecção de vazamento de imagem em campo foi originalmente chamada de método de assinatura de campo, ou FSM, abreviadamente.] . Essa tecnologia pode não apenas detectar vazamentos em tubulações, mas também detectar o grau de corrosão e se pequenos danos, como rachaduras, ocorrem antes do vazamento da tubulação. O princípio é que quando a corrente flui para dentro de um tubo, ela exibe um campo elétrico que possui uma "impressão digital" única do campo elétrico, que é a chamada imagem de campo. De acordo com as alterações detectadas na impressão digital do campo elétrico, são avaliados os danos e vazamentos da tubulação. Essa tecnologia pode detectar o grau de corrosão de dutos, tem as vantagens de alta sensibilidade e grande cobertura e é adequada para a detecção de gasodutos longos. 3 Conclusão Com a redução gradual das reservas mundiais de petróleo e o aumento gradual da procura de energia por parte das pessoas, o gás natural tornar-se-á inevitavelmente a principal fonte de energia no futuro. A detecção de vazamentos em dutos de transporte de gás natural é particularmente importante. Com o avanço e o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, os futuros métodos de detecção de vazamentos se tornarão mais baseados em inteligência artificial, e a demanda pela sensibilidade dos equipamentos também se tornará cada vez maior. O uso combinado de múltiplas soluções de detecção compensará as deficiências de uma única solução e tornará a tecnologia de detecção de vazamentos em dutos mais completa. A detecção e localização de pequenos vazamentos em gasodutos de longa distância ainda são foco de pesquisas futuras. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, um grande número de novas tecnologias são aplicadas na detecção de vazamentos em gasodutos, o que certamente acrescentará nova vitalidade à pesquisa sobre vazamentos em gasodutos.