CN104535281A - 基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置及方法 - Google Patents

基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置及方法 Download PDF

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CN104535281A CN201510020154.1A CN201510020154A CN104535281A CN 104535281 A CN104535281 A CN 104535281A CN 201510020154 A CN201510020154 A CN 201510020154A CN 104535281 A CN104535281 A CN 104535281A
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Abstract

本发明公开了一种基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置及方法。检测装置包括模拟测试组件、变送器组、数据采集器、数据传输媒质和监控主机;测试方法分为模拟泄漏测试过程和密闭性测试过程:首先将待测管段进行模拟泄漏测试,记录泄漏率并采集管段的压力和温度数据,其次将压力数据导入到模拟泄漏计算程序,得到相应压力等级下的压降梯度,进而得到计算参数;然后开启密闭性测试程序重新采集管段的压力和温度数据并利用得到的计算参数对管段进行密封性测试,计算压力相关性,求得泄漏率,并与允许泄漏率相比较,若发生泄漏,对管段继续分段进行测试进而找到泄漏点,若不泄漏,测试结束。测试时间短语90分钟,测试精度满足API标准。

Description

基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置及方法
技术领域
本发明涉及一种管道密闭性测试装置及测试方法,属于管道的无损检测技术及管道的安全使用管理、监控和诊断技术领域。
背景技术
根据对国内外现行的管网的密闭性测试装置及方法的调研发现,密闭性测试方法主要集中在长输管道泄漏检测技术诸如负压波法、音波泄漏检测法几个方面,国内外主要的专利有以下几项。
美国专利US6389881公开了一种基于音波法管道泄漏检测和定位方法。该方法通过捕捉由于泄漏引起的音波震荡,并通过波形模式匹配滤波方法排除外界干扰,以降低误报率、增加系统灵敏度。
中国专利CN101761780A公开了一种基于瞬态模型法的管道泄漏检测定位装置及检测定位方法,属于故障诊断与流动安全保障技术领域。检测装置包括传感器组、信号前置处理设备、I/V板、采集卡、稳压电源、工况机;检测方法包括建立管内流体流动的数学模型,在一定边界条件下,利用计算机求解管内流动参数变化,然后将模型计算值与管端的实测值相比较,当实测值与计算值的偏差大于一定范围时,即认为发生了泄漏,并采用压力梯度法进行泄漏定位。本发明是基于瞬态模型而建立起的泄漏检测方法,投资较小,灵敏度高,适应性强,能有效地用于现场输气管道的天然气泄漏检测和泄漏点的检测与定位。
中国专利CN102563361A公开了一种基于常规数据和音波信号的输气管道泄漏检测定位装置及方法。检测装置包括传感器组、现场数据采集处理器、GPS接收器、通信网络、中心数据汇集处理器和监控主机;检测方法为分别采集管线上、下游的音波数据和流量、压力及温度常规数据,利用小波变换对音波数据滤除背景噪音,结合常规数据分别识别音波信号的时域、频域及时频域特征以排除外界干扰,实现泄漏信号特征提取,并采用基于相关分析法和GPS同步时间法的改进定位方法进行泄漏定位,根据音波信号的传播模型给出音波传感器的理论安装距离。常规数据可以与现场SCADA系统建立接口,只需在管线上、下游安装音波传感器,投资较小,设备灵敏度高,适应性强。
中国专利CN202209524U公开了一种基于压力温度分析的机场坪航空燃油管网泄漏检测系统,其特征在于包括:温度传感器,压力传感器,测漏仪,和上位机;其中,温度传感器用于测量管线所在环境的温度,以用于修正环境温度对管道压力的影响,并将该温度值信号通过有线或无线方式传送给测漏仪;压力传感器,用于实时检测管道中的压力变化情况,将压力信号及温度信号转换为电信号,通过有线或无线方式传送给测漏仪,压力传感器,其安装于输送管道上,与声波发生源接触,用于感测声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化的声压,获取精度较高的压力信号;测漏仪,其上运行机坪管网泄漏检测系统;上位机,其是系统的监控终端。
以上专利技术,其核心原理均为采集泄漏产生的声波信号,采用的设备名称不一,但均为检测声波信号在管内引起的压力扰动。以上各专利,在应用于机坪管网的密闭性测试时存在以下问题:
(1)由于机坪管网距离较短且由于加油操作的特殊性,每一次加油都是一次外界干扰,以上专利并未提出有效地干扰排除措施,因此容易引起误报。
(2)以上专利均是在管网处于动态运行时提出的泄漏检测方法,并未对管网静态密闭性测试提出较好的解决办法。
总之,以上专利在对机坪管网的密闭性测试中实用性、可行性、准确性不高,因此本发明提出了一种基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置及方法。
发明内容:
本发明的主要目的是提供一种基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置和方法,以检测和定位机坪管网中航油的泄漏,同时对机坪管网进行定期检测,从而保证管网的密闭性,进而为机坪管网的维护管理提供方案。本发明提出的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置和方法能够满足较高的精度要求,同时能够满足机坪管网测试时间短,测试灵活的要求。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置,包括模拟测试组件、变送器组、数据采集器、数据传输媒质和监控主机;所述的模拟测试组件安装待测管段上,用于待测管段的截断,泄漏的控制以及充压、泄压;所述的变送器组包括两套,在待测管段的两端各安装一套,用于采集待测管截断后的压力和温度数据;所述的数据采集器与变送器组相连,将电信号转化成数字信号并通过数据传输媒质传送到监控主机;在所述的监控主机上安装有用于实时监测并判断待测管段是否发生泄漏的模拟泄漏测试模块和密闭性测试模块。
所述的模拟测试组件包括充压泵、泄压阀、精密截断阀和泄漏阀以及油品回收装置,
所述的充压泵安装在待测管段上,用于待测管段升压,其通过在待测管段上开孔,实现其安装或直接安装于待测管段上的仪表接口处;
所述的泄压阀安装在待测管段上,用于待测管段降压,其通过在待测管段上开孔,实现其安装或直接安装于待测管段上的仪表接口处;
所述的精密截断阀安装于待测管段两端,用于待测管段的截断,保证管段两端密封。
所述的泄漏阀安装在待测管段上,用于模拟泄漏时的泄漏量控制,实现不同泄漏量,其通过在待测管段上开孔,实现其安装或直接安装于待测管段上的仪表接口处;
所述的油品回收装置与泄漏阀和泄压阀相连,一方面可以回收泄压时、泄漏时的油品,另一方面可以计量泄漏量。
所述的变送器组包括压力变送器和温度变送器;所述的压力变送器和温度变送器均安装在待测管段。在待测管段安装两套变送器组,一套作为正常使用,另一套作为备用,也可作为校正使用;压力变送器的安装位置没有固定要求,但尽量在待测管段中间位置处,且采用介入式安装。
所述的数据采集器为数据处理模块,其通过屏蔽线与变送器组相连实现模数转换,且数据传输媒质将数据采集器处理后的数字信号传输至监控主机从而进行数据存储和分析。
所述的数据采集器位于变送器组附近,由于变送器可以远传,也可安装于中控室的机房。
所述的数据传输媒质采用以太网连接数据采集器和监控主机,将数据采集器采集得到的数据传送至监控主机上,从而实现数据通信和同步。
所述的监控主机包括安装有模拟泄漏测试模块和密闭性测试模块,模拟泄漏测试模块和密闭性测试模块包括界面显示、数据存储和数据处理算法,进行远程监测、数据保存、声光报警、历史数据回放﹑参数设置﹑管理权限。
基于压力相关法的机坪管网密闭性测试方法,包括:模拟泄漏测试过程和密闭性测试过程,
步骤1将待测管段进行模拟泄漏测试,记录泄漏率并采集管段的压力和温度数据,其次将数据导入到模拟泄漏模块,得到相应压力等级下的压降梯度,进而得到相关的泄漏参数;
步骤2开启密闭性测试模块,重新采集管段的压力和温度数据并利用步骤1得到的泄漏参数对管段进行密封性测试,计算压力曲线的相关性,判断泄漏是否发生,同时不论泄漏是否发生均求得泄漏率,并与允许泄漏率相比较,若泄漏率大于允许泄漏率虑,则泄漏发生;小于,则相反;若发生泄漏,需采用二分法对管段继续分段进行测试进而找到泄漏点,若不泄漏,测试结束。
具体实现步骤如下:
测试时间充裕时,模拟泄漏测试时分为两个循环,每个循环包括三个阶段;
第一个循环第一个阶段为保持泄漏阀打开处于泄漏,利用精密截断阀将待测管段下游截断,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,利用精密截断阀截断待测管段上游,稳定设定的时间后,利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据,同时记录该段时间内泄漏油品量;
第二个阶段为缓慢开启泄压阀使得待测管段压力降低到500~600kPa,关闭泄压阀,稳定设定的时间后,利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
第三个阶段为开启待测管段上游的截断阀,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,关闭管段上游的截断阀,稳定设定时间后,利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
将上述三个阶段过程循环一次,并记录第一个阶段的泄漏油品量,作为第二次循环;两个循环共采集六组压力数据;变送器组采集得到的数据通过数据采集器、数据传输媒质传送到监控主机上的模拟泄漏测试模块。
在监控主机上模拟泄漏测试模块中手动输入以下参数:待测管道中被测油品的体积弹性系数,管道壁厚,管道内径,管道材料的杨氏模量及泊松比,第一次循环第一阶段泄漏油品量及时间,第二次循环第一阶段泄漏油品量及时间,待测管段长度和参考压力,参考压力取1000kPa;根据采集到的六组压力数据和手动输入的参数在模拟泄漏测试程序中求得相应压力等级下的压降梯度和相关的泄漏参数。
测试时间紧张时,开启备用的变送器组,将第一套变送器组采集得到的数据作为第一次循环采集得到的数据,将第二套变送器组采集得到的数据作为第二次循环采集得到的数据,每个循环采集的过程上面测试时间充裕时的三个阶段一致。
密闭性测试包括三个阶段,
第一个阶段为利用精密截断阀将待测管段下游截断,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,利用精密截断阀截断待测管段上游,稳定设定的时间后利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
第二个阶段为缓慢开启泄压阀使得待测管段压力降低到500~600kPa,关闭泄压阀,稳定设定的时间后利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
第三个阶段为开启待测管段上游的截断阀,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,关闭管段上游的截断阀,稳定设定的时间后利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;变送器组采集得到的数据通过数据采集器、数据传输媒质传送到监控主机上的密闭性测试模块。
监控主机上密闭性测试模块手动输入以下参数:待测管道中被测油品的体积弹性系数,管道壁厚,管道内径,管道材料的杨氏模量及泊松比,待测管段长度和参考压力,参考压力取1000kPa和计算参数值;根据采集到的压力数据和手动输入的参数在密闭性测试模块中求得相应压力等级下的压降梯度,计算压力曲线的相关性判断泄漏是否发生,同时不论泄漏是否发生均求得泄漏率,并与允许泄漏率相比较,若泄漏率大于允许泄漏率虑,从而判断泄漏发生,若发生泄漏,需采用二分法对管段继续分段进行测试进而找到泄漏点,若不泄漏,测试结束。
本发明产生的效果如下:
压力相关法输油管网密闭性测试系统对管道安全高效运行提供了保障。具有可行性高,适用范围广,判断和测算精度高的特点。泄漏率计算公式综合考虑了机场航油的各个物性参数(航油油品的体积弹性系数,管道内径,壁厚,杨氏模量,泊松比等),使得泄漏率的测算更加科学而准确;同时巧妙抵消了温度带来的影响,使得计算更加简洁。本方法更加详实、具体,显示内容丰富、明了,让人一目了然,同时操作方式简单,易学。
附图说明:
图1为本发明基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置示意图。
图2为本发明基于压力相关法的机坪管网密闭性测试方法程序框图。
图1中:1a-精密截断阀,1b-精密截断阀,2a-压力变送器,2b-压力变送器,3a-温度变送器,3b-温度变送器,4a-数据采集器,4b-数据采集器,4c-数据采集器,5a-数据传输媒质,5b-数据传输媒质,5c-数据传输媒质,6-监控主机,7-报告打印机,8-泄漏点示意。
具体实施方式:
为使本发明的目的、技术方案更加清晰明了,下面参照附图对本发明作进一步详细说明。
如附图1所示,一种基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置,包括模拟测试组件、变送器组,数据采集器(4a、4b和4c)、数据传输媒质(5a、5b和5c)和监控主机6。
精密截断阀(1a和1b)用于截断待测管段,与充压泵、泄压阀和泄漏阀以及油品回收装置组成模拟测试组件。
由压力变送器2a和温度变送器3a组成第一套变送器组;压力变送器2b和温度变送器3b组成第二套变送器组。在待测管段的起点安装第一套变送器组,在待测管段的终点安装第二套变送器组。两套变送器组,一套作为正常使用,另一套作为备用,也可作为校正使用,同时模拟泄漏测试时间紧张时,可将第一套变送器组采集得到的数据作为第一次循环采集得到的数据,将第二套变送器组采集得到的数据作为第二次循环采集得到的数据。压力变送器的安装位置没有固定要求,但尽量在待测管段中间位置处,且采用介入式安装。
所述的介入式安装,就是要流体跟传感器接触,与非介入式安装相对,非介入式安装是贴在管壁上的。
数据采集器(4a、4b和4c)即数据处理模块位于变送器组附近,由于变送器可以远传,也可安装于中控室的机房,变送器与数据处理模块通过屏蔽线相连实现模数转换,数据传输媒质(5a、5b和5c)将数据采集器处理后的数字信号传输至监控主机6从而进行数据存储和分析。
数据传输媒质(5a、5b和5c)采用以太网连接数据采集器(4a、4b和4c)和监控主机6,将数据采集器(4a、4b和4c)采集得到的数据传送至监控主机6上的LabView程序,从而实现数据通信和同步。
监控主机6包括以LabView程序为核心的模拟泄漏测试程序和密闭性测试模块,包括以LabView程序为核心的界面显示、数据存储和数据处理算法,进行远程监测、数据保存、声光报警、历史数据回放﹑参数设置﹑管理权限。
图2为基于压力相关法的机坪管网密闭性测试方法的详细流程图。基于压力相关法的机坪管网密闭性测试方法分为模拟泄漏测试过程和密闭性测试过程,首先将待测管段进行模拟泄漏测试,记录泄漏率并采集管段的压力和温度数据,其次将数据导入到模拟泄漏计算程序,得到相应压力等级下的压降梯度,进而得到计算参数;然后开启密闭性测试模块重新采集管段的压力和温度数据并利用得到的计算参数对管段进行密封性测试,计算压力曲线的相关性判断泄漏是否发生,同时不论泄漏是否发生都求得泄漏率,并与允许泄漏率相比较,若泄漏率大于允许泄漏率虑,从而判断泄漏发生,若发生泄漏,需采用二分法对管段继续分段进行测试进而找到泄漏点,若不泄漏,测试结束。具体实现步骤如下:
(1)测试时间充裕时,模拟泄漏测试时分为两个循环,每个循环包括三个阶段。第一个循环第一个阶段为保持泄漏阀打开处于泄漏,利用精密截断阀将待测管段下游截断,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到较高压力等级,一般取900~1000kPa,利用精密截断阀截断待测管段上游,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据,同时记录5分钟内泄漏油品量;第二个阶段为缓慢开启泄压阀使得待测管段压力降低到较低压力等级,一般取500~600kPa,关闭泄压阀,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据;第三个阶段为开启待测管段上游的截断阀,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到较高压力等级,一般取900~1000kPa,关闭管段上游的截断阀,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据;将上述充压、泄压、充压过程循环一次,并记录第一个阶段的泄漏油品量,这是第二次循环,两个循环共采集六组压力数据。变送器组采集得到的数据通过数据采集器、数据传输媒质传送到监控主机上的以LabView程序为核心的模拟泄漏测试程序。
(2)监控主机上以LabView程序为核心的模拟泄漏测试程序还需手动输入以下参数:待测管道中被测油品的体积弹性系数,管道壁厚,管道内径,管道材料的杨氏模量及泊松比,第一次循环第一阶段泄漏油品量及时间,第二次循环第一阶段泄漏油品量及时间,待测管段长度和参考压力,参考压力取1000kPa。根据采集到的六组压力数据和手动输入的参数在模拟泄漏测试程序中求得相应压力等级下的压降梯度和计算参数值。
(3)测试时间紧张时,开启备用的变送器组,可将第一套变送器组采集得到的数据作为第一次循环采集得到的数据,将第二套变送器组采集得到的数据作为第二次循环采集得到的数据。模拟泄漏测试的每一次循环包括三个阶段,第一个阶段为利用精密截断阀将待测管段下游截断,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到较高压力等级,一般取900~1000kPa,利用精密截断阀截断待测管段上游,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据;第二个阶段为缓慢开启泄压阀使得待测管段压力降低到较低压力等级,一般取500~600kPa,关闭泄压阀,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据;第三个阶段为开启待测管段上游的截断阀,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到较高压力等级,一般取900~1000kPa,关闭管段上游的截断阀,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据。两套变送器组共采集六组压力数据。变送器组采集得到的数据通过数据采集器、数据传输媒质传送到监控主机上的以LabView程序为核心的模拟泄漏测试程序。
(4)监控主机上以LabView程序为核心的模拟泄漏测试程序还需手动输入以下参数:待测管道中被测油品的体积弹性系数,管道壁厚,管道内径,管道材料的杨氏模量及泊松比,第一套变送器组第一阶段泄漏油品量及时间,第二套变送器组第一阶段泄漏油品量及时间,待测管段长度和参考压力,参考压力取1000kPa。根据采集到的六组压力数据和手动输入的参数在模拟泄漏测试程序中求得相应压力等级下的压降梯度和计算参数值。
(5)密闭性测试包括三个阶段,第一个阶段为利用精密截断阀将待测管段下游截断,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到较高压力等级,一般取900~1000kPa,利用精密截断阀截断待测管段上游,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据;第二个阶段为缓慢开启泄压阀使得待测管段压力降低到较低压力等级,一般取500~600kPa,关闭泄压阀,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据;第三个阶段为开启待测管段上游的截断阀,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到较高压力等级,一般取900~1000kPa,关闭管段上游的截断阀,稳定10分钟后利用压力变送器和温度变送器采集5分钟的压力、温度数据。变送器组采集得到的数据通过数据采集器、数据传输媒质传送到监控主机上的以LabView程序为核心的密闭性测试模块。
(6)监控主机上以LabView程序为核心的密闭性测试模块还需手动输入以下参数:待测管道中被测油品的体积弹性系数,管道壁厚,管道内径,管道材料的杨氏模量及泊松比,待测管段长度和参考压力,参考压力取1000kPa和计算参数值。根据采集到的压力数据和手动输入的参数在密闭性测试模块中求得相应压力等级下的压降梯度,计算压力曲线的相关性判断泄漏是否发生,同时不论泄漏是否发生都求得泄漏率,并与允许泄漏率相比较,若泄漏率大于允许泄漏率虑,从而判断泄漏发生,若发生泄漏,需采用二分法对管段继续分段进行测试进而找到泄漏点,若不泄漏,测试结束。
(7)模拟泄漏测试算法中计算参数按照以下公式进行求解: LR 1 = 4 Q 1 π D 2 L P r P 1 , LR 2 = 4 Q 2 π D 2 L P r P ′ 1 , 1 / K E = 1 / ( δE D ( 1 - μ / 2 ) ) + 1 / K e ; 其中LR1,LR2分别为第一次、第二次模拟测试时所测得泄漏率,单位为(%管容/h);Q1,Q2分别为第一次、第二次模拟测试时5分钟内回收的油品量,单位为mL;Pr为参考压力,一般取值为1000kPa;ΔP,ΔP'分别为第一次、第二次模拟测试时高压等级的压降,ΔP,ΔP'分别为第一次、第二次模拟测试时低压等级的压降,单位均为kPa;P,P'分别为第一次、第二次模拟测试时高压等级的算术平均值,P,P'别为第一次、第二次模拟测试时低压等级的算术平均值,单位均为kPa;ΔP=k2t,ΔP'=k'2t,P=P2P'=P'2,k1,k2,k3分别为第一次循环第一阶段、第二阶段、第三阶段得到的压力拟合曲线的斜率,k'1,k'2,k'3分别为第二次循环第一阶段、第二阶段、第三阶段得到的压力拟合曲线的斜率,单位均为kPa/h;t为记录泄漏量的时间5分钟,需换算成s;P1,P2,P3分别为第一次循环第一阶段、第二阶段、第三阶段得到的压力值的算术平均值,P'1,P'2,P'3分别为第二次循环第一阶段、第二阶段、第三阶段得到的压力值的算术平均值,单位均为kPa;D为待测管段内径,L为待测管段长度,δ为待测管段壁厚,单位均为m;E为管壁材料的弹性模数,μ为管壁材料的泊松比,Ke为被测油品的体积弹性系数。
(8)密闭性测试算法中泄漏率的计算按照以下公式进行:式中,LR为泄漏率,单位为(%管容/h),a、b为模拟泄漏测试算法中计算得到的计算参数;Pr为参考压力,一般取值为1000kPa;ΔP高压等级的压降,ΔP为低压等级的压降,单位均为kPa;P为高压等级的算术平均值,P为低压等级的算术平均值,单位均为kPa;ΔP=k2t,P=P2,k1,k2,k3分别为密闭性测试第一阶段、第二阶段、第三阶段得到的压力拟合曲线的斜率,单位均为kPa/h;t为记录泄漏量的时间5分钟,需换算成s;P1,P2,P3分别为密闭性测试第一阶段、第二阶段、第三阶段得到的压力值的算术平均值,单位均为kPa;D为待测管段内径,L为待测管段长度,δ为待测管段壁厚,单位均为m;E为管壁材料的弹性模数,μ为管壁材料的泊松比,Ke为被测油品的体积弹性系数。
(9)模拟泄漏测试算法和密闭性测试算法中压降梯度的求解是通过测试所得的压力拟合曲线的斜率与测试时间相乘得到的,其中压力曲线的拟合采用最小二乘法。
(10)最小二乘法压力曲线的拟合一方面可以求得压力拟合曲线的斜率,另一方面可以计算压力拟合曲线的相关性,从而直接判断泄漏,若压力相关性较大,则判定密闭性良好,反之,则泄漏。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置,其特征在于:包括模拟测试组件、变送器组、数据采集器、数据传输媒质和监控主机;所述的模拟测试组件安装待测管段上,用于待测管段的截断,泄漏的控制以及充压、泄压;所述的变送器组包括两套,在待测管段的两端各安装一套,用于采集待测管截断后的压力和温度数据;所述的数据采集器与变送器组相连,将电信号转化成数字信号并通过数据传输媒质传送到监控主机;在所述的监控主机上安装有用于实时监测并判断待测管段是否发生泄漏的模拟泄漏测试模块和密闭性测试模块。
2.如权利要求1所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置,其特征在于:所述的模拟测试组件包括充压泵、泄压阀、精密截断阀和泄漏阀以及油品回收装置;
所述的充压泵安装在待测管段上,用于待测管段升压;
所述的泄压阀安装在待测管段上,用于待测管段降压;
所述的精密截断阀包括两个,安装于待测管段的两端,用于待测管段的截断;
所述的泄漏阀安装在待测管段上,用于模拟泄漏时的泄漏量控制,实现不同泄漏量;
所述的油品回收装置与泄漏阀和泄压阀相连,一方面回收泄压时、泄漏时的油品,另一方面计量泄漏量。
3.如权利要求1所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置,其特征在于:所述的数据采集器为数据处理模块,其通过屏蔽线与变送器组相连实现模数转换,且数据传输媒质将数据采集器处理后的数字信号传输至监控主机从而进行数据存储和分析。
4.如权利要求3所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置,其特征在于:所述的数据传输媒质采用以太网连接数据采集器和监控主机,将数据采集器采集得到的数据传送至监控主机上,从而实现数据通信和同步。
5.利用如权利要求1所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置进行测试的方法,其特征在于,包括模拟泄漏测试方法和密闭性测试方法,
步骤1将待测管段进行模拟泄漏测试,记录泄漏率并采集管段的压力和温度数据,其次将数据导入到模拟泄漏模块,得到相应压力等级下的压降梯度,进而得到相关的泄漏参数;
步骤2开启密闭性测试模块,重新采集管段的压力和温度数据并利用步骤1得到的泄漏参数对管段进行密封性测试,计算压力曲线的相关性,判断泄漏是否发生,同时不论泄漏是否发生均求得泄漏率,并与允许泄漏率相比较,若泄漏率大于允许泄漏率虑,则泄漏发生;小于,则相反;若发生泄漏,需采用二分法对管段继续分段进行测试进而找到泄漏点,若不泄漏,测试结束。
6.利用如权利要求5所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置进行测试的方法,其特征在于,
测试时间充裕时,模拟泄漏测试时分为两个循环,每个循环包括三个阶段;
第一个循环第一个阶段为保持泄漏阀打开处于泄漏,利用精密截断阀将待测管段下游截断,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,利用精密截断阀截断待测管段上游,稳定设定的时间后,利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据,同时记录该段时间内泄漏油品量;
第二个阶段为缓慢开启泄压阀使得待测管段压力降低到500~600kPa,关闭泄压阀,稳定设定的时间后,利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
第三个阶段为开启待测管段上游的截断阀,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,关闭管段上游的截断阀,稳定设定时间后,利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
将上述三个阶段过程循环一次,并记录第一个阶段的泄漏油品量,作为第二次循环;两个循环共采集六组压力数据;变送器组采集得到的数据通过数据采集器、数据传输媒质传送到监控主机上的模拟泄漏测试模块。
7.利用如权利要求6所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置进行测试的方法,其特征在于,
在监控主机上模拟泄漏测试模块中手动输入以下参数:待测管道中被测油品的体积弹性系数,管道壁厚,管道内径,管道材料的杨氏模量及泊松比,第一次循环第一阶段泄漏油品量及时间,第二次循环第一阶段泄漏油品量及时间,待测管段长度和参考压力,参考压力取1000kPa;根据采集到的六组压力数据和手动输入的参数在模拟泄漏测试程序中求得相应压力等级下的压降梯度和相关的泄漏参数。
8.利用如权利要求5所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置进行测试的方法,其特征在于,
测试时间紧张时,开启备用的变送器组,将第一套变送器组采集得到的数据作为第一次循环采集得到的数据,将第二套变送器组采集得到的数据作为第二次循环采集得到的数据,每个循环采集的过程与权利要求6的三个阶段一致。
9.利用如权利要求5所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置进行测试的方法,其特征在于,密闭性测试包括三个阶段:
第一个阶段为利用精密截断阀将待测管段下游截断,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,利用精密截断阀截断待测管段上游,稳定设定的时间后利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
第二个阶段为缓慢开启泄压阀使得待测管段压力降低到500~600kPa,关闭泄压阀,稳定设定的时间后利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;
第三个阶段为开启待测管段上游的截断阀,开启充压泵对待测管段充压,使待测管段压力上升到900~1000kPa,关闭管段上游的截断阀,稳定设定的时间后利用压力变送器和温度变送器采集压力、温度数据;变送器组采集得到的数据通过数据采集器、数据传输媒质传送到监控主机上的密闭性测试模块。
10.利用如权利要求9所述的基于压力相关法的机坪管网密闭性测试装置进行测试的方法,其特征在于,
监控主机上密闭性测试模块手动输入以下参数:待测管道中被测油品的体积弹性系数,管道壁厚,管道内径,管道材料的杨氏模量及泊松比,待测管段长度和参考压力,参考压力取1000kPa和计算参数值;根据采集到的压力数据和手动输入的参数在密闭性测试模块中求得相应压力等级下的压降梯度,计算压力曲线的相关性判断泄漏是否发生,同时不论泄漏是否发生均求得泄漏率,并与允许泄漏率相比较,若泄漏率大于允许泄漏率虑,从而判断泄漏发生,若发生泄漏,需采用二分法对管段继续分段进行测试进而找到泄漏点,若不泄漏,测试结束。
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Assignor: China University of Petroleum (East China)

Contract record no.: X2019370010012

Denomination of invention: Method for testing with airport apron pipe network impermeability testing device based on pressure correlation method

Granted publication date: 20151014

License type: Exclusive License

Record date: 20191111

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