直埋热力管道漏水检测新思路｜张江高科

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直埋热力管道漏水检测新思路

x2 2022-01-10 14:05:34 评论（0）

我们知道，热力管网敷设包括地沟敷设、架空敷设和直埋敷设三种方式，而无沟直埋敷设是最主要的方法，在国内外广泛应用。直埋敷设方式一般采用预制保温管（也称为“管中管”）形式，预制保温管由供热管道、保温层和保护外壳三者紧密粘结在一起，形成整体式的预制保温管结构形式，详见下图。预制保温管内的供热管道一般采用无缝钢管和钢板卷焊管。保温层多采用硬质聚氨酯泡沫塑料作为保温材料。预制保温管保护外壳多采用高密度聚乙烯硬质塑料管，少量保护外壳为钢质管道。

根据调查分析发现，热力管道漏水70%〜85%是因预制保温管管段连接处焊口防腐及管段密封补口处处理不好造成的。加之地下水中含有CL、SO₄²⁻、CO32、Ca2 、Mg2 等多种腐蚀离子的共同作用，导致地下水的PH值为6.0〜7.0偏酸性，一旦进入保温管内，将加速腐蚀。另外，补口接头处进水后，水自泡沫向内浸透，浸透的深度由地下水位的变化情况及泡沫的闭孔率决定。进入保温层的水很难自行排除掉，随着季节及雨量变化，泡沫内含水量也在不断变化，由于供热管道温度较高，因此在水饱和的状态下，管道经常处于半干半湿状态，使管道发生短距离的氧浓差电池腐蚀的危险增加，这种腐蚀主要发生在管道的中下部，一般为局部坑蚀，对管道的威胁较大。还有，聚氨酯泡沫和阻燃剂等进水及高温后析出酸性介质，酸值有所增加，将加速腐蚀。再有，钢管无防腐涂层或防腐涂层处理不当是造成管材腐蚀的另一原因。最后，保护外壳生产厂家为降低成本，大量掺加再生料，使其抗环境应力开裂能力差。在冬季施工时保护外壳的脆性较大，易造成局部受伤或破损，给水的渗漏埋下隐患。其他诸如：执行施工规范不严格，质量监督不到位，拖曳、重压等施工造成损坏，造成漏水隐患。

而供热管道漏水发生时，供热管道的外保温层一定破损，针对外保温层破损点的漏水检测，确定了重点靶区，做到有的放矢，提高了漏水检出率和效率。而供热管道外保温层破损发生，即使没有发生漏水，也是管网漏水发生的重要隐患。外保温层破损严重影响保温效果，造成能源极大浪费，增加供热企业的生产成本，降低了企业的经济效益。另外，外保温层破损的发生，必将加速管道腐蚀的发生，对管道壁厚的测量与剩余寿命的评价，为管道安全运行及有计划更换管道，提供重要的参考依据与佐证。

一、工作原理与技术方法

热力管道的防腐保温层检测可采用Peason法和DCVG法相结合进行。外腐蚀评价采用超声波测厚仪进行剩余壁厚测试并进行剩余寿命的评估。

1、采用Peason法检测保温层破损点

Pearson法的原理是向管道施加交变电流信号，热力管道外防腐保温层出现破损时，电流经破损点流出管道，就会在破损点附近地面表面产生较强的电位梯度，而破损点中心位置的电位梯度最强。

Pearson法检测时可使用国产SL-2818检漏仪，利用两个检测人员作为检测的电极，将采集到的电压信号进行放大，利用声音的强弱和指针的摆动指示两个工作人员之间的电压大小情况。搜索较强的电压区域并定位中心点，即找到热力管道保温层的缺陷位置。

采用Pearson法可以快速检测保温层的缺陷位置以及缺陷漏失检测信号的相对强度。

管道保温层破损点检测的评定等级标准：

保温层地面检漏评价指标（参考值）

2、采用DCVG法进行保温层破损点分类

正常情况下，外防腐保温层出现破损时，便有电流经过破损点流入或流出管道，在破损处周围土壤中产生较大电位差。使用饱和CuSO4参比电极和数字万用表，通过研究地面上的电压梯度的大小并绘制出管道的连续电位梯度曲线，即可准确定位出管道防腐层破损位置。通过缺陷中心和远端大地间的电位差来确定缺陷的严重性。用%IR值来表示。

式中：Vre——防腐层缺陷位置近端与远端的电位梯度

Pre——管道对土壤远端的电位漂移

精确测量地表两点间的电位梯度。确定出%IR后，根据%IR的大小，确定防腐层破损点的类型（下表），根据破损类型确定防腐层的修复时间表。

由%IR的计算公式可知，%IR反映了防腐层破损点处管道的极化程度，管道极化程度高的防腐层破损点，管道的腐蚀速度相对较高，危害程度大，腐蚀穿孔的机率高。根据上述分类方法将防腐层破损点进行分类，在对其进行维修时可不同时处理（处理方法见下表），节约人力物力！

3、外防腐保温层壁厚测量与评价

在发现的防腐保温层缺陷位置进行开挖，或管道检查井（室），使用超声波测厚仪测量管体的剩余壁厚，使用千分表等工装设备测量腐蚀坑深及腐蚀面积，依据相应的标准进行剩余寿命的评估。

4、漏水点检测

针对供热管道检测出的防腐层破损点，采用阀栓听音、路面听音、相关检测及钻孔听音等方法，进行声波检测，确认是否发生漏水。若漏水，精确确定漏水点位置。

二、工作步骤

1、工作流程

2、工作步骤

供热管道保温层破损检测与评估是一项系统工程，需要按部就班系统进行，大体步骤如下：

（1）资料的收集与整理，主要包括管道的基本情况、竣工图、简图等此项工作由甲方在工程项目组进场前完成。

（2）仪器检校，现场实地探勘，研究既定方案的可行性与实操性。

（3）破损点检测与分类、记录与标记。

（4）破损点漏水检测，判定是否漏水，且精确确认漏水点位置。

（5）破损点（含漏水点）提交甲方，由甲方完成修复工作。修复期间，对破损点资料收集，为以后工作提供基础资料。

（6）报告编制。

三、影响因素分析

进行供热管道防腐保温层缺陷检测时，容易受到其他埋地金属构筑物的影响而出现错误的缺陷定位和漏失缺陷点现象。在进行检测时需要注意信号灯施加方式，尽量避免临近地下金属构筑物（如其他金属管道等）的干扰。仔细分析信号状态，排除干扰。进行DCVG检测时，如地面为非土壤状态，需要想办法露出土壤，使参比电极接触土壤。临近的金属构筑物或杂散电流会影响DCVG的测试结果，对分类准确度产生较大影响。

排除干扰因素：主要为供热管道固定支墩。

四、案例分析

我们利用Pearson法和DCVG法等方法在某市某热力公司进行部分热力管道的防腐保温层破损检测试验，共检测人民路DN700热力管道单向长度2000m、普济路DN700热力管道单向长度200m、景苑小区6号楼前管道约60m、教育小区外DN200分支末端约100m，取得了良好的效果。

本次工作共检测出防腐层破损异常11处，景苑小区楼前入户分支4段。破损异常统计表如下：

防腐层破损异常统计表

下面为几张破损点位置照片：

开挖情况：对检测出的防腐层破损异常进行开挖，SL02、SL04、HL02、HL03供回水管道位置均有异常的为固定支墩，其余异常位置防腐保温层均有不同程度的破损，SL08为破损且漏水点。景苑小区开挖后所有入户管道基本未包覆防腐保温层或防腐保温层很薄，管道腐蚀比较严重。

五、结语

采用Peason法和DCVG法等腐蚀检测方法在供热管道上的应用不失为一种应用创新，我们还在青岛、张家口、焦作、保定等地供热公司完成了多项目检测，取得了满意的效果。从实践结果来看，Pearson法和DCVG法等检测方法用于城市热力管道的防腐保温层破损及测漏检测具有效率高、定位准确度高等特点，为热力管道的安全运行提供可靠的维修维护依据。