南 海 楊曉雨 陳 星 寧克冰

（1. 中國石油遼陽石化分公司，遼寧 遼陽 111000；2. 大連信之恒金屬焊接檢測有限公司，遼寧 大連 116000）

0 引言

石化裝置區(qū)地下水管線主要包括：消防水管線、生產(chǎn)水管線、循環(huán)水管線、伴熱水管線、生活水管線等。管線周圍環(huán)境特點(diǎn)為裝置區(qū)內(nèi)有動設(shè)備運(yùn)行、管線周圍噪音大、地面震動強(qiáng)烈，特別是與設(shè)備相連的循環(huán)水管線，振動更大，小部分停車裝置相對安靜。另外管線走向不清晰，雖然能提供管線分布圖，但由于多次改造，分布圖與實(shí)際走向往往存在差異，甚至還有不掌握的管線埋于地下。

當(dāng)?shù)叵滤芫€發(fā)生泄漏時，就會直接影響到石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)消防水線泄漏時，遭遇突發(fā)狀況，水壓不足，提壓困難，就會失去安全保障的作用。當(dāng)?shù)€泄漏時，不僅給廠內(nèi)員工的生活帶來不便，而且還要付出昂貴的水單；當(dāng)循環(huán)水線泄漏時，不僅導(dǎo)致水中添加的防腐藥劑白白流失，而且還會給生產(chǎn)設(shè)備帶來嚴(yán)重的損害[1]。為此，本文主要論述石化裝置區(qū)地下水管線漏水檢測的基本方法。

1 漏水檢測設(shè)備介紹

漏水檢測設(shè)備主要有：聽音桿，電子檢漏儀，相關(guān)儀，管線定位儀及其他輔助設(shè)備。

聽音桿，操作方法簡單，漏水聲直接通過金屬桿頂端的片傳入耳中。

電子檢漏儀，是通過測聽管道及地面泄漏噪聲，從而確定漏點(diǎn)位置的設(shè)備，一般由主機(jī)、地面接觸傳感器和耳機(jī)組成。

相關(guān)儀，是對漏點(diǎn)進(jìn)行定位的設(shè)備，包括筆記本電腦，信號接收機(jī)和兩個連接傳感器的發(fā)射機(jī)組成，它是地下水測漏的主要設(shè)備。

管線定位儀，用于確定地下金屬管線的走向，一般包括接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。

2 漏水檢測常用方法

漏水檢測常用方法有：環(huán)境調(diào)查法、壓力測試比較法、聲震法、相關(guān)法。

2.1 環(huán)境調(diào)查法

環(huán)境調(diào)查法是一種最直觀的判定漏水線索和范圍的方法。首先由裝置人員提供地下管網(wǎng)圖，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況和管線定位儀，從而判定地下管線的分布及埋管介質(zhì)的情況，然后對周圍環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。

主要檢查方法是將各種井蓋打開后（包括消防井，污水井，雨水井，上水閥門井，DB井，通訊井）察看井里有無清水流淌情況；多日未降雨后觀察路面有無積水，潮濕；擋土墻的墻體，墻根有無清水流出，排水溝有無清水長流；冬季局部積雪先融化；管線上方植被異常茂盛，春季先返青，樹木先發(fā)芽。可根據(jù)地勢高度差，地面返水量以及結(jié)合地下管線走向，進(jìn)行估判。環(huán)境調(diào)查法一般能夠提供漏水線索和大致范圍，準(zhǔn)確定位漏點(diǎn)有一定困難及不準(zhǔn)確性。

2.2 壓力比較法

壓力比較法是一種確定漏水區(qū)域的方法。如果管道在一定范圍內(nèi)漏點(diǎn)比較集中，且漏量較大，正常情況下離漏點(diǎn)越近壓力越低，利用開關(guān)各種閥、栓進(jìn)行測壓比較，可以估判漏水區(qū)域，再進(jìn)而結(jié)合相關(guān)儀等檢驗手段進(jìn)行詳細(xì)檢查。

2.3 聲振法

當(dāng)埋地壓力管道發(fā)生泄漏時，在管道內(nèi)部壓力作用下，導(dǎo)致水流從泄露點(diǎn)向外噴射，在這個過程中一方面噴射水流與破損處產(chǎn)生摩擦，在破損處引起震動它會沿管道向漏點(diǎn)兩側(cè)傳播，在管道上一定范圍內(nèi)，可以聽到漏水引起的噪聲；另一方面，漏水處具有一定壓力的水流沖擊管道周邊介質(zhì)產(chǎn)生振動，泄漏水流在漏點(diǎn)附近回旋會產(chǎn)生的湍流聲音，這些振動和聲音傳播到地面，可使漏點(diǎn)上方的地面產(chǎn)生微弱的低頻率漏水噪聲。檢測人員使用不同工具、儀器測聽這個漏水噪聲從而確定漏點(diǎn)位置（如圖1所示）。

圖1

如果我們把泄漏聲的聲源認(rèn)為是漏點(diǎn)，在土層中，如果介質(zhì)均勻，漏水噪聲將以球面波的形式向四面八方擴(kuò)張，傳播距離越遠(yuǎn)噪聲幅度越小，反之越強(qiáng)，所以從地面上尋找泄漏點(diǎn)的位置，就是尋找地面振動最強(qiáng)的位置。聲振法又可分為直接聽音法，間接聽音法，打孔定位法。

2.3.1 直接聽音法

用聽音桿在管道的暴露點(diǎn)（如消火栓/閥門）測聽漏水聲，以判斷附近是否有漏水存在，直接聽音法適用于快速檢查，不能精確定位的泄漏點(diǎn)。檢測時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）聽音桿與管道暴露點(diǎn)接觸時，應(yīng)手持穩(wěn)定，避免摩擦，屏住呼吸，仔細(xì)辨聽；

（2）如果附近有人用水，放水聲也會傳來，另外附近的環(huán)境噪音（裝置的運(yùn)行噪聲，馬路上車輛通行噪聲等）都會對聽音造成影響；

（3）閥門、三通、彎頭、會對漏水噪聲造成突變衰減，根據(jù)噪聲強(qiáng)弱度在兩側(cè)的區(qū)別，可以估判漏點(diǎn)在哪兒個方向，一般情況下靠近漏點(diǎn)側(cè)，高頻成份多，聲音尖銳，噪聲強(qiáng)度大。

2.3.2 間接聽音法

用電子聽漏儀在壓力管道的正上方測聽漏水聲，進(jìn)行漏點(diǎn)精準(zhǔn)定位，檢測時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）傳感器在管道上方呈Z放置，放置距離為水泥板油馬路0.7～1.2m，土路面0.5～0.8m；

（2）掌握埋層介質(zhì)對聽音的影響，土層密實(shí)，彈性較好的介質(zhì)，漏水噪聲傳播損失小，土層松軟或過于堅實(shí)的介質(zhì)漏水噪聲傳播損失較大。因此，從地面上測聽前者較易，后者較難。掌握不同路面對聽音的影響，堅硬的地面（水泥路、柏油路、方磚路）聽音效果好，松軟的地面（土路、草地、淤泥）聽音效果差；

（3）掌握管道埋設(shè)方法對聽音的影響，管道直接被介質(zhì)覆蓋，聽音效果好，管道鋪設(shè)在暗溝內(nèi)聽音效果差；

（4）地面上的漏水噪聲很微弱，傳不遠(yuǎn)，一旦查知存在，就比較容易定位；

（5）在可疑漏點(diǎn)反復(fù)比較個點(diǎn)聲音大小，某一點(diǎn)的絕對值沒有意義，關(guān)鍵時“比較各點(diǎn)”以尋找噪聲的相對最大位置。泄漏噪聲最大位置，通常被判定對漏點(diǎn)的正上方，但這個位置可能出現(xiàn)誤差；

（6）如果漏水已流出地面，地面的出水點(diǎn)不一定正對著漏點(diǎn)；

（7）因長期泄漏，造成管道被水淹沒，則不容易被檢測到；

（8）埋設(shè)過深的管道測聽比較困難，噪音較大的裝置區(qū)測聽比較困難。

2.3.3 打孔定位法

路面聽音確定疑似漏點(diǎn)后，在管線正上方打孔，然后利用聽音桿進(jìn)行測聽，利用此方法可進(jìn)一步對漏點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，打孔定位時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）打孔前要確認(rèn)打孔處地下埋設(shè)管線情況，特別要注意是否有電纜，光纖，燃?xì)夤艿赖?，確保安全；

（2）打孔深度要盡可能的接近漏水管道。如果從孔內(nèi)有水流噴出，則要在附近多打幾個孔，噴出水量最大處靠近漏點(diǎn)。

2.4 相關(guān)檢漏法

相關(guān)檢漏法是一種特殊的聲振法，其工作原理為：將傳感器放在管道的不同位置，當(dāng)管道漏水時，在漏點(diǎn)處就會產(chǎn)生振動，從漏點(diǎn)處沿管道向兩個相反方向傳播，并到達(dá)傳感器位置，相關(guān)儀主機(jī)可以測出漏點(diǎn)產(chǎn)生的噪聲振動傳播到不同傳感器的時間差ΔT，只要確定兩個傳感器之間管道的實(shí)際長度D（不是直線距離）和振動聲波的傳播速度V，漏水點(diǎn)的位置X 就可以用下式計算（如圖2所示）。

圖2

X為漏點(diǎn)距離A點(diǎn)的距離；

D為管道的實(shí)際長度；

V為振動傳播速度；

ΔT為振動從漏點(diǎn)C分別到傳感器A和B所用時間的差值。

相關(guān)檢漏法，是一種先進(jìn)有效的檢漏方法，適用于干擾噪聲大，管道埋設(shè)深或不宜采用地面聽音法檢測的區(qū)域，缺點(diǎn)是管道必須在一定長度內(nèi)有兩個爆露點(diǎn)用于放置傳感器，否則無法進(jìn)行檢測，另外如果漏點(diǎn)處被水淹沒，也會造成檢測困難。使用相關(guān)儀檢測時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）傳感器應(yīng)與管道直接接觸，接觸點(diǎn)應(yīng)清理干凈；

（2）支架處泄漏（如圖3所示）當(dāng)泄漏點(diǎn)位于兩個傳感器之外時，這種情況稱之為支架外泄漏，當(dāng)發(fā)生支架外泄漏時，泄漏點(diǎn)的位置根據(jù)公式（1）計算時，則X=0，實(shí)際相關(guān)檢測時由于實(shí)際D值和V值與計算所采用的數(shù)值有差異，其X值不等于0，發(fā)生支架外泄漏時應(yīng)當(dāng)重新定位傳感器的位置，使其懷疑的泄漏點(diǎn)在兩個傳感器之間確保漏點(diǎn)定位準(zhǔn)確；

圖3

（3）三通相關(guān)（如圖4所示）當(dāng)管道存在分支時，如果傳感器位于1和2位置時，相關(guān)峰值將錯誤的指示T處泄漏，此時應(yīng)改變傳感器的位置位于1和4或者3和4；

（4）彎頭相關(guān)（如圖5所示）當(dāng)傳感器位于1和2位置時，有時會在彎頭處產(chǎn)生相關(guān)峰值，此種情況應(yīng)綜合分析，采用其他檢測方法驗證，慎重開挖。

圖4

圖5

3 現(xiàn)場漏水檢測一般程序

檢驗機(jī)構(gòu)接受檢測石化裝置屬地任務(wù)委托，跟現(xiàn)場裝置或者檔案室調(diào)用管道基本資料（管網(wǎng)圖、閥栓位置、管道材質(zhì)、管線直徑、水壓等），結(jié)合基本資料開始進(jìn)行環(huán)境調(diào)查，以及閥栓聽音調(diào)查。大致確定漏水范圍后進(jìn)行路面聽音，并使用相關(guān)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最后鉆探定位，漏點(diǎn)確認(rèn)。