检漏原理及应用

1、管道检漏技术的应用石家庄供电段 王文才 摘要：本文简要的分析了管道泄漏噪音的传播特征、检漏的原理及方法，并结合我段的应用实际，叙述了检漏的实际操作规程及注意事项。关键词：泄漏 探测 相关0 问题的提出随着铁路的发展，供水规模也在逐步扩大。由于水资源的日益短缺，加之供水企业在输水过程中出现的“跑、冒、滴、漏”现象，给供水企业造成成本提高、水压不足和供水困难等问题，如果管道长期漏水而得不到及时发现和处理，不但浪费了宝贵的水资源，而且还会影响到供水企业经济效益和社会效益，同时会造成道路损坏、堵塞交通，构筑物基础下沉及房屋倾斜等一系列与群众密切相关的问题。因此，抓好泄漏的发现及处理，尤其是暗漏的查找工

2、作是供水企业控制管道漏损、提高经济效益、社会效益不容忽视的问题。1 泄漏噪音特征及传播特点供水管道泄漏时，水在压力的作用下从漏点喷出时，会与管壁和周围的介质发生摩擦、撞击，从而发出一种连续但不规则的噪音。泄漏噪音是一种由多种频率组成的复杂噪音。漏水噪音与多种因素有关，压力越大声强越大，在0.1-0.3Mpa之间的漏水噪声声压随压力的增高而快速增大，水压超过0.3Mpa时，漏水声趋于稳定，在水压低于0.1Mpa时，漏水声一般都很小，另外，管材、漏点位置和形状也不同程度的影响漏声声强和频率，狭窄的缝隙、坚硬的铁管、钢管等发出的漏声较大，频率也较高。一般金属管道的漏声频率为500-3000Hz；非金

3、属管道则为100-700Hz；漏水与周围砂土、泥等介质撞击发出的声频就更低了，一般在25-275Hz之间。漏水噪音在管道中以机械振动的形式传播，由于管材特别是金属管材的弹性模量远大于周围介质，对声波的吸收衰减较小，又加上漏声直接产生在管道上，声波沿管道的传播比在周围介质中的扩散传播能量更加集中，所以漏声在管道中的传播距离较远，速度较快，声音也较清晰。漏声在管道中的传播也同样受多种因素的影响，主要影响因素有管材、管径、声波特性、水压和漏点特征。漏声沿管道的传播速度主要受管材、管径以及管道的损坏和锈蚀程度的影响。弹性模量大的金属材料比水泥、塑料等非金属材料的传播速度要快，直径较小的管道声波能量比较

4、集中，所以管径较小的同等管材比管径大的管道传声速度快而且传的远。管道的损坏、锈蚀和结垢也会影响漏声的传播。2检漏的方法目前，最常用的探漏方法，大多是通过对泄漏噪音的侦听和处理（即音听法）来实现的。主要有被动检修法、音听法、区域装表法、区域测漏法和区域装表区域测漏结合等几种方法。下面分别简要介绍以下各种的原理及优缺点。2.1 被动检修法指发现明漏或不借助设备仪器间接判断有漏的情况下，再去修复漏点的一种检漏方法。这种方法的优点是有时成本低，成功率高，但缺点是漏点发现率很低，只靠被动检修法只能发现不足25%的漏点，并且不能解决暗漏问题。2.2 音听法指通过漏水时产生振动的声响，利用音听设备对地面漏声

5、或管道漏声进行采集处理从而发现隐蔽漏点的一种方法。一般利用音听法判定漏点后，还经常利用打钢钎或钻孔法加以验证，以确定漏点判定是否正确。音听法使用的设备简单，投资较少，操作简便灵活，但有时受环境燥声的干扰，易受一些假象的影响，需要一定实践经验。2.3 区域装表法把供水区分为若干个小区，在进入该区的水管上装表（如果还有其它小区要通过本小区供水，在此管上也要装表），通过抄录这些水表的流量发现漏损的方法。它的优点是只通过抄表就可以判定漏水情况，不受时间、用户、其它环境因素限制，并且抄录的数据可以作为供水部门的基础数据，以及时了解供需变化。其缺点是装表的投资和工作量大，最后确定精确位置仍需要音听法，难以

6、解决干管和装表区外的泄漏问题，而且常需要关闭某些闸门（闸门必须能紧密关闭）或切断某些管道。2.4 区域测漏法在生活区或日夜连续用水户较少的地区，把它分为若干个测漏区，除测漏水表外，关闭其它连通该区的阀门，然后通过读取测漏表的数据来判定漏水的方法。最终也要用音听法定位。该方法可以获得较好的漏损控制效果，并通过逐步缩小测区确定漏水的具体管段，经济效益优于其它方法。但只适用于生活区，要求阀门必须紧闭（实际难以保证），投资比音听法大。2.5 区域装表和测漏复合法兼备区域装表和区域测漏法两个特点的复合方法。区域中的装表在白天或其它时段里起区域装表法的作用，而在夜间又可以起区域测漏法中水表的作用，使表的使

7、用范围得到扩大，这种方法可以兼顾白天或晚上，具体要求与区域装表和测漏法基本相同。3常用检漏设备常用的检漏设备有听音杆、听漏仪、相关仪等。国内外各类测漏系统综合技术经济比较类别测漏原理硬件配置软件配置特点不足动态测漏系统压力信号测漏报警、定位。油田压力变化小用流量脉冲验证嫌疑泄漏信号压力波势传感器   2个高位数据采集系统  2个信号调理模块      2个GPS时间同步系统  3套  工控机         

8、;   3个通讯系统          3套油田加流量脉冲    2套1数采程序2信号调理程序（1次信号分析）3现场总线内部通讯程序4GPS时间同步系统程序  5GPS与系统时间同步程序6突发信号小波2次信号分析程序7自适应模型比对3次信号分析8通讯系统程序9系统泄漏点定位程序针对泄漏信号特征研制开发的专用硬件。采用国际上最先进的小信号分析方法软件包，分3段检出泄漏信号。定位误差±50m。小泄漏油孔6mm、气2mm孔。响应快60s内。检

9、测压力变化的相对值。较大孔径的渗漏。集成电路、芯片只能在美国加工法国寻找泄漏点声波压力信号进行定位。声波压力传感器5km 2个高位数据采集系统  2个信号调理模块      2个GPS时间同步系统  3套工控机   5km     1个通讯系统           3套1数采程序2GPS时间同步系统程序3通讯系统程序4系统泄漏点定位程序5信号分析程序6现场总线内部通讯程序撞击的

10、检测与定位定位误差为两个传感器间距离1%响应时间大约30s专利信号分析软件小泄漏油孔20mm、气2mm孔 国内采用变频泵声波压力变化极大，5km设置距离不足。美国夆典公司寻找泄漏点声波信号进行定位。声波传感器(听漏)2个数据采集系统      2个工控机            1个通讯系统          2套流量脉冲  &#

11、160;       2套时间芯片          2个数采程序GPS时间同步系统程序通讯系统程序系统泄漏点定位程序信号分析程序（3次信号分析）现场总线内部通讯程序反应快60s内。小泄漏油孔6mm、气2mm孔定位误差±50m专利信号分析软件几十年的测漏经验投资、维护成本太高，售后服务不便美国Osbert公司取泄漏流量脉冲报警，寻找泄漏压力信号进行定位。高精度压力变送器 2个高位数据采集系统 2个GPS时间同步系统 2套工控机 2个通讯

12、系统 2套高精度流量计及脉冲2套数采程序通讯系统程序系统泄漏点定位程序（定位仪）GPS时间同步程序GPS与系统时间同步程序专利压力、流量信号分析程序响应时间大约30s小泄漏油孔6mm、气2mm孔定位误差为两个传感器间距离1% 压力、流量信号分析专利软件。泄漏定位专利软件几十年的测漏经验投资、维护成本太高，售后服务不便4检漏操作规程了解管网情况如：图纸、压力、土质检查、修复明漏用听音杆、流量计、压力表检查是否有泄漏音、压力、流量是否正常检查管网条件、选择使用仪器采用相关仪进行检测管路走向不清楚采用管线定位仪确定走向管路走向清楚采用听漏仪进行检测确定漏点的位置确定漏点的位置用 电 钻 打 孔 验

13、证开挖、修复记录相关情况4.1检漏的准备工作准备工作主要包括查阅管网分布图和本区的检漏档案，初步分析破损的可能性及地点。管网年代久远或图纸标示不清的要作实地调查，向附近的住户或其他知情者了解情况，也可以配合管线仪巡查。对居民提供的资料要加以鉴别、仅作参考、也不可不信。在充分掌握管网资料后，选择好要使用的仪器设备并制定简要的检漏方案。4.2现场勘察分析到了现场后，应该先作初步的现场勘察，看是否有与漏水相关的潮湿区、地面凹陷、草木异常茂盛、降雪先融、管道或阀门井渗水、周围水压过低、地面施工等现象。现场勘察后，根据现场情况和拟定的方案开始查漏。4.3检漏针对不同情况和环境选择最适用的仪器，按操作要求

14、发挥其最佳功能。有些漏点往往不能一次确定，甚至没有漏水迹象，此时要有耐心，仔细分析，尝试用多种方法探察互相验证，在确定漏点后，最好用电钻钻孔验证，不要轻易开挖。5检漏实际操作过程石市某村发现地面塌陷，经开挖后发现，地面下有水，顺着DN1350的排水主干管路由西向东流，怀疑为给水管路漏水，但不知为何处泄漏，为此，请求我段利用探漏设备帮忙进行漏点查找。我段技术人员达到现场后发现，本村在给水管路的管理上并不规范，没有可供参考的图纸，当地年轻村民对地下管路的走向也并不太清楚。为此，我们利用管线定位仪采用直接连接法对管路进行定位，将连接线插到发射机的插孔内，将红线接到阀门井A内的阀门上、黑线接地。将发射

15、机放在阀门井A处。由东向西进行探测，发现该管路一直向西延伸，到达村西，而且与DN1350的排水主干管路平行，相距在2米左右，后经该村中上年纪的村民证实，该管路为本村DN100的铸铁给水主干管路。而且如图1所示，在该管路C处，连接了DN25的钢管，跨排水管部分为塑料管，居民反映该DN25钢管使用一段时间后，水压、水量均不足，村委会就在村南侧又新接了一处管路，该段管路未做任何处理，就停止使用了。在搞清楚管路走向后，根据这一重要信息，我段技术人员认为，C阀门井B段管路漏水的可能性大。技术人员决定采用漏点定位相关仪进行漏点的探测，将发射机A、B分别放在阀门井A、B处，输入管路长度、管材和管径后，进行相

16、关，结果显示在距离发射机A端37.5米处为可疑点，为了进一步证实结果的正确性，我们又将发射机A与B，交换了一下位置，重新输入数据进行相关后，显示距离发射机B端37米处为漏水可疑点。在得到上述结论的情况下，为进一步证实该结论，我们采用数字检漏仪对可疑点进行了探测，利用拾音器进行漏水声音的探听。通过比较漏水定位相关仪和数字检漏仪的探测结果，我们将探测结果显示在实际管路上后发现，C阀门井B之间的塑料管段跨排水管处为漏水可疑点，用电钻在该处打孔后，发现该处地面地基已被水冲出了一个大洞，而且洞内充满了水。开挖后，发现该处塑料管与钢管的连接处已经破损，泄漏严重。至此，该漏点被正式确认。6 检漏方法及注意事

17、项6.1 设定重点听测地段。将经常通过载重车辆或受振动较大的地段；泄漏频率较多的地段；管线上方有潮湿塌陷、植被异常茂盛、管线上方雪后早融的地段；水压骤降或用户反应水微的地方；污水管道常流清水，并有异常声音的管段等地段设定为重点听测地段。6.2 合理安排检漏时间，一般在夜间11点以后夜深人静时比较理想，对于车辆稀少和没有其它噪音影响的情况下，也可在白天进行。6.3 事前先修理好阀门消火栓漏水，以消除阀门消火栓漏水声的影响；如发现明漏（管道上或节门、阀压兰）应先对明漏修复，以免影响听测。6.4 先用听音杆在管道上所有直接暴漏的位置进行听测，查是否有泄漏疑点。找到泄漏线索后用相关仪进行定位，再用听漏仪校准。 6.5 如发现有泄漏噪声，可进一步利用暴露的管段进行前后比较，大概确定泄漏噪声的方向或泄漏量的大小。6.6 查漏时，当耳机听到有异常声音时，说明地下有振源，有漏水现象；如果在地面上有很大面积的地方都可以听到，这时要调小音量，反复比较，区分水冲出管子和水冲击管周围土壤时的漏水声与其它噪音，识别真正的漏水声，确定漏水管段。6.7 区