管道输送在促进国民经济发展上起着不可或缺的作用。在输送过程中,由于管道内、外部因素的作用以及施工等情况,泄漏事件时有发生。轻则带来经济损失,重则给管道周围生活人员的生命安全带来威胁,甚至导致生态环境遭到破坏。油港的输油管道作为连接码头与储罐的纽带,承担着油品转存和输送的任务,在日常工作中需完成各类油品的输送,这些油品或多或少含有一定的腐蚀介质,特别是成品油及危化品管道,在长时间输送这些介质的环境下,管道内壁将受到一定的腐蚀作用,严重时将出现穿孔造成泄漏。这种由于管道腐蚀造成的泄漏往往是缓慢的且泄漏量是极小的,油港目前的气体浓度监测仪等管道运行安全监测技术还不能满足相应的要求。因此,针对油港输油管网运输过程中亟待解决的微小泄漏检测这一难题,开展对微小泄漏检测及泄漏量的估算方面的研究是非常必要且十分有意义的。论文以油港输油管道为背景,对微小泄漏事件检测的必要性进行了分析。以管道老化、腐蚀带来的微小泄漏为研究对象,选用基于应力-应变分析的泄漏检测方法,对该方法在输油管道微小泄漏检测及泄漏量估计上的可行性进行了理论推导与仿真模拟分析。在此基础上,结合灵敏度高的电测法,搭建并实现了管道泄漏检测试验平台,设计试验对仿真结果进行了验证和对比。在实际试验应用中,发现试验结果与仿真模拟结果具有很好的一致性,说明管壁应力-应变状态可以有效的反映管道流体的泄漏状态以及泄漏量的大小。并且该方法具有稳定性好、易维护以及检测灵敏度高等优点,使得其可作为油港输油管道进行微小泄漏检测的一种选择,达到对管道安全运行进行监测的目的。论文主要开展了以下方面的研究:(1)以管道流体在管路运行中的运动方程和连续性方程为切入点,推导了含有泄漏小孔的液体管道的小孔泄漏量及泄漏速率的计算模型。依据含有泄漏小孔管道受到流体内部挤压的应力形式,分析得到管路初始运行压力与泄漏小孔面积是影响管路泄漏量以及管壁应力状态的主要因素,提出基于管壁应力-应变分析的输油管道微小泄漏检测的方法。(2)选用与实际试验管段一致的管道模型及边界条件,用水代替油品在ANSYS中进行管道微小泄漏的仿真模拟。定量分析了在管路初始运行压力分别为0.1 MPa、0.2 MPa、0.3 MPa和0.4 MPa下,泄漏小孔从0.6 mm以每0.2 mm间隔增加到2 mm过程中,小孔泄漏量以及管壁监测点上的应力值的变化规律以及二者之间的相互反映关系。仿真结果显示,管路产生的泄漏量越大,监测点应力较泄漏前的变化幅度就越大。可通过监测管壁上的应力值或应力变化幅度来对管道是否发生泄漏做出判断并对泄漏量进行初步估算。(3)应用仿真分析结果,从试验对比的角度出发,选定电测法为试验中检测管壁应力-应变的方法,设计并搭建了管道小孔泄漏检测试验的平台。在该试验平台上,能够控制不同的管路初始运行压力和不同的泄漏孔径工况,完成各泄漏工况下的小孔泄漏量及管壁监测点应力值的检测,并对获取的多组试验数据结果进行整理换算和统计分析,对管道的泄漏状态进行判定。(4)应用正交试验设计方法,确定管道小孔泄漏检测试验的试验方案。通过试验数据结果分析,得到了与仿真模拟分析一致的结论,即管壁所受应力状态可以来反映管道内部流体的运动状态,证实了基于应力-应变分析的泄漏检测方法的可行性。