地下供热管道漏点检测方法

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        如今城市供热管网的建设经常采用直埋敷设方式,当直埋敷设的供热管道出现泄漏时,由于管道埋深、直埋管结构、漏点区域环境嘈杂、管线走向、测漏人员的检测技术及经验等因素,  通过单一的检测仪器有时并不能对漏点进行快速准确的定位。本文总结了供热管线泄漏的主要原因,并重点对直埋管线施工过程中对预警线的破坏情况进行论述。对常用的漏点定位方法进行介绍,重点阐述相关仪和听漏仪 定位漏点的原理和实际使用过程中的优缺点。 结合目前的直埋供热管线实际运行情况与设备及人员状况,阐明做好管线漏点检测工作应采取的措施。

 

1 引言

        供热管线由于各种原因而发生泄漏,是制约供热管网安全运行的一大难题,  每年由于泄漏造成的经济损失是非常严重的。 热力管线的泄漏不仅影响用户的用热需求,  对道路建筑设施、  管道运行人员及泄漏点周边的人员安全都会带来威胁。及时寻找到漏水点,对漏水区域进行修复是极为重要的,但快速定位漏点因各方面因素的影响,  实施起来有诸多难点。

 

        随着北京市集中供热事业的发展,供热管道除在个别厂区内采用架空敷设外,其他均采用地下管沟敷设和直埋敷设方式。有沟敷设分为通行地沟、半通行地沟和不通行沟。对于通行沟和半通行沟,当管道出现漏点时运行检查人员在保证安全的情况下可以进入沟内查找漏点。 对于不通行沟和直埋敷设管线,无法通过运行检察人员直接找到泄漏部位。直埋管线在使用过程中,反映出了比管沟敷设更难监测和快速定位漏点方面的弊端。主要体现在直埋敷设方式管道长期埋于地下,运行人员无法对其工作状态进行直观监测,管线出现自身焊口等薄弱处泄漏,保温外层由于热膨胀摩擦破坏了内部保温层和保温壳,热水长时间的浸泡腐蚀造成内部钢管发生泄漏,不能及时发现,导致漏水点区域出现地面涮空、坍塌及管道位移等情况;较之有沟敷设更容易造成重大经济损失及人身安全的威胁。为尽早发现泄漏,需要利用管道漏点检测设备查找管道泄漏点。 目前比较行之有效的方法是相关仪测漏法和听漏仪直接听漏法。 此两种方法对漏点进行检测定位的原理不同,在实际使用中具有各自的优缺点。本文首先对造成地下管线泄漏的原因进行分析, 其次对漏点检测方法进行介绍, 最后结合实际情况说明为做好管线漏点定位工作可以采取的措施。

 

2  造成地下供热管线泄漏的主要原因

(1)管网运行年限长,年久失修,供热管道的内部腐蚀减薄;

(2)土建结构局部防水失效,进而导致外来水流入,腐蚀管道、设备。外来水主要包括:管线周边绿地水、雨水、马路冲刷作业、污水或自来水管道泄漏

(3)焊接质量不过关。 管道焊缝有夹渣、 气孔或焊缝不均匀等焊接缺陷;

(4)在市政建设工程或房屋建筑施工中,时有出现施工方未与我单位取得联系,在未进行图纸查阅或现场勘察的情况下,野蛮施工造成误砸、误挖热力管线,导致热力管线管道设备断裂、变形,影响正常供热;

(5)  对于直埋管线主要是由于保温接口不严密,外来水渗入直埋管线保温内,造成直埋管线腐蚀漏水;

(6)施工单位在对直埋管线施工时,未按照相关规程操作,致使施工质量不达标。主要包括以下几方面: 直埋管线末端未做收缩端帽,导致管道腐蚀漏水;直埋管线接口处未做收缩带,或未按规定进行发泡处理,造成防水失效,管道腐蚀漏水;直埋管线在穿墙处未做柔性穿墙管,造成直埋管穿墙处腐蚀漏水;直埋管线未按标准回填砂,土中硬物对直埋管道保温外壳造成破坏等。

 

3    地下供热管线泄漏检测的方法

        以上几种地下管道泄漏情况,  除外力造成管道泄漏及通行沟敷设方式和小室内泄漏外,其它情况均无法直观看到管道泄漏点,只能通过特殊的仪器设备对漏点进行检测,目前漏点检测主要有两种方法: 相关检漏法和听漏仪法。

3.1    相关检漏法的原理及特点

3.1.1    相关仪漏点位置确定原理

        一套完整的相关仪主要是由传感器  (又称探头)、发射机、无线接收机、主机(笔记本电脑)、软件构成。相关仪工作原理为:当管道存在漏水时,在泄漏处会产生漏水声波,并沿 管道传播,当把探头放在管道或管道连接件的不同位置时,探头自动记录漏水声波信号, 然后下载到计算机内,相关软件可计算出由漏口产生的漏水声波传播到不同探头的时间差Td, 只要给定两个探头之间管道的实际长度D和声波在该管道的传播速度V,漏水点的位置Lx 就可按下式计算:

其中:Lx—漏点距传感器A的距离,m;

D—相关距离(两个传感器之间的管道长度),m;

V—声波在管道中的传播速度,m/s;

Td —漏水声波到达两个传感器的延迟时间,ms;

La=Lx,m;Lb=Lx+V×Td,m

                              图 1     相关仪漏点位置确定原理

 

3.1.2    相关仪检漏法的优点及限制条件

        相关仪检漏法是世界上应用最多的先进、有效的一种精确确定漏点的检漏方法。特别适用于环境干扰噪声大、管道埋深大或不适宜用地面听漏法的区域。用相关仪可快速准确地测出地下管道漏水点的准确位置。

                                  图 2     多探头相关仪

其主要优点有:

(1)集预定位和精确定位于一体,只需一次测试就可完成区域泄漏普查和漏点精确定位;

(2)人性化设计,短时室外操作,预定位与精定位均可室内进行,避免了在炎热的夏天和冷酷的寒冬长时间的室外工作;

(3)由于有强大的软件支持,可反复验证检测结果。

 

 

同时,相关仪也存在如下缺点:

(1)信号屏蔽问题。由于某些特殊地域有信号屏蔽设备,造成相关仪在现场无法采集相关数据,即使通过延时采集法都无法接收到信号源,所以特殊地段区域的信号屏蔽造成无法使用相关仪进行数据采集;这种条件下只可人工回收探头,让主机载坞中与电脑连接直接进行现场分析。

(2)信号衰减问题。 由于管径过大,管道两边A、B探头之间的距离过长对漏水声波信号扩散衰减,较大的管道或对声波信号吸收衰减较大的管道附件,如:套筒所填充的密封材料及波纹管等,往往传感器接收不到漏水声波信号,致使无法采集到相关数据;

(3)不同声效的干扰。由于相关仪检测时一端探头接近热力站,站内如果不停泵的情况下, 补水泵及循环泵等产生的噪音同样影响相关仪的数据采集,造成检测结果总是在某个探头之外。同时,在检测的管道上如果有分支经过检测区域,分支所分流出去的持续声波同样也影响着数据的采集;

(4) 要有明显的探头接触点。 相关仪有红、蓝两个探头,探头必须要与管壁裸露部分紧密连接,如有保温层,必须要将保温层打开,将探头直接吸在管壁裸露部分才能实现采集数据,  这就需要有两个可接触到管壁的小室。

 

3.2    听漏仪的原理及特点

3.2.1     听漏仪的原理

        听漏仪是根据漏水声音的传播特性对漏水信号进行采集放大进而判断出管线上方哪里的声音最强,则漏点可能就出现在哪里。模拟型电路的听漏仪一般都需要检测人员自己判断哪里的信号最强,数字型电路的听漏仪常附加有数字或图形的方式标识出哪里的信号最强,操作使用更加方便。

3.2.2     听漏仪的使用特点及限制条件

                          

                                    图 3   听漏仪漏点定位原理

       听漏仪的操作使用比较简单方便,但由于电子听漏仪是在地面捕捉漏水声,因此容易受土壤和路面的声学性质影响,并且现代城市的各种强烈的噪音也对这类仪器造成很大的干扰。因此,此设备往往夜间使用较多。在实际检测中由于各种原因,漏点上方信号并非最强的情况也时有发生,这需要检测人员根据实际情况进行分析才可确定,因而要求检测人员具备一定的经验才能准确地进行漏点定位。只有丰富经验的检测人员才能通过听漏仪所反映的声波强弱, 快速准确地找到管道的漏点,而没有经过培训及积累实际工作的检测人员均达不到迅速找出漏点的能力。

       听漏仪使用时一般要求管线埋设不可太深,管线上方的土质应密实,声音传导特性要好,并且没有障碍管沟覆盖。但现在有沟敷设方式有时埋深往往在十几米,甚至二十几米,并且伴有盖板等设施,听漏仪在这种情况下 往往无法听到泄漏声源。由于直埋预制保温管在发生管道泄漏的时候,漏水点发出的漏水声音被保温材料及保护壳挡住, 在使用听漏仪时,极大地影响到了声波传输,造成无法准确判断漏水点。

4    有效快速定位漏点的措施

        综合上述,现有的检测设备对于地下供 热管线泄漏点的快速定位,到目前为止还是一个需要攻克的难题。因为有沟敷设方式、埋深及遮挡,直埋管线结构的特殊性,到目前为止能够通过检测仪器在泄漏的地下供热管道上检测漏点,受到地域、环境、人员经验、埋深、障碍物及漏点大小等情况的影响,有时还是会出现误判或无法检测的情况。为保证能快速定位地下供热管道泄漏点,确保抢修进度,现提出如下解决措施:

4.1    配备先进专业的检测工具

        在地下供热管线检测漏点时应补充相应的检测仪器配合使用,如相关仪、数字型屏噪听漏仪、红外热像仪、寻管仪等先进设备。各种 仪器综合使用可以提高检测的准确性。

(1)红外热像仪

        红外热像仪是一种新型的光电探测设备,可将被测目标表面的热信息可视化,快速定位故障,并且在专业的分析软件的帮助下, 可进行分析。 红外热像仪快速,直观、有效地查供热管线发生泄漏部位,在听漏仪及相关仪无法实现检测,或配合相关仪及听漏仪的情况下,红外热像仪将是检测地下管道泄漏的又一种新方法。

(2)寻管仪

        寻管仪能在不破坏地面覆土的情况下,快速准确地探测出地下自来水管道、金属管道、电缆等的位置、走向、深度及钢质管道防腐层破损点的位置和大小。当地下管道发生泄漏的时候,会出现不清楚小室走向及距离的问题,没有准确的走向及距离,相关仪所采集的数据将无法确定管线泄漏点,这种情况非常影响相关仪的检测数据。 通过地下管线定位仪能够快速的查找到管线的走线及距离,从确保相关仪的准确数据。

                                       图 4   寻管仪现场培训

 

4.2    组织专业队伍并进行系统化培训组织专业队伍进行系统正规的培训

        如:相关仪器厂家技术人员对仪器使用及原理进行培训; 找经验丰富的听漏测漏人员对于现场声波判断的培训; 对于仪器使用过程中容易出现的问题进行讲解分析。组织正规稳定 的听漏测漏队伍。对于测漏人员来说,长久而稳定的进行测漏工作能够不断的积累工作经 验,尤其是听漏仪需要经验丰富的检测人员才能达到快速准确的定位漏点,结合目前的 人员构成情况,应组织起由老职工带领新职工配合的专业队伍,并不断地积累工作经验,并有能力对新加入人员进行简单快速的培训。

 

5    小结

        现代城市的供热管线敷设方式大部分采用的都是地下敷设方式,管道出现泄漏时,漏点的快速定位对于管线的快速修复,保证居民热水的及时供应,道路建筑设施的免于损害,防止管道运行人员及泄漏点周边的人身安全所带来威胁,都起到了重要的保障性作用。 经验表明,管道泄露查找漏点的工作,应具备先进精密的现代化检测仪器,需要经验丰富且富有责任心的专业队伍; 配合预警线对于直埋管道预防事故、缩短事故维修时间、保证安全供热的技术措施。只有具备了先进的现代化设备、专业的队伍,才能更快更准的找到漏点,进行及时的修复,确保供热管线的安全运行,避免造成不必要的经济损失及人身威胁。

                  

本文转载自文章《地下供热管道漏点检测方法》

 

参考文献

[1]王飞,张建伟.直埋供热管道工程设计.中国建筑工 业出版,2007.1.

[2]袁厚明.地下管线检测技术.中国石化出版,2010.1.

[3]雷林源.地下管线探测与测漏 .  冶金工业出版,2003.1.

2021年4月9日 10:57
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