浅谈石化装置区地下水管线漏水检测方法

南 海 杨晓雨 陈 星 宁克冰

（1. 中国石油辽阳石化分公司，辽宁 辽阳 111000；2. 大连信之恒金属焊接检测有限公司，辽宁 大连 116000）

0 引言

石化装置区地下水管线主要包括：消防水管线、生产水管线、循环水管线、伴热水管线、生活水管线等。管线周围环境特点为装置区内有动设备运行、管线周围噪音大、地面震动强烈，特别是与设备相连的循环水管线，振动更大，小部分停车装置相对安静。另外管线走向不清晰，虽然能提供管线分布图，但由于多次改造，分布图与实际走向往往存在差异，甚至还有不掌握的管线埋于地下。

当地下水管线发生泄漏时，就会直接影响到石化企业的经济效益。当消防水线泄漏时，遭遇突发状况，水压不足，提压困难，就会失去安全保障的作用。当淡水线泄漏时，不仅给厂内员工的生活带来不便，而且还要付出昂贵的水单；当循环水线泄漏时，不仅导致水中添加的防腐药剂白白流失，而且还会给生产设备带来严重的损害[1]。为此，本文主要论述石化装置区地下水管线漏水检测的基本方法。

1 漏水检测设备介绍

漏水检测设备主要有：听音杆，电子检漏仪，相关仪，管线定位仪及其他辅助设备。

听音杆，操作方法简单，漏水声直接通过金属杆顶端的片传入耳中。

电子检漏仪，是通过测听管道及地面泄漏噪声，从而确定漏点位置的设备，一般由主机、地面接触传感器和耳机组成。

相关仪，是对漏点进行定位的设备，包括笔记本电脑，信号接收机和两个连接传感器的发射机组成，它是地下水测漏的主要设备。

管线定位仪，用于确定地下金属管线的走向，一般包括接收机和发射机。

2 漏水检测常用方法

漏水检测常用方法有：环境调查法、压力测试比较法、声震法、相关法。

2.1 环境调查法

环境调查法是一种最直观的判定漏水线索和范围的方法。首先由装置人员提供地下管网图，并结合现场实际情况和管线定位仪，从而判定地下管线的分布及埋管介质的情况，然后对周围环境进行调查。

主要检查方法是将各种井盖打开后（包括消防井，污水井，雨水井，上水阀门井，DB井，通讯井）察看井里有无清水流淌情况；多日未降雨后观察路面有无积水，潮湿；挡土墙的墙体，墙根有无清水流出，排水沟有无清水长流；冬季局部积雪先融化；管线上方植被异常茂盛，春季先返青，树木先发芽。可根据地势高度差，地面返水量以及结合地下管线走向，进行估判。环境调查法一般能够提供漏水线索和大致范围，准确定位漏点有一定困难及不准确性。

2.2 压力比较法

压力比较法是一种确定漏水区域的方法。如果管道在一定范围内漏点比较集中，且漏量较大，正常情况下离漏点越近压力越低，利用开关各种阀、栓进行测压比较，可以估判漏水区域，再进而结合相关仪等检验手段进行详细检查。

2.3 声振法

当埋地压力管道发生泄漏时，在管道内部压力作用下，导致水流从泄露点向外喷射，在这个过程中一方面喷射水流与破损处产生摩擦，在破损处引起震动它会沿管道向漏点两侧传播，在管道上一定范围内，可以听到漏水引起的噪声；另一方面，漏水处具有一定压力的水流冲击管道周边介质产生振动，泄漏水流在漏点附近回旋会产生的湍流声音，这些振动和声音传播到地面，可使漏点上方的地面产生微弱的低频率漏水噪声。检测人员使用不同工具、仪器测听这个漏水噪声从而确定漏点位置（如图1所示）。

图1

如果我们把泄漏声的声源认为是漏点，在土层中，如果介质均匀，漏水噪声将以球面波的形式向四面八方扩张，传播距离越远噪声幅度越小，反之越强，所以从地面上寻找泄漏点的位置，就是寻找地面振动最强的位置。声振法又可分为直接听音法，间接听音法，打孔定位法。

2.3.1 直接听音法

用听音杆在管道的暴露点（如消火栓/阀门）测听漏水声，以判断附近是否有漏水存在，直接听音法适用于快速检查，不能精确定位的泄漏点。检测时应注意以下几点：

（1）听音杆与管道暴露点接触时，应手持稳定，避免摩擦，屏住呼吸，仔细辨听；

（2）如果附近有人用水，放水声也会传来，另外附近的环境噪音（装置的运行噪声，马路上车辆通行噪声等）都会对听音造成影响；

（3）阀门、三通、弯头、会对漏水噪声造成突变衰减，根据噪声强弱度在两侧的区别，可以估判漏点在哪儿个方向，一般情况下靠近漏点侧，高频成份多，声音尖锐，噪声强度大。

2.3.2 间接听音法

用电子听漏仪在压力管道的正上方测听漏水声，进行漏点精准定位，检测时应注意以下几点：

（1）传感器在管道上方呈Z放置，放置距离为水泥板油马路0.7～1.2m，土路面0.5～0.8m；

（2）掌握埋层介质对听音的影响，土层密实，弹性较好的介质，漏水噪声传播损失小，土层松软或过于坚实的介质漏水噪声传播损失较大。因此，从地面上测听前者较易，后者较难。掌握不同路面对听音的影响，坚硬的地面（水泥路、柏油路、方砖路）听音效果好，松软的地面（土路、草地、淤泥）听音效果差；

（3）掌握管道埋设方法对听音的影响，管道直接被介质覆盖，听音效果好，管道铺设在暗沟内听音效果差；

（4）地面上的漏水噪声很微弱，传不远，一旦查知存在，就比较容易定位；

（5）在可疑漏点反复比较个点声音大小，某一点的绝对值没有意义，关键时“比较各点”以寻找噪声的相对最大位置。泄漏噪声最大位置，通常被判定对漏点的正上方，但这个位置可能出现误差；

（6）如果漏水已流出地面，地面的出水点不一定正对着漏点；

（7）因长期泄漏，造成管道被水淹没，则不容易被检测到；

（8）埋设过深的管道测听比较困难，噪音较大的装置区测听比较困难。

2.3.3 打孔定位法

路面听音确定疑似漏点后，在管线正上方打孔，然后利用听音杆进行测听，利用此方法可进一步对漏点进行确认，打孔定位时应注意以下几点：

（1）打孔前要确认打孔处地下埋设管线情况，特别要注意是否有电缆，光纤，燃气管道等，确保安全；

（2）打孔深度要尽可能的接近漏水管道。如果从孔内有水流喷出，则要在附近多打几个孔，喷出水量最大处靠近漏点。

2.4 相关检漏法

相关检漏法是一种特殊的声振法，其工作原理为：将传感器放在管道的不同位置，当管道漏水时，在漏点处就会产生振动，从漏点处沿管道向两个相反方向传播，并到达传感器位置，相关仪主机可以测出漏点产生的噪声振动传播到不同传感器的时间差ΔT，只要确定两个传感器之间管道的实际长度D（不是直线距离）和振动声波的传播速度V，漏水点的位置X 就可以用下式计算（如图2所示）。

图2

X为漏点距离A点的距离；

D为管道的实际长度；

V为振动传播速度；

ΔT为振动从漏点C分别到传感器A和B所用时间的差值。

相关检漏法，是一种先进有效的检漏方法，适用于干扰噪声大，管道埋设深或不宜采用地面听音法检测的区域，缺点是管道必须在一定长度内有两个爆露点用于放置传感器，否则无法进行检测，另外如果漏点处被水淹没，也会造成检测困难。使用相关仪检测时应注意以下几点：

（1）传感器应与管道直接接触，接触点应清理干净；

（2）支架处泄漏（如图3所示）当泄漏点位于两个传感器之外时，这种情况称之为支架外泄漏，当发生支架外泄漏时，泄漏点的位置根据公式（1）计算时，则X=0，实际相关检测时由于实际D值和V值与计算所采用的数值有差异，其X值不等于0，发生支架外泄漏时应当重新定位传感器的位置，使其怀疑的泄漏点在两个传感器之间确保漏点定位准确；

图3

（3）三通相关（如图4所示）当管道存在分支时，如果传感器位于1和2位置时，相关峰值将错误的指示T处泄漏，此时应改变传感器的位置位于1和4或者3和4；

（4）弯头相关（如图5所示）当传感器位于1和2位置时，有时会在弯头处产生相关峰值，此种情况应综合分析，采用其他检测方法验证，慎重开挖。

图4

图5

3 现场漏水检测一般程序

检验机构接受检测石化装置属地任务委托，跟现场装置或者档案室调用管道基本资料（管网图、阀栓位置、管道材质、管线直径、水压等），结合基本资料开始进行环境调查，以及阀栓听音调查。大致确定漏水范围后进行路面听音，并使用相关仪进行数据分析，最后钻探定位，漏点确认。