韩国标准科学研究所开发了埋地管道损坏预防和早期检测系统,防止第三方干扰(TPI)和其他威胁造成的管道故障。
TPI是用于输送水、石油、天然气和其他物质的埋地管道损坏的主要原因之一。受损管道的泄漏不仅会导致环境污染,还会带来爆炸、火灾和污水坑等风险。然而,对于管道管理实体提前检测TPI的预防仍然具有挑战性。
KRISS的无损计量小组开发了一种实时监测系统,可以在埋地管道损坏之前识别实际的损坏活动。当TPI或其他威胁对管道周围产生严重影响时,系统会将其识别为风险并发出早期警告以防止发生事故。
核心技术基于对冲击管道时传播的弹性波的精确测量和分析模型。该系统在管道沿线有一对相距数百米的传感器,可以实时监测传感器之间的冲击信号。
这可以立即计算撞击的时间和位置,类似于地震中心检测振动并使用地震波的到达时间定位地震源位置。
传感器可以轻松连接到埋地管道中暴露的可触及部件,例如阀室或沙井。此外,该系统结合了精确的分析算法,可以有效减少和过滤掉不必要的信号,例如来自周围环境的噪音:交通、日常生活噪音等。
研究团队进行了大量的现场实验,以验证该系统在韩国长达数公里的真实埋地管道中的实际适用性。
结果表明,系统成功检测到约20kN的冲击力,准确度超过95%。鉴于造成管道损坏的典型力通常在数百kN或更大范围内,该系统适合用于管道损坏事件的预防和预警。
埋地管道的传统监测技术通常只关注损坏发生后的泄漏检测。因此,KRISS的这一成就代表了世界上第一个长距离管道损坏早期检测系统。研究团队完成了向韩国公司的技术转让,并在美国和欧洲提交了专利申请。
该新型系统不仅可以应用于输水管道,还可以应用于各种类型的管道,包括油气输送和供热管道。它可用于智能监控系统,对埋地管道的异常情况进行在线检测和管理。
无损计量组首席研究员Dong-JinYoon博士表示:“尽管管道破裂存在重大事故和人员伤亡的严重风险,但我们仍不得不依赖举报人的泄漏报告。这项技术将有助于公共安全和节省社会成本。”