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气体示踪法查漏水 没有查不到的漏点

气体示踪法
气体示踪法指在供水管道内施放气体示踪介质,借助相应的仪器设备通过地面检测泄漏的示踪介质浓度来推断漏水点的方法。
1.适用范围
可用于供水管网漏水量小,或难以采用其他探测方法的漏水的探测。
2.技术要点
气体示踪法所采用的示踪介质应无毒、无味、无色,不得污染给水水质;应具有相对密度小、向上游离的特性,且穿透性强,应易被检出;应不易被土壤等管道周围介质所吸收;应具备易获取、成本低、安全性高的特性。气体示踪法仪器传感器的灵敏度应优于1mg/L。探测前应计算待测给水管道的容积,备足示踪气体。在向待测供水管道内注入示踪气体前,应关闭相应阀门,并应确保阀体及阀门螺杆和相关接口密封无泄漏。不宜在风雨天气条件下采用气体示踪法。

气体示踪法查管道漏水

1.氢氮气示踪法技术介绍

氢气示踪法是将5%氢气和95%氮气混合气,即所谓的“示踪气体”,代换或溶入试压介质(压缩空气、水)。众所周知,氢气的可燃极限为5.7%,因此,5%氢气和95%氮气混合气是绝对安全的气体。这种示踪气体无毒、无味、无腐蚀性、不可燃,是工业焊接作业中用来保护不锈钢避免氧化的常用气体。这种气体的成本不会比氮气高很多,一般在制气厂就能得到。如果条件允许,这种气体还可以作为打压试验的试压介质,一次就能完成试验一查漏一维修整个过程,从而减少整体成本。当然氢气示踪检漏法也可以单独使用,当用其他试压介质完成并确认管道有泄漏时,才采用氢气示踪技术进行泄漏部位的查找。


新建压力管道泄漏分两种情况:

(1)管道在未回填土之前的泄漏。

这种情况用氢气示踪法技术查起来非常容易,只是用氢气检漏仪的手持探头沿管道移动,便能找到全部泄漏点,本文不作为重点讨论。

(2)管道在回填土之后的泄漏。

因为“抹肥皂水”和“目视”的方法均已失效,这正是本文下面将要详细讨论的主要内容。

在用氢气检漏仪查找管道泄漏之前,必须探明管道的准确走向。如果是新施工的管道,走向当然很清楚,不需要管线探测仪帮助定位;如果是旧管路系统,走向可能不清楚或地面未标记管道的埋设走向,这时必然用管线探测仪探明管道的走向。因为示踪气体在升至地面过程中横向扩散很小,如果管道走向不准确,很可能检测不到示踪气体而误认为管道无泄漏。管道上面的掩埋介质直接影响着示踪气体升至地面的时间。一般新竣工的管道,其管道上面的掩埋物较松散且干燥,这种情况下只要注入气体1h后就可以开始检测示踪气体。检测旧管网则需要等待较长时间,因为管路上掩埋层经过长时间的沉积和外力挤压,变得密实坚硬。管道埋深层和掩埋介质的等待时间可参考表10—1。

2.埋地压力管道氢气示踪法查漏技术

氢气是一种理想的示踪气体,是所有气体中比重最轻(比空气轻14倍)和粘度最小的,能够快速由泄漏处渗透到地面而被仪器检测到。氢气在地表面的横向扩散很小,埋深lm的管道,其扩散直径范围仅为1.5m(见图10一4),这时用高灵敏度氢气检漏仪确定泄漏部位的误差也仅在半米之内,即使是埋深3。4m的管道,其定位精度事实上是很高的,一般在lm

之内。氢气示踪法的基本原理是将5%氢气和95%氮气混合气注入管道中,然后用氢气检漏仪在管道上方搜索,检测示踪气体。通过检测泄漏处冒出到地面的示踪气体,便可准确查到泄漏部位(见图10一5)。


埋设层上层为混凝土时,等待时间因混凝土形态而异,机械强度越高的混凝土需要等待时间越长。新铺设的混凝土和铺设很久的混凝土等待的时间相差很大,因为新铺设的混凝土透气性很好,气体很容易透过它而被检测到,而铺设很久的混凝土结构中充满了泥土,透气性很差,需要等待的时间长得多,一般需要等待24h以上才能有足够量的气体渗透到地面。地面的干湿程度也影响着透气性。因此,在检测时不防现场钻几个孔,透过混凝土层或沥青层先取得经验,这样有助于提高检测泄漏的效率和取得满意的结果。

三、氢气示踪法检测步骤

1.注入示踪气体

在打压试验完成并确认有泄漏的管段,将5%氢气和95%氮气注入管道,注入的方法同。打压试验法”。气压按有关规定,一般应达到工作压力以上。这点很重要,因为管道泄漏与压力有关,一定压力下可能不漏,而超出该压力后就有漏。

在向管道系统中注入示踪气体时,用氢气检测仪手持探头先检查注入设备本身有无漏气,如法兰、阀门、压力表等的周围。这些部位的泄漏通常很小,但加起来也会成为相当量的泄漏。如果条件允许,打开系统远端的阀门让空气排出,用仪器检查示踪气体是否到达萄专部,确定示踪气体到达后再关闭阀门。

2.标记出管路走向

示踪气体不会有很大的横向扩散,因此,准确知道管道的走向是非常重要的。如果管路走向不清楚,则使用管线探测仪标记出管路走向。

3.等待示踪气体到达地表面参见前述推荐的等待时间表(表10—1)。


4.用氢气检测仪沿管路走向检测示踪气体

(1)用手推车探头检测。

手推车探头下面有穹形胶垫,与地面接触时拢集气体,仪器的真空泵把气体抽至内置传感器。手推车可推位移动,在管道上方以步行速度前进,最快速度可达3km/h(见图10一6)。

(2)用地面探头(或钟型探头)检测。

在障碍物较多或潮湿地面上,手推车不适用于这种环境,这时可用地面探头检测示踪气体。先打开仪器吸泵,地面探头的喇叭口处与地面之间形成的小真空区能够将地面下的气体吸出来,每隔lm抽一个气样,每次抽样时间约3—5s(见图10—7)。


5.开挖泄漏部位。

维修处理氢气检测仪查到泄漏点后,进行现场开挖。在开挖暴露出的管道上用手持探头准确找到泄漏点,维修处理。

四、仪器设备的选择

管道的泄漏情况非常复杂,形式多种多样,从微漏到大漏,管道的掩埋介质及现场环境也千变万化,这对氢气检测仪的选择具有较高的要求,必须适用于各种情况下检测功能的仪器才能当此重任。德国竖威公司的’rv8氢气型检测仪具有以下技术特点:仪器响应迅速灵敏;对极微量的氢气泄漏也能做出分析判断;仪器采样方便,具备吸泵功能以及装卸方便的手持探头、地面探头(钟形吸盘式探头)、手推车式探头;传感器稳定性好,使用寿命要长;检测灵敏度高,达1ppm;量程大,典型测试范围O~1000ppm,最大量程0一lOOVol%,即使检测高浓度的泄漏点也不会发生传感器中毒现象;量程转换方便,具自动转换功能;可读性好,具备声、光、数字、模拟报警功能;便于携带到现场使用;仪器操作简单,使用方便。


查漏、听漏、探测就是解决管道漏水简便、省钱的好方法。

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上海水管漏水检测 漏水声及其传播特点

漏水声及其传播特点
1.漏水声的基本知识
承压管道破裂以后,水从破口中急速流出,管道破口受到冲击振动,产生管道漏水声;同时流出的自来水也会冲击管道周围的介质(例如土壤、砂、混凝土等),产生介质漏水声。管道漏水声和介质漏水声组成了现场中实际听到的漏水声。
从物理学的角度来说,声音因物体振动发出,漏水声也不例外,它有三个主要特征,即声音的大小、声音的高低(简称音高)和声音的音色,也称作响度、音调和音品。
1)声音的大小即响度或音量,人主观上感觉声音的大小,由“振幅”(amplitude)和人离声源的距离决定。用声强级或声压级来表示,单位为贝(B),常用单位为分贝(dB)。正常人听觉的强度范围为0~140dB。声强级的计算式为
式中 A——测试声强;
A0——参照声强。
2)声音的高低即音调,是指声波在1s周期内的振动次数,也叫频率,单位是赫兹(Hz)。人的听力范围为20~20000Hz,高于这个范围的称为超声波,低于这个范围的称为次声波。频率越高,音调越高,听觉上的感受是声音越尖锐,频率低的声音则感觉沉闷。漏水声的频率范围大致为300~3000Hz。图2-1所示是铸铁管(ϕ100mm)和塑料管(ϕ75mm)在不同距离(1m、10m)的频谱图。部分听漏仪或相关仪本身附带频谱分析的功能。
① 高频漏水声在金属管道传播不容易衰减,在塑料管传播容易衰减。
② 距离漏水点越远,漏水声的高频成分越少。
3)声音的音色是指同一频率、同一振幅的声音在不同的振动介质上感受到的听觉区别。例如:同一个频率和声强的音高,用弦乐器和管乐器演奏的声音就不同,很容易分辨。同时环境中的声音都是由基音(主频音)和不同泛音组成,自然界没有单一频率的纯音。
鉴别漏水声的关键就在于区分音色。音色很难用语言描述清楚,听漏技术人员自己必须经常听各种不同的漏水声,尤其是要听在不同的实际工况下(如压力、破口、材质、管道部件等)的漏水声,形成漏水声记忆库。大脑中形成漏水声记忆库一般需要一年左右的时间,在这期间内,听漏人员必须不断强化自己对漏水声的
记忆,否则会遗忘。当漏水声记忆库中有一定数量的各种工况下的漏水声时,可以将现实中听到的漏水声与记忆库中的漏水声进行对比分析,然后判别漏水位置。
上述两个过程就是通常所说的正演和反演,即先用正演训练识别系统,再用反演推测被识别的对象。这两个过程对于刚从事听漏的人员非常重要,应重视加强这方面的训练和实操,以便很快上手、独立工作。
当承压的管道漏水时,由于压力的作用,在漏点处及周围的土壤中将产生一定强度的振动,称为声波。平常听漏常听到有些不同的声音混在一起,这就要靠经验和技术水平进行分析,一般情况下常遇到的情况有下面几种。
1)由于管道内水压的作用,漏
口处发出“滋滋”的声音,像瀑布的流水声。
2)漏口处射出的水柱撞击泥土的声音。
3)硬物块互相撞击的声音。
4)水在地下空间流动的声音(类似泉水声)。

上海水管漏水检测 不同泄漏口尺寸下的泄漏声波信号特性

不同泄漏口尺寸下的泄漏声波信号特性

        为了保证实验测得数据的真实性及可靠性,特选取市政管网中的一个消防栓作为实验对象。此消防栓的开口大小可以进行人为调节,对消防栓开口采取了大、中、小三个状态进行泄漏声的采集分析。为了排除周围环境噪声的影响,提前采集相同环境状态下消防栓闭合时的背景噪声。将加速度传感器布置在距离消防栓开口处 10cm 的管壁上。

上海消防管道查漏

        背景噪声:观察背景噪声的时域波形,可以看到背景噪声信号的振幅平均约为 0.4V,能量相对较弱;观察功率谱图可以看出,泄漏点周围的背景噪声的信号频率成分基本上充满整个频带,分布较为均匀,没有明显的频率集中,在大约 110Hz 处产生了一个谱峰,通过分析可得这个谱峰的产生主要是因为管道内的高压水在流动的过程中,引起管道的振动而产生的。

        观察消防栓三种开口情况的时域波形:开口较大时,泄漏声信号的振幅平均约为0.7V,能量较大;开口中等时,泄漏声信号的振幅平均约为 0.02V,能量相对开口大时明显降低;开口较小时,泄漏声信号的振幅平均约为0.004V,能量进一步明显降低,十分微弱。

        观察消防栓三种开口情况的功率谱:开口较大时,泄漏声信号的频率主要集中在1600Hz-2000Hz,信号功率谱最高值为 0.025,信号的高能部分主要集中在高频段;开口中等时,泄漏声信号的频率同样主要集中在1600Hz-2000Hz,信号功率最高值约为 0.002,比开口大时有所降低,能量也主要集中在高频段;开口较小时,泄漏声信号的频率和以上两种开口情况一样,主要集中在 1600Hz-2000Hz,信号功率谱最高值约为0.8×10-4 ,已经非常小,微弱的能量同样主要集中在高频段。

        综上可得,三种不同泄漏开口大小的时域波形的幅度存在较大差异,开口越大,信号振幅越大,能量越大,随着开口的依次减小,能量明显降低。三种不同泄漏开口大小的功率谱图中泄漏信号的主要频率成分都集中于 1600Hz-2000Hz 的高频段,即开口情况不同,泄漏声信号的主要频率相同。但是,各频率成分的能量相差较大,开口越小,各频率成分的能量越小。

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