供水管網泄漏監測的原因及檢測方法

近年來供熱企業因泄漏造成的安全問題頻發，越來越多的供熱企業為實現連續化生產進行改革創新，國家也出臺了相應法律法規。但是我們的設備管線在運行中難免會發生跑、冒、滴、漏的現象，那么如何治理在運行中的泄漏和如何實現安全連續化生產就顯得尤為重要，管道漏損問題變得越來越突出。既造成了能源浪費和供熱成本增加，又影響熱用戶的取暖。因此管道查漏與搶修一直困擾著供熱企業，本博主結合多年行業經驗，總結一些供熱管網檢測與維搶修的一些方法供各熱力同行參考和探討

01、熱力耦合作用

熱力管道運行時由于管內熱媒溫度較高,受熱膨脹會產生巨大熱應力, 熱應力作用于管道,使管道受熱膨脹伸長,周圍土體又會阻礙管道的位移場變化,這時就會產生裂紋。（容易造成：焊口裂紋、管道裂紋)

02、土質變化

地下直埋管線與其周圍的土體在動力作用下是一個相互作用體系，土壤沉降不均，干濕度不等，季節變化造成膨脹不均，都能造成管道的漏水。（容易造成：焊口裂紋、管道裂紋）

03、管道腐蝕

熱力網管道管材以鋼管為主,特點是耐高壓、耐振動,重量較輕,但是承受外荷載的穩定性和耐腐蝕性差。（容易造成：管道被腐蝕穿孔、腐蝕斷裂）

04、流體本身特性

補水時直接使用自來水,而不進行水處理,自來水內含有溶解氧、氯和碳酸氫鈣,對管道進行腐蝕。（容易造成：沖刷減薄、腐蝕）

05、地質條件的影響

沿管線走向的工程地質條件是影響管道破壞的又一因素。管道在穿過不均勻場地土時,土體出現明顯的豎向位移、橫向位移,地形和巖性突變使管道在不同土體類型中變形不同而破壞。土體類型變化以及地形、地貌條件,斷層等對管道破壞也有很大影響。（容易造成：三通、彎頭、補償器部位開裂）

06、管道周圍環境的影響

地下直埋管道直接接觸土，由于土壤的不均勻性,導致腐蝕程度差異較大,其類型主要是局部腐蝕,極易造成管線的腐蝕穿孔破壞或斷裂。（容易造成：電化學腐蝕穿孔）

07、施工質量影響

近年來,由于一些人為因素導致管道爆裂的事故出現得越來越多。例如:地基勘探破壞管道、挖掘機挖破管道、路面打夯機振斷管道以及破壞管道地基,導致基礎下沉,管道由于不均勻沉降斷裂等等。（容易造成：焊口開裂、腐蝕穿孔、三通、彎頭部位開裂、閥門法蘭泄漏等）

二、漏水的損失和影響

失水造成的損失和成本分為直接損失和間接損失，直接損失主要由自來水成本、加熱水的燃煤損失和耗電損失、水處理成本和人工維修成本等組成。間接損失主要是由于失水造成系統失調、系統補水造成的供熱溫度降低對收費工作的影響、加速水泵等設備老化及對企業形象的影響的間接損失。

三、查漏方法分類

NO.1泄漏造成熱網水量失衡。熱網是個帶壓的閉式循環系統，正常運行時，熱網內的水量應當恒定。當熱網泄漏時，就要補水；當有水從外部（如換熱器）漏入熱網時、就要放水，以維持熱網水量的動態平衡。因此，可根據對首站的補水量、放水量和回水壓力曲線的統計與分析，判斷熱網的泄露狀況，從而確定檢漏工作的方向，有針對性地開展檢漏工作。根據首站的補水或放水量判斷熱網的泄漏情況，是發現熱網泄漏比較直觀的方式。

NO.2泄漏產生的壓力異常。將熱網視為密閉的有壓容器，若該有壓容器存在泄漏現象，隨著時問的推移，其壓力將與周圍環境的壓力趨于一致，壓力變化的速率取決于該有壓容器的容積和泄漏量。同理，熱網中有泄漏的管段被隔離開后，這部分的壓力最終也將與周圍環境的壓力趨于一致，而首站的補水量將會減少。這是隔離檢漏法的技術依據。

NO.3泄漏產生的溫度異常。熱水泄漏后，會造成漏點上方的地面溫度升高，也會造成漏點附近其他地下管線井室溫度異常升高。因此，可通過溫度異常查找管網上的漏點。

NO.4泄漏產生的聲音異常。泄漏發生時，在壓力的作用下，從泄漏處噴射出的水與泄漏處發生摩擦。聲音沿管道傳至附近的閥門或補償器。同時，水噴射到泄漏處周圍的土壤上，也會產生聲音，通過土壤傳到地面上。

根據以上綜合情況，查漏方法有音聽法、相關分析法、區域裝表法及氣體探測法、溫度測量法和使用專業探測設備儀器，在實際供熱運行中，我們應該根據實際情況來選擇合適的一種或多種測漏方法，以盡可能減少費用，降低供熱成本，下面我們就來看看現在的查漏工具及檢測方法。

四、查漏工具

管道內的水在正常運行時是無聲音的，只有在用水（附近）或漏水時才會發出聲音，要想接收到這種聲音，就須要有以下幾種檢漏工具：

01、聽音桿

各地叫法不同，但道理都是一樣的，最早有木質的，也有銅的，有管的，也有實心的（即我們現在使用的），還有電子的，聽音桿的下端接觸到管道的地面上或管道及設備上，將管道的漏水聲通過聽漏棒傳到上端的聽筒內，使聲音在聽筒內（共鳴腔）通過震動膜片把聲音擴大，再傳到檢漏人員的耳內，檢漏人員根據漏水聲的大小與清晰度來確定漏水點。聽音桿的優點是攜帶方便，操作簡單，造價低，聲音不失真，效果好，不受噪音的干擾，電子聽音桿將聲擴大后有些失真，受外界的干擾大，難以判斷準確的漏水點，適合夜晚安靜的時候使用。所以說到目前為止，聽音桿仍是檢漏不可缺的工具之一，就象大夫不能缺少聽診器一樣。

02、檢漏儀AQUA M300D

（電子放大器）

電子放大檢漏儀就是用傳感器把地面震動通過電子放大，用儀表或耳機來表示聲音的大小或音色，可采用頻率選擇，把漏水音以外的噪音頻率篩減掉，以減少外界的干擾，雖然經過這種處理，但有些噪音仍不可避免（如噪音與漏水相同的頻率，所以說僅限于周圍的噪音，有些漏水點的確定要選擇在夜間工作比較適宜，同時還要有一定的經驗來判斷漏水聲。使用聽漏儀在管道上方檢測時，要采用Z型方法進行檢測，以免偏離管道。我們現在代理的M100D和M200D檢漏儀就是采用高性能的的濾波器把不必要的噪音濾除掉，放大所需的噪音信號，同時這種檢漏儀帶有振幅自動記憶功能，顯示5個測點的數值和圖形，可供我們參考，該儀器可連續工作12小時,工作溫度在-15C - +55C。

03、相關檢漏儀

相關檢漏儀是一九六Ο年由英國研制的，它的原理是把兩個傳感器放在漏水管道的兩端，閥門或管壁上，由于漏水點到兩個傳感器之間的距離不同，距離長的一端的傳感器要比距離短的一端的傳感器接收漏水聲時間要長（遲），那么就可以從延長的時間來推算出漏水點與傳感器之間的距離。

漏水點距相近探頭之間的距離。D——兩個傳感器之間的距離（測量必須要準確，否則所測漏點位置也不準確）。V——漏水聲波在管道中的傳播速度（取決于管道材質與管徑，儀器里已儲存）。

使用相關儀必須具備兩個傳感器，直接放在漏水管道兩端的管壁上或閥門等設備上，而且必須在能接收到漏水信號的范圍內，一般不宜超過300米，可先用聽漏棒在兩個放傳感器的位置處測聽一下是否有聲音，如果無聲可縮短距離，相關儀的兩個傳感器必須是測得同一個漏水點的信號，這才叫相關，如果兩個傳感器接收的不是同一個漏水點的信號，這不但不相關，反而測不出漏水點來，相關儀不受管道深度和噪音的限制，非常適合北方地區。

04、區域漏水監控系統

傳統的漏水普查是采用人工聽音法，再用儀器來定位，而且有很多漏水點需要在夜間工作，為了在短時間內對城市供水管網進行高效的大面積普查，英國研制生產了目前世界技術領先的漏水探測設備麥克桑區域漏水探測系統。

(一)多探頭區域相關預警儀是一種經濟有效的區域漏水探測系統，它能在檢漏人員少的情況下，快速找到更多的漏水點。

區域漏水監控系統由兩部分組成：

1、噪音記錄傳感器

2、是一種具有高靈敏度的傳感器，把它放到管網上后，可以對管網的漏水情況進行連續的監測。傳感器由優質的不銹鋼制造，IP68防水標準，可以浸在水中工作，傳感器底部的強力磁鐵能使傳感器牢固地與管壁接觸，內部電池可工作5-10年

3、數據接收機

數據接收機可接收記錄傳感器中的噪音信號和設置系統的參數，操作比較簡單，直觀，用它自身的可充電鐳電池或是車載充電電纜都可以長期工作.

(二) 區域漏水監控系統的使用方法與原理

預警儀噪音記錄傳感器一般設置在凌晨2：00-4：00開始記錄噪音信號，在這段時間內自然環境噪音最低，用水比較少，它在每30秒內讀取100個噪音水平數據，然后給出一個噪音水平數據，也就是說在2個小時內能讀出240個噪音值，在這240個數據中取10個最低噪音值的平均值做為最小夜間流量。

噪音記錄傳感器通常是靠磁鐵吸附在管道的管壁、閥門、消火栓等附屬設備上，然后在固定時間內連續地把噪音信號記錄下來，在第二天早晨用接收機到現場將傳感器記錄的噪音信號接收進來，這不僅從接收機的屏幕上可以看到同時還可以下載到計算機中，做進一步分析。

這種區域監控系統在國外（英國）是長時間的，全部管網都放置這種傳感器，而在我們國內因受經濟條件和人的素質的制約，只能放30-50個，一個區域一個區域的輪流監測，在測試過程中發現幾號傳感器在哪段管網中數據值較高，好象在供水管網的各個設備上放了一個哨兵在站崗，在晚間無用水無噪音的情況下，發現哪個管道有噪音信號，就記錄下來，第二天向你匯報。即可懷疑此處有漏水，這時待檢漏人員進一步確認，準確的漏點（大連水司、開發區水司、鞍山水司都在使用）

05、供水管道內檢測機器人（小海豹）

通過內檢測機器人對管道內部信息進行采集，可以對供水管道不停水進行檢測，儀器上配有高清攝像頭獲得管內清晰圖像，同時采用了先進的水聽器及信號處理，檢測精度高于地面聽漏檢測，能夠確定管道位置和漏水點。

06、衛星撿漏技術

衛星探漏是通過采用長波段的合成孔徑雷達衛星，利用遙感技術來掃描地球上的城市供水管網系統，將衛星數據進行Utilis公司的算法分析，生成漏點GIS圖，漏點報告及數據?？蛻艨梢詫⒙c圖與管網圖疊加，結合傳統的地面檢漏團隊，針對可疑漏點區域的管網進行檢漏排查。這種天地一體化的組合方式，大大增加了核查準確率及維修漏水點的效率，從而為城市節省了更多水資源，提髙了水務公司的工作效率。

07、管道測漏可視化綜合檢測系統

管道測漏可視化綜合檢測系統設備采用先進的MEMS的激光鋁磁力傳感系統,系統垂直地疊加在一個有著圓柱形外殼的腔體內，腔體內蘊藏有硅芯，用垂直腔表面發射激光器泵浦一個玻璃和硅基之間的銫吸收室，如果外界有磁場，即便非常微弱，這些原子的陣列也會發生變化，通過光泵磁共振即可探測磁場的信息。設備將接收到的磁場信息通過藍牙傳送到PC端，通過軟件處理，最終顯示成我們易于觀察的彩色紋理及2D圖形，通過分析從而判 斷出管道的埋深及泄漏，準確率可達99%以上。

08、幾種檢漏的輔助工具

（一）尋管儀（管線定位儀）

對于無圖紙資料，又說不清管道位置的區域，用聽音法找不到管道位置，就聽不到管道的漏水聲，用相關儀即使測出有漏水，也無法確定漏水的準確位置，必須用尋管儀找準管位，才能確定出準確的漏水點位置來。

尋管儀分兩部分：

1、信號發射機：

把電磁感應的信號發射到被檢測的管道上，使管線產生相應的磁場，這叫感應法（無源）。如果讓發射機將電磁感應的信號用電纜直接發射到被測管線上，這叫直接法（有源），適用與同一位置的多條管道。

2、發射機：

能接收發射機發射到被測管線的電磁感應信號，發射機和接收機可沿管線不斷向前移動，即可找到被測管線的準確位置，同時可測出管線的深度。

（二）尋閥儀

因城市建設及路面修筑擴寬等土建工程，將閥門井蓋掩埋，而影響管線的檢漏維修，又無閥門位置資料，可用尋閥儀尋找閥門的位置，尋閥儀是由兩個震動器組成，當尋閥儀遇到金屬物時，其中一個震動器的頻率改變，兩個震動器發生頻率差，當頻率差大于幾十Hz時，即可發出聲音，利用這個原理，可準確找到金屬閥門井蓋的位置，一般深度在50-100CM左右。

除此以外，還需配備壓力表、發電機、電鉆、水泵、勘探棒等，一改過去常用的土法鋼釬、大錘等鉆探方法。

五、檢漏方法

檢漏工作開始，首先要了解該地區的管道分布、走向、深度、管材種類水壓等情況。再用聽漏棒聽管道的附屬設備（在無用水的情況下），水頭、水表、水門、消火栓、排氣閥或懷疑漏水的管道地面上是否有聲音。一般在管道和管道的附屬設備上聽有兩種聲音。一種是“嘶嘶”聲，這種聲音雖小，但較清晰，離漏水點較近；另一種是“呼呼”聲，這種聲音雖大，但離漏水點較遠。所以當聽到這兩種聲音時，則有漏水現象，無聲音則無漏，如同時聽到兩種聲音都相同，聲音大的一點離漏水點較近，檢漏人員根據聽漏水管道兩點間的聲音大小與距離的比例，就可大致判斷出漏水點的方位來。聽好漏水聲極為重要，漏水聲的大小和漏水孔的大小、形狀、管內壓力高低、管材種類有關，在這種情況下，為更準確起見，可用電子檢漏儀在漏水管道的地面上測聽漏水聲，這個地面漏水聲大小，除受上述條件的影響外，還受管道埋土深度，土質的種類（沙石土傳音比純泥土傳音好，土質越硬傳音越好）的影響。同時也受漏水點周圍的環境因素制約，如外界噪音、下水井、電桿、地下水位高將管道淹沒等。其規律不易掌握，需要從實踐中不斷積累，要善于分析判斷，不能急于求成，這時也可對所判斷漏水點用相關儀再驗證一下，如漏點與前者相符，即可鉆探（注意地下其它管線）定位，只有這樣才能準確的定出漏水點來。

檢漏有兩種作法：

一是被動檢漏法，被動檢漏是水已冒出地面或用戶反映無水而進行檢漏，而我們應該變被動為主動，及時發現初期漏水，將隱患消滅在萌芽中，防患于未然，減小各種損失。

二是主動檢漏，主動檢漏首先要按照圖紙資料，逐街逐片的進行管網普查，也可對重點地區和出現異常地區進行重點檢查，并進行周期性的巡檢。

大管（DN75以上即3寸以上）漏水聲在小管線上不易聽出，小管線的漏水聲則容易在大管上聽出（在被測管線附近），因此，務請嚴加注意。

檢查大管線漏水，必須在確認該管線附近用戶無用水的情況下進行，大管檢漏要通過管道上的附屬設備（閥門、消火栓、排氣閥、吐泥管等）來聽，大管檢漏比較復雜，因受其支線影響，所以必須弄清支線無漏水的情況下逐段進行，逐個設備細聽來判斷；漏水管段，如在某一閥門上聽到有聲音（閥門油合必須不漏水），再聽閥門兩測的管線，分辨哪一側聲音大，再沿聲音大的一端管線找出下一個設備，再分清這一設備（閥門）兩端哪面聲音大，由此分辨出漏水點在哪一段管線上。以此類推向前進行，就可以確定這條管線是否有漏水。在檢查時，對大管線的水門要掌握其關閉情況，當聽到水門有聲音，兩側管段的聲音大小又很難分辨，這有可能是水門關閉，但由于設備年久關閉不嚴，水流通過受阻，會發出很強的聲音，此時一定要把閥門全部打開，如果聲音消失，則不是漏水，如果還有聲音，則證明這段管道有漏水，這時可用各種相關的檢查及設備來確定漏水點。漏水點確定后，可用打探來確定準確位置，可多打幾處，用聽漏棒插入探孔內聽音，以觀察地下水位高低來做參考。確定漏水點的標準是：見管、見水、見聲。（即打探要探在管皮上，從棒上見到水，用聽漏棒能聽到下面的漏水聲）

對于既漏水又無聲音的漏水點，要做細致的分析，管材種類，接口材料，水壓高低，漏水管線是否被地下水淹沒及管內是否有氣體等。在分析過程中根據不同情況采取不同辦法，如塑料管，玻璃鋼管，球墨管等傳音較差的管線，水壓較低的管線，可在懷疑漏水管段近距離多打幾處探，用聽漏棒插入探孔內對比幾個探孔的聲音，同時觀察地下水位的高低，如果漏水管線被地下水淹沒，水對聲音衰減是很嚴重的，這只有將探打在漏點附近才能聽到漏水聲音，或是將這里水管周圍的水抽出到管線底部以下，再進行測聽，在打探時，盡量要打在管道的接點處，尤其是球墨管，這樣基本就可以找出準確的漏水點來。以上可稱漏水調查。

六、管道漏水的幾種表面現象

NO.1地面下沉，地面鼓起和旱天潮濕，旱天野草茂盛，冬季地面積雪融化等都可能是地下管線漏水造成的。

NO.2入冬和初春季節，是地下管線破損率最高季節，這時期，因地下管線和周圍的土質受熱脹冷縮的影響，造成管道破損與斷裂，所以抓緊這個季節的檢漏工作。

NO.3地下管線附近的樹根對管道的危害也很大，樹根生長逐年加粗，擠斷管道的現象時有發生。

NO.4電纜井、下水井、大墻下、坡下及排洪溝內等有清水流出，都可能是周圍管線漏水造成的。

總之，對檢測漏水或處理疑難漏水點，沒有什么竅門和捷徑可走，只有認真分析、觀察、分別利用各種儀器設備，不斷積累經驗，提高技術水平，去探索漏水調查工作中的新領域，為節約水資源做出重大貢獻。