張 華，岳 鵬，陳銀龍，蔡怡樺（上海建科檢驗有限公司， 上海 201108）

自 20世紀(jì)以來，我國建筑迅猛發(fā)展，截至 2018 年 12月，我國既有公共建筑面積已超過 600 億 m2。大規(guī)模工程建設(shè)放緩，進(jìn)入建筑存量的時代。在這種形勢下，許多建筑面臨著設(shè)備老化、功能改變的問題。特別是在既有建筑的空調(diào)管道方面，目前尚未有明確的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行指導(dǎo)，因此一旦空調(diào)因為長期運(yùn)行導(dǎo)致管道腐蝕而未及時更換，導(dǎo)致管道冷水泄露甚至是出現(xiàn)大規(guī)模的爆管[1]，將嚴(yán)重影響到建筑的正常使用，進(jìn)而影響人們的日常生活。

1 管道相關(guān)檢測方法研究

2012 年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織編制了《城鎮(zhèn)排水管道檢測與評估技術(shù)規(guī)程》，針對既有城鎮(zhèn)排水管道及其附屬構(gòu)筑物的檢測與評估進(jìn)行了規(guī)范指導(dǎo)，主要針對電視檢測、聲吶檢測、管道潛望鏡檢測等管道檢測方法進(jìn)行了概述，同時對給排水管道的評估方法進(jìn)行了規(guī)定。2018 年，國家能源局組織編制了《鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕評價標(biāo)準(zhǔn) 第一部分：埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評價》，對石油行業(yè)埋地鋼質(zhì)管道的外腐蝕的評價方法進(jìn)行了系統(tǒng)的規(guī)范。上海市制冷學(xué)會 2017 年學(xué)術(shù)年會上，某機(jī)電咨詢公司對既有建筑中空調(diào)水系統(tǒng)管道的評估方法作了探討，著眼于水系統(tǒng)的水質(zhì)檢測、管道壁厚檢測、水壓試驗等方法，同時也對銹蝕原因進(jìn)行了分析。目前國內(nèi)針對管道的研究主要集中于大型鋼質(zhì)管道腐蝕的檢測評價，包括腐蝕的主要影響因素和損傷形態(tài)、主流的檢測方法原理及主要特點、層下腐蝕新的解決方案、腐蝕的保護(hù)措施、管道機(jī)器人研發(fā)、內(nèi)管道除銹技術(shù)處理等方面。當(dāng)前的研究主要針對城鎮(zhèn)排水、石油化工以及供暖干管等大型管道，對于空調(diào)水系統(tǒng)管道，尚缺乏統(tǒng)一的檢測、評估和改造標(biāo)準(zhǔn)。

2 案例概況及檢測項目

本文選取的案例項目位于上海市楊浦區(qū)，為商業(yè)建筑項目，項目共 9 幢建筑物，分為一期和二期，地上建筑面積約 10 萬 m2，地下建筑面積約 5 萬 m2。項目設(shè)置集中中央空調(diào)系統(tǒng)，采用某品牌的冷水機(jī)組作為系統(tǒng)的冷源，熱源采用熱水鍋爐，均設(shè)置在地下室二層機(jī)房內(nèi)，末端采用空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管、散熱器等設(shè)備，空調(diào)水管采用四管制。空調(diào)冷凍水管道由地下 2 層冷凍機(jī)房引出，經(jīng)過 DN500 的無縫鋼管供水總管供到各個建筑。

項目空調(diào)系統(tǒng)建于 2006 年，目前已經(jīng)運(yùn)行近 14 a，由于部分樓棟通信機(jī)房要求 24 h 供冷水，制冷系統(tǒng)需全年不間斷運(yùn)行，對于系統(tǒng)設(shè)備及管道的安全可靠性要求較高。

為確定及評估案例項目空調(diào)水管的運(yùn)行情況，參考了SY/T 6151—2009《鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評價方法》。按照 SY/T 6151—2009，腐蝕缺陷的測量可采用卡尺、直板尺、卷尺、超聲測厚儀及其他測量儀器等方法進(jìn)行。腐蝕坑深度測量應(yīng)準(zhǔn)確測量腐蝕坑深度，對連片的腐蝕坑應(yīng)測量最深部位的深度。管道按照腐蝕坑相對深度進(jìn)行計算，計算公式如式（1）。

式中：A—腐蝕坑相對深度；

d—實測的腐蝕區(qū)域最大腐蝕坑深度，mm;

t—管道公稱壁厚，mm。

管道腐蝕損傷評定按照表 1 所示進(jìn)行：當(dāng)A≤10% 時屬于第 3 類腐蝕；當(dāng) 10%＜A≤80%，屬于第 2 類腐蝕；當(dāng)A＞80%，屬于第 1 類腐蝕。

表 1 管道腐蝕損傷評定類別劃分

3 案例項目檢測方案及結(jié)果分析

3.1 管道壁厚檢測方法確定

采用超聲波測量管道壁厚損失量，獲得管道壁厚最大坑深或最小剩余壁厚數(shù)據(jù)，供管道安全評價使用。

超聲波測量前要求被測金屬表面基本光滑，無雜物。測量時在探頭和金屬表面間涂敷聲阻抗大的耦合劑，減少聲波泄漏損失，并施加適當(dāng)壓力。每個測試位置盡量在互相垂直方向各測一次，為避免偶然誤差，同一位置應(yīng)重復(fù)讀數(shù)3～5 次。

3.2 檢測區(qū)域及檢測位置選擇

現(xiàn)場測試主要針對案例項目一期的 4 棟建筑及地下部分進(jìn)行，考慮現(xiàn)場冷凍水管道保溫良好，測試時需破壞保溫層，工作量較大，項目初步考慮進(jìn)行 30 個部位的管道壁厚的檢測，主要考慮選取平時運(yùn)行壓力較大的較為重要的主管，現(xiàn)場已經(jīng)出現(xiàn)凝結(jié)水的部位，且盡量覆蓋到不同的樓棟和區(qū)域。

由于管道材質(zhì)均一致，考慮到底層靜壓較高，同時離水泵越近壓力越高，主干管破損的危害程度高于支管，供水管壓力比回水管壓力高，且走向一致，因此此次抽查冷凍水供水水管，且抽檢以主管道為主。初步選取如下部位。

（1）地下 2 層冷凍水供水水管的 12 個部位，即部位1～12。

（2）制冷機(jī)房內(nèi)冷凍水供水水管的 10 個部位，即部位13～22，具體位置詳見圖 1。

圖 1 制冷機(jī)房內(nèi)冷凍水供水水管檢測部位布置圖

（3）一期建筑空調(diào)機(jī)房內(nèi)冷凍水供水立管和進(jìn)機(jī)組支管共 8 個部位，即部位 23～30 具體位置詳見表 1 。

表 1 一期建筑冷凍水管檢測部位布置表

對于選定的部位，徑向方向選取約 200 mm 長度的管段部位，剝開保溫層，在首尾及中點位置進(jìn)行布點，管道環(huán)周 360° 的 8 等分點進(jìn)行布置測點。這樣每個檢測部位需要進(jìn)行 24 個點位的厚度檢測。

3.3 現(xiàn)場檢測情況

在現(xiàn)場對冷凍水管道進(jìn)行管道壁厚測試時發(fā)現(xiàn)，冷凍水管道的保溫層破損較多，且在管道與保溫層直接形成了結(jié)露，特別是地下 2 層區(qū)域。破開保溫層后可以發(fā)現(xiàn)，管道外壁普遍存在銹蝕的情況。

3.4 管道壁厚檢測結(jié)果

現(xiàn)場測量得到 30 個部位的管道壁厚，結(jié)果如表 2 所示。

表 2 冷凍水管道壁厚檢測結(jié)果一覽表

因案例項目時間久遠(yuǎn)，提供的圖紙上未找到相關(guān)部位管道的設(shè)計規(guī)格，因此表 2 中的標(biāo)準(zhǔn)厚度為參考《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》（第二版）[2]中規(guī)定的厚度所確定。

由測試結(jié)果可以看出，檢測部位編號為 5、10、14、23的管道測得的壁厚略大于查詢的公共壁厚，考慮測量誤差的存在以及管道實際規(guī)格與手冊規(guī)定的厚度未必相同，判斷這4 個部位的管道為腐蝕不嚴(yán)重，可以繼續(xù)使用。

檢測部位編號為 1、3、7、11、12、13、21、22、24、27、29 共 11 個部位的管道計算得到腐蝕坑相對深度均≤10%，因此判斷為第 3 類腐蝕，腐蝕程度不嚴(yán)重，能維持正常運(yùn)行，但需要監(jiān)測使用。

檢測部位編號為 2、4、6、8、9、15、16、17、18、19、20、25、26、29、30 共 15 個部位的管道計算得到腐蝕坑相對深度A位于 10%～80% 范圍，因此判斷為第 2 類腐蝕，腐蝕程度較嚴(yán)重，應(yīng)及時制訂修復(fù)計劃或降至安全工作壓力運(yùn)行。

4 結(jié) 語

通過在一棟已運(yùn)行近 14 a 的既有建筑中開展了空調(diào)冷水管道腐蝕情況的現(xiàn)場實測研究，測試結(jié)果如下。

（1）現(xiàn)場冷凍水管道橡塑保溫破損較多，管道與保溫層間直接形成了結(jié)露，加速了管道的腐蝕。建議及時對保溫棉進(jìn)行修復(fù)，以減緩冷凍水管道的腐蝕。

（2）經(jīng)過現(xiàn)場實測，項目空調(diào)系統(tǒng)冷凍水管道運(yùn)行安全情況較為良好，需進(jìn)行監(jiān)控使用，建議密切關(guān)注管道的運(yùn)行狀況，每 3 年進(jìn)行一次腐蝕情況的評價，以確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

（3）地下 2 層的管道腐蝕情況更為嚴(yán)重，建議加強(qiáng)機(jī)房的通風(fēng)換氣，以減緩管道的腐蝕情況。

通過對一個既有建筑空調(diào)管道腐蝕情況的實測研究發(fā)現(xiàn)，采用壁厚測量方法需要對管道保溫進(jìn)行破壞，完成測試后又需要再次恢復(fù)管道保溫，現(xiàn)場工作量很大。其次，管道選取部位的不同也影響對管道腐蝕情況的判斷，如果有一種可以快速定位管道腐蝕位置的方法，再對腐蝕嚴(yán)重部位進(jìn)行詳細(xì)的多點復(fù)測，這樣測試結(jié)果的準(zhǔn)確度和信服力都會有很大提升。同時也發(fā)現(xiàn)，既有建筑因使用年限長，很多建設(shè)資料已經(jīng)丟失，如何對已腐蝕管道情況的安全判斷也有待進(jìn)一步研究。