淺談石化裝置區地下水管線漏水檢測方法

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

石化裝置區地下水管線主要包括：消防水管線、生產水管線、循環水管線、伴熱水管線、生活水管線等。管線周圍環境特點為裝置區內有動設備運行、管線周圍噪音大、地面震動強烈，特別是與設備相連的循環水管線，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，分布圖與實際走向往往存在差異，甚至還有不掌握的管線埋于地下。

當地下水管線發生泄漏時，就會直接影響到石化企業的經濟效益。當消防水線泄漏時，遭遇突發狀況，水壓不足，提壓困難，就會失去安全保障的作用。當淡水線泄漏時，不僅給廠內員工的生活帶來不便，而且還要付出昂貴的水單；當循環水線泄漏時，不僅導致水中添加的防腐藥劑白白流失，而且還會給生產設備帶來嚴重的損害[1]。為此，本文主要論述石化裝置區地下水管線漏水檢測的基本方法。

1 漏水檢測設備介紹

漏水檢測設備主要有：聽音桿，電子檢漏儀，相關儀，管線定位儀及其他輔助設備。

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，從而確定漏點位置的設備，一般由主機、地面接觸傳感器和耳機組成。

相關儀，是對漏點進行定位的設備，包括筆記本電腦，信號接收機和兩個連接傳感器的發射機組成，它是地下水測漏的主要設備。

管線定位儀，用于確定地下金屬管線的走向，一般包括接收機和發射機。

2 漏水檢測常用方法

漏水檢測常用方法有：環境調查法、壓力測試比較法、聲震法、相關法。

2.1 環境調查法

環境調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圖，并結合現場實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的情況，然后對周圍環境進行調查。

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，樹木先發芽。可根據地勢高度差，地面返水量以及結合地下管線走向，進行估判。環境調查法一般能夠提供漏水線索和大致范圍，準確定位漏點有一定困難及不準確性。

2.2 壓力比較法

壓力比較法是一種確定漏水區域的方法。如果管道在一定范圍內漏點比較集中，且漏量較大，正常情況下離漏點越近壓力越低，利用開關各種閥、栓進行測壓比較，可以估判漏水區域，再進而結合相關儀等檢驗手段進行詳細檢查。

2.3 聲振法

當埋地壓力管道發生泄漏時，在管道內部壓力作用下，導致水流從泄露點向外噴射，在這個過程中一方面噴射水流與破損處產生摩擦，在破損處引起震動它會沿管道向漏點兩側傳播，在管道上一定范圍內，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產生振動，泄漏水流在漏點附近回旋會產生的湍流聲音，這些振動和聲音傳播到地面，可使漏點上方的地面產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位置（如圖1所示）。

圖1

如果我們把泄漏聲的聲源認為是漏點，在土層中，如果介質均勻，漏水噪聲將以球面波的形式向四面八方擴張，傳播距離越遠噪聲幅度越小，反之越強，所以從地面上尋找泄漏點的位置，就是尋找地面振動最強的位置。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（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。檢測時應注意以下幾點：

（1）聽音桿與管道暴露點接觸時，應手持穩定，避免摩擦，屏住呼吸，仔細辨聽；

（2）如果附近有人用水，放水聲也會傳來，另外附近的環境噪音（裝置的運行噪聲，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，根據噪聲強弱度在兩側的區別，可以估判漏點在哪兒個方向，一般情況下靠近漏點側，高頻成份多，聲音尖銳，噪聲強度大。

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，進行漏點精準定位，檢測時應注意以下幾點：

（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）掌握埋層介質對聽音的影響，土層密實，彈性較好的介質，漏水噪聲傳播損失小，土層松軟或過于堅實的介質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）掌握管道埋設方法對聽音的影響，管道直接被介質覆蓋，聽音效果好，管道鋪設在暗溝內聽音效果差；

（4）地面上的漏水噪聲很微弱，傳不遠，一旦查知存在，就比較容易定位；

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

（6）如果漏水已流出地面，地面的出水點不一定正對著漏點；

（7）因長期泄漏，造成管道被水淹沒，則不容易被檢測到；

（8）埋設過深的管道測聽比較困難，噪音較大的裝置區測聽比較困難。

2.3.3 打孔定位法

路面聽音確定疑似漏點后，在管線正上方打孔，然后利用聽音桿進行測聽，利用此方法可進一步對漏點進行確認，打孔定位時應注意以下幾點：

（1）打孔前要確認打孔處地下埋設管線情況，特別要注意是否有電纜，光纖，燃氣管道等，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。

2.4 相關檢漏法

相關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，當管道漏水時，在漏點處就會產生振動，從漏點處沿管道向兩個相反方向傳播，并到達傳感器位置，相關儀主機可以測出漏點產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際長度D（不是直線距離）和振動聲波的傳播速度V，漏水點的位置X 就可以用下式計算（如圖2所示）。

圖2

X為漏點距離A點的距離；

D為管道的實際長度；

V為振動傳播速度；

ΔT為振動從漏點C分別到傳感器A和B所用時間的差值。

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

（1）傳感器應與管道直接接觸，接觸點應清理干凈；

（2）支架處泄漏（如圖3所示）當泄漏點位于兩個傳感器之外時，這種情況稱之為支架外泄漏，當發生支架外泄漏時，泄漏點的位置根據公式（1）計算時，則X=0，實際相關檢測時由于實際D值和V值與計算所采用的數值有差異，其X值不等于0，發生支架外泄漏時應當重新定位傳感器的位置，使其懷疑的泄漏點在兩個傳感器之間確保漏點定位準確；

圖3

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

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

圖4

圖5

3 現場漏水檢測一般程序

檢驗機構接受檢測石化裝置屬地任務委托，跟現場裝置或者檔案室調用管道基本資料（管網圖、閥栓位置、管道材質、管線直徑、水壓等），結合基本資料開始進行環境調查，以及閥栓聽音調查。大致確定漏水范圍后進行路面聽音，并使用相關儀進行數據分析，最后鉆探定位，漏點確認。