管网泄漏原因及检测方法

近年来供热企业因泄漏造成的安全问题频发，越来越多的供热企业为实现连续化生产进行改革创新，国家也出台了相应法律法规。但是我们的设备管线在运行中难免会发生跑、冒、滴、漏的现象，那么如何治理在运行中的泄漏和如何实现安全连续化生产就显得尤为重要，管道漏损问题变得越来越突出。既造成了能源浪费和供热成本增加，又影响热用户的取暖。因此管道查漏与抢修一直困扰着供热企业，本博主结合多年行业经验，总结一些供热管网检测与维抢修的一些方法供各热力同行参考和探讨

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热力耦合作用
热力管道运行时由于管内热媒温度较高,受热膨胀会产生巨大热应力, 热应力作用于管道,使管道受热膨胀伸长,周围土体又会阻碍管道的位移场变化,这时就会产生裂纹。（容易造成：焊口裂纹、管道裂纹)

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土质变化
地下直埋管线与其周围的土体在动力作用下是一个相互作用体系，土壤沉降不均，干湿度不等，季节变化造成膨胀不均，都能造成管道的漏水。（容易造成：焊口裂纹、管道裂纹）

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管道腐蚀
热力网管道管材以钢管为主,特点是耐高压、耐振动,重量较轻,但是承受外荷载的稳定性和耐腐蚀性差。（容易造成：管道被腐蚀穿孔、腐蚀断裂）

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流体本身特性
补水时直接使用自来水,而不进行水处理,自来水内含有溶解氧、氯和碳酸氢钙,对管道进行腐蚀。（容易造成：冲刷减薄、腐蚀）

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地质条件的影响
沿管线走向的工程地质条件是影响管道破坏的又一因素。管道在穿过不均匀场地土时,土体出现明显的竖向位移、横向位移,地形和岩性突变使管道在不同土体类型中变形不同而破坏。土体类型变化以及地形、地貌条件,断层等对管道破坏也有很大影响。（容易造成：三通、弯头、补偿器部位开裂）

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管道周围环境的影响
地下直埋管道直接接触土，由于土壤的不均匀性,导致腐蚀程度差异较大,其类型主要是局部腐蚀,极易造成管线的腐蚀穿孔破坏或断裂。（容易造成：电化学腐蚀穿孔）

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施工质量影响
近年来,由于一些人为因素导致管道爆裂的事故出现得越来越多。例如:地基勘探破坏管道、挖掘机挖破管道、路面打夯机振断管道以及破坏管道地基,导致基础下沉,管道由于不均匀沉降断裂等等。（容易造成：焊口开裂、腐蚀穿孔、三通、弯头部位开裂、阀门法兰泄漏等）

二、漏水的损失和影响

 

失水造成的损失和成本分为直接损失和间接损失，直接损失主要由自来水成本、加热水的燃煤损失和耗电损失、水处理成本和人工维修成本等组成。间接损失主要是由于失水造成系统失调、系统补水造成的供热温度降低对收费工作的影响、加速水泵等设备老化及对企业形象的影响的间接损失。

三、查漏方法分类

 

NO.1泄漏造成热网水量失衡。热网是个带压的闭式循环系统，正常运行时，热网内的水量应当恒定。当热网泄漏时，就要补水；当有水从外部（如换热器）漏入热网时、就要放水，以维持热网水量的动态平衡。因此，可根据对首站的补水量、放水量和回水压力曲线的统计与分析，判断热网的泄露状况，从而确定检漏工作的方向，有针对性地开展检漏工作。根据首站的补水或放水量判断热网的泄漏情况，是发现热网泄漏比较直观的方式。

NO.2泄漏产生的压力异常。将热网视为密闭的有压容器，若该有压容器存在泄漏现象，随着时问的推移，其压力将与周围环境的压力趋于一致，压力变化的速率取决于该有压容器的容积和泄漏量。同理，热网中有泄漏的管段被隔离开后，这部分的压力最终也将与周围环境的压力趋于一致，而首站的补水量将会减少。这是隔离检漏法的技术依据。

NO.3泄漏产生的温度异常。热水泄漏后，会造成漏点上方的地面温度升高，也会造成漏点附近其他地下管线井室温度异常升高。因此，可通过温度异常查找管网上的漏点。

NO.4泄漏产生的声音异常。泄漏发生时，在压力的作用下，从泄漏处喷射出的水与泄漏处发生摩擦。声音沿管道传至附近的阀门或补偿器。同时，水喷射到泄漏处周围的土壤上，也会产生声音，通过土壤传到地面上。

根据以上综合情况，查漏方法有音听法、相关分析法、区域装表法及气体探测法、温度测量法和使用专业探测设备仪器，在实际供热运行中，我们应该根据实际情况来选择合适的一种或多种测漏方法，以尽可能减少费用，降低供热成本，下面我们就来看看现在的查漏工具及检测方法。

四、查漏工具

 

管道内的水在正常运行时是无声音的，只有在用水（附近）或漏水时才会发出声音，要想接收到这种声音，就须要有以下几种检漏工具：

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听音杆
各地叫法不同，但道理都是一样的，最早有木质的，也有铜的，有管的，也有实心的（即我们现在使用的），还有电子的，听音杆的下端接触到管道的地面上或管道及设备上，将管道的漏水声通过听漏棒传到上端的听筒内，使声音在听筒内（共鸣腔）通过震动膜片把声音扩大，再传到检漏人员的耳内，检漏人员根据漏水声的大小与清晰度来确定漏水点。听音杆的优点是携带方便，操作简单，造价低，声音不失真，效果好，不受噪音的干扰，电子听音杆将声扩大后有些失真，受外界的干扰大，难以判断准确的漏水点，适合夜晚安静的时候使用。所以说到目前为止，听音杆仍是检漏不可缺的工具之一，就象大夫不能缺少听诊器一样。

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检漏仪AQUA M300D
（电子放大器）
电子放大检漏仪就是用传感器把地面震动通过电子放大，用仪表或耳机来表示声音的大小或音色，可采用频率选择，把漏水音以外的噪音频率筛减掉，以减少外界的干扰，虽然经过这种处理，但有些噪音仍不可避免（如噪音与漏水相同的频率，所以说仅限于周围的噪音，有些漏水点的确定要选择在夜间工作比较适宜，同时还要有一定的经验来判断漏水声。使用听漏仪在管道上方检测时，要采用Z型方法进行检测，以免偏离管道。我们现在代理的M100D和M200D检漏仪就是采用高性能的的滤波器把不必要的噪音滤除掉，放大所需的噪音信号，同时这种检漏仪带有振幅自动记忆功能，显示5个测点的数值和图形，可供我们参考，该仪器可连续工作12小时,工作温度在-15C - +55C。

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相关检漏仪
相关检漏仪是一九六Ο年由英国研制的，它的原理是把两个传感器放在漏水管道的两端，阀门或管壁上，由于漏水点到两个传感器之间的距离不同，距离长的一端的传感器要比距离短的一端的传感器接收漏水声时间要长（迟），那么就可以从延长的时间来推算出漏水点与传感器之间的距离。


漏水点距相近探头之间的距离。D——两个传感器之间的距离（测量必须要准确，否则所测漏点位置也不准确）。V——漏水声波在管道中的传播速度（取决于管道材质与管径，仪器里已储存）。

使用相关仪必须具备两个传感器，直接放在漏水管道两端的管壁上或阀门等设备上，而且必须在能接收到漏水信号的范围内，一般不宜超过300米，可先用听漏棒在两个放传感器的位置处测听一下是否有声音，如果无声可缩短距离，相关仪的两个传感器必须是测得同一个漏水点的信号，这才叫相关，如果两个传感器接收的不是同一个漏水点的信号，这不但不相关，反而测不出漏水点来，相关仪不受管道深度和噪音的限制，非常适合北方地区。

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区域漏水监控系统
传统的漏水普查是采用人工听音法，再用仪器来定位，而且有很多漏水点需要在夜间工作，为了在短时间内对城市供水管网进行高效的大面积普查，英国研制生产了目前世界技术领先的漏水探测设备麦克桑区域漏水探测系统。


(一)多探头区域相关预警仪是一种经济有效的区域漏水探测系统，它能在检漏人员少的情况下，快速找到更多的漏水点。

区域漏水监控系统由两部分组成：
1、噪音记录传感器
2、是一种具有高灵敏度的传感器，把它放到管网上后，可以对管网的漏水情况进行连续的监测。传感器由优质的不锈钢制造，IP68防水标准，可以浸在水中工作，传感器底部的强力磁铁能使传感器牢固地与管壁接触，内部电池可工作5-10年
3、数据接收机
数据接收机可接收记录传感器中的噪音信号和设置系统的参数，操作比较简单，直观，用它自身的可充电镭电池或是车载充电电缆都可以长期工作.

(二) 区域漏水监控系统的使用方法与原理
预警仪噪音记录传感器一般设置在凌晨2：00-4：00开始记录噪音信号，在这段时间内自然环境噪音最低，用水比较少，它在每30秒内读取100个噪音水平数据，然后给出一个噪音水平数据，也就是说在2个小时内能读出240个噪音值，在这240个数据中取10个最低噪音值的平均值做为最小夜间流量。

噪音记录传感器通常是靠磁铁吸附在管道的管壁、阀门、消火栓等附属设备上，然后在固定时间内连续地把噪音信号记录下来，在第二天早晨用接收机到现场将传感器记录的噪音信号接收进来，这不仅从接收机的屏幕上可以看到同时还可以下载到计算机中，做进一步分析。

这种区域监控系统在国外（英国）是长时间的，全部管网都放置这种传感器，而在我们国内因受经济条件和人的素质的制约，只能放30-50个，一个区域一个区域的轮流监测，在测试过程中发现几号传感器在哪段管网中数据值较高，好象在供水管网的各个设备上放了一个哨兵在站岗，在晚间无用水无噪音的情况下，发现哪个管道有噪音信号，就记录下来，第二天向你汇报。即可怀疑此处有漏水，这时待检漏人员进一步确认，准确的漏点（大连水司、开发区水司、鞍山水司都在使用）


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供水管道内检测机器人（小海豹）
通过内检测机器人对管道内部信息进行采集，可以对供水管道不停水进行检测，仪器上配有高清摄像头获得管内清晰图像，同时采用了先进的水听器及信号处理，检测精度高于地面听漏检测，能够确定管道位置和漏水点。

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卫星捡漏技术
卫星探漏是通过采用长波段的合成孔径雷达卫星，利用遥感技术来扫描地球上的城市供水管网系统，将卫星数据进行Utilis公司的算法分析，生成漏点GIS图，漏点报告及数据。客户可以将漏点图与管网图叠加，结合传统的地面检漏团队，针对可疑漏点区域的管网进行检漏排查。这种天地一体化的组合方式，大大增加了核查准确率及维修漏水点的效率，从而为城市节省了更多水资源，提髙了水务公司的工作效率。

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管道测漏可视化综合检测系统
管道测漏可视化综合检测系统设备采用先进的MEMS的激光铝磁力传感系统,系统垂直地叠加在一个有着圆柱形外壳的腔体内，腔体内蕴藏有硅芯，用垂直腔表面发射激光器泵浦一个玻璃和硅基之间的铯吸收室，如果外界有磁场，即便非常微弱，这些原子的阵列也会发生变化，通过光泵磁共振即可探测磁场的信息。设备将接收到的磁场信息通过蓝牙传送到PC端，通过软件处理，最终显示成我们易于观察的彩色纹理及2D图形，通过分析从而判 断出管道的埋深及泄漏，准确率可达99%以上。

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几种检漏的辅助工具
（一）寻管仪（管线定位仪）
对于无图纸资料，又说不清管道位置的区域，用听音法找不到管道位置，就听不到管道的漏水声，用相关仪即使测出有漏水，也无法确定漏水的准确位置，必须用寻管仪找准管位，才能确定出准确的漏水点位置来。

寻管仪分两部分：
1、信号发射机：
把电磁感应的信号发射到被检测的管道上，使管线产生相应的磁场，这叫感应法（无源）。如果让发射机将电磁感应的信号用电缆直接发射到被测管线上，这叫直接法（有源），适用与同一位置的多条管道。



2、发射机：
能接收发射机发射到被测管线的电磁感应信号，发射机和接收机可沿管线不断向前移动，即可找到被测管线的准确位置，同时可测出管线的深度。

（二）寻阀仪
因城市建设及路面修筑扩宽等土建工程，将阀门井盖掩埋，而影响管线的检漏维修，又无阀门位置资料，可用寻阀仪寻找阀门的位置，寻阀仪是由两个震动器组成，当寻阀仪遇到金属物时，其中一个震动器的频率改变，两个震动器发生频率差，当频率差大于几十Hz时，即可发出声音，利用这个原理，可准确找到金属阀门井盖的位置，一般深度在50-100CM左右。


除此以外，还需配备压力表、发电机、电钻、水泵、勘探棒等，一改过去常用的土法钢钎、大锤等钻探方法。

五、检漏方法

 

检漏工作开始，首先要了解该地区的管道分布、走向、深度、管材种类水压等情况。再用听漏棒听管道的附属设备（在无用水的情况下），水头、水表、水门、消火栓、排气阀或怀疑漏水的管道地面上是否有声音。一般在管道和管道的附属设备上听有两种声音。一种是“嘶嘶”声，这种声音虽小，但较清晰，离漏水点较近；另一种是“呼呼”声，这种声音虽大，但离漏水点较远。所以当听到这两种声音时，则有漏水现象，无声音则无漏，如同时听到两种声音都相同，声音大的一点离漏水点较近，检漏人员根据听漏水管道两点间的声音大小与距离的比例，就可大致判断出漏水点的方位来。听好漏水声极为重要，漏水声的大小和漏水孔的大小、形状、管内压力高低、管材种类有关，在这种情况下，为更准确起见，可用电子检漏仪在漏水管道的地面上测听漏水声，这个地面漏水声大小，除受上述条件的影响外，还受管道埋土深度，土质的种类（沙石土传音比纯泥土传音好，土质越硬传音越好）的影响。同时也受漏水点周围的环境因素制约，如外界噪音、下水井、电杆、地下水位高将管道淹没等。其规律不易掌握，需要从实践中不断积累，要善于分析判断，不能急于求成，这时也可对所判断漏水点用相关仪再验证一下，如漏点与前者相符，即可钻探（注意地下其它管线）定位，只有这样才能准确的定出漏水点来。

检漏有两种作法：

一是被动检漏法，被动检漏是水已冒出地面或用户反映无水而进行检漏，而我们应该变被动为主动，及时发现初期漏水，将隐患消灭在萌芽中，防患于未然，减小各种损失。

二是主动检漏，主动检漏首先要按照图纸资料，逐街逐片的进行管网普查，也可对重点地区和出现异常地区进行重点检查，并进行周期性的巡检。

大管（DN75以上即3寸以上）漏水声在小管线上不易听出，小管线的漏水声则容易在大管上听出（在被测管线附近），因此，务请严加注意。

检查大管线漏水，必须在确认该管线附近用户无用水的情况下进行，大管检漏要通过管道上的附属设备（阀门、消火栓、排气阀、吐泥管等）来听，大管检漏比较复杂，因受其支线影响，所以必须弄清支线无漏水的情况下逐段进行，逐个设备细听来判断；漏水管段，如在某一阀门上听到有声音（阀门油合必须不漏水），再听阀门两测的管线，分辨哪一侧声音大，再沿声音大的一端管线找出下一个设备，再分清这一设备（阀门）两端哪面声音大，由此分辨出漏水点在哪一段管线上。以此类推向前进行，就可以确定这条管线是否有漏水。在检查时，对大管线的水门要掌握其关闭情况，当听到水门有声音，两侧管段的声音大小又很难分辨，这有可能是水门关闭，但由于设备年久关闭不严，水流通过受阻，会发出很强的声音，此时一定要把阀门全部打开，如果声音消失，则不是漏水，如果还有声音，则证明这段管道有漏水，这时可用各种相关的检查及设备来确定漏水点。漏水点确定后，可用打探来确定准确位置，可多打几处，用听漏棒插入探孔内听音，以观察地下水位高低来做参考。确定漏水点的标准是：见管、见水、见声。（即打探要探在管皮上，从棒上见到水，用听漏棒能听到下面的漏水声）

对于既漏水又无声音的漏水点，要做细致的分析，管材种类，接口材料，水压高低，漏水管线是否被地下水淹没及管内是否有气体等。在分析过程中根据不同情况采取不同办法，如塑料管，玻璃钢管，球墨管等传音较差的管线，水压较低的管线，可在怀疑漏水管段近距离多打几处探，用听漏棒插入探孔内对比几个探孔的声音，同时观察地下水位的高低，如果漏水管线被地下水淹没，水对声音衰减是很严重的，这只有将探打在漏点附近才能听到漏水声音，或是将这里水管周围的水抽出到管线底部以下，再进行测听，在打探时，尽量要打在管道的接点处，尤其是球墨管，这样基本就可以找出准确的漏水点来。以上可称漏水调查。

六、管道漏水的几种表面现象

 

NO.1地面下沉，地面鼓起和旱天潮湿，旱天野草茂盛，冬季地面积雪融化等都可能是地下管线漏水造成的。

NO.2入冬和初春季节，是地下管线破损率最高季节，这时期，因地下管线和周围的土质受热胀冷缩的影响，造成管道破损与断裂，所以抓紧这个季节的检漏工作。

NO.3地下管线附近的树根对管道的危害也很大，树根生长逐年加粗，挤断管道的现象时有发生。

NO.4电缆井、下水井、大墙下、坡下及排洪沟内等有清水流出，都可能是周围管线漏水造成的。

总之，对检测漏水或处理疑难漏水点，没有什么窍门和捷径可走，只有认真分析、观察、分别利用各种仪器设备，不断积累经验，提高技术水平，去探索漏水调查工作中的新领域，为节约水资源做出重大贡献。