管道微量滲漏檢測

，

(上海誠友實業集團有限公司，上海 200437)

在城市建設和工業生產中，已經廣泛使用密封管道進行長距離輸送氣體或液體(油、水)等，伴隨出現的管道微量滲漏問題給人身及財產帶來了安全隱患。管道的微量滲漏常常具有隱蔽性，且不易確定準確位置。檢查管道是否出現微量滲漏及確定具體滲漏點的工作需要結合滲漏檢測的毛細管作用原理，筆者分析了輸送油、氣體及水的管道的特點，研制了各具特色的檢漏劑，提出的應用于管道微量滲漏的滲漏檢測技術具有快速、準確等優點，可供相關行業技術人員參考。

1 管道微量滲漏的特點

密封管道出現微量滲漏的根本原因，是在微量滲漏位置存有穿透性缺陷。根據毛細管作用原理，該穿透性缺陷可以形成不規則的毛細管。因此，存儲于密封管道內的氣體或液體(油、水)等流體就可能通過上述不規則的毛細管滲漏到管道外部，從而形成滲漏現象。

1.1 供水管道微量滲漏特點

常見的供水管道有鑄鐵管、鍍鋅鋼管、包塑銅管、PE(聚乙烯)管、PVC(聚氯乙烯)管、PPR(聚丙烯)管等。金屬制供水管道在長期使用后，管內常見有銹蝕，而使得管道存在安全隱患。PE、PVC、PPR等新進材料杜絕了供水管道的銹蝕。然而，相比傳統金屬材料，此類材料的強度、延展性等較弱，遇應力易產生破損，尤其是在工業用壓力供水過程中。另外，有機材料制成的管道同時也面臨長期使用中的材料老化問題。

環境溫度變化導致的材料膨脹、收縮以及管內外結冰也是供水管道受損的常見原因。供水管道、彎頭、閥門處在施工過程中發生的套絲接口斷絲、絲口松動、纏繞物不足或不均等，也可導致微量滲漏。金屬管道銹蝕產生的滲漏在外部常表現為點狀。通常，管道內部有明顯銹蝕痕跡可見，但外部銹蝕痕跡出現在管道滲漏之后。因此，發生滲漏時依靠肉眼觀察難以確認滲漏位置。碰撞、扭曲、擠壓、彎折等應力造成的破損通常呈現放射狀或裂紋狀。

1.2 輸油管道微量滲漏特點

長距離輸油管道材料一般為鋼，臨時管道也使用耐熱橡膠管。戶外輸油管線有輸油距離長、環境條件多變、溫度變化大、承受高壓等特點。工廠設施內的管線以鋼制為主，管線總長較長，難以大規模拆卸。汽車等內燃機內部油路管線以金屬材料為主。管線細，且需要穿過車身多個部位。

輸油管道的滲漏情況復雜，滲漏檢測往往需要在復雜的環境下大面積地進行。因此滲漏所用檢漏劑對滲漏處的指示應該有良好的保持性和穩定性，以便進行觀測和記錄。

1.3 氣體管道微量滲漏特點

氣體輸送管道廣泛應用于工業和民用領域，輸送的物質種類多，且條件各不相同。常見的氣體輸送管道有燃氣管道、城市供暖管道、工業用壓縮空氣管道、空調或冰箱壓縮機內部管線、工廠內氣體原料輸送管等。

因輸送氣體的種類、壓力不同，氣體輸送管道的材料也有不同，常見的有PVC(聚氯乙烯)管道、鍍鋅鋼管、包塑銅管、鋁管等。輸送的氣體若未嚴格處理，可能會含有水蒸氣，從而對金屬管道形成慢性銹蝕，且氣體在管道內壓力變化大，會加快銹蝕處穿孔形成滲漏[1]。

燃氣管道輸送的氣體可能具有易燃、腐蝕、毒性等，一旦滲漏危害極大。通用型氣體管道檢漏劑的基本要求是必須與不同種類的氣體保持化學穩定。

2 管道(線)檢漏劑及檢漏技術

滲漏檢測就是檢測穿透性缺陷的滲透檢測，檢漏劑類似于滲透檢測劑中的顯像劑。檢漏劑不僅具有吸附作用，且能形成不規則的毛細管。滲漏到管道外部的氣體或液體(油、水)等流體，能在檢漏劑的不規則毛細管中上升并橫向擴展，使“滲漏圖形”輪廓顯示擴大，從而使“滲漏圖形”顯示肉眼可見。

2.1 供水管道檢漏劑及檢漏技術

供水管道微量滲漏時，滲出水的壓力低、流量小，難以判斷其具體位置。供水管道微滲漏檢漏劑中含有著色染料，可以對滲漏處滲出的水進行著色指示，使肉眼可以觀察。必要時可以添加反差增強劑。

2.1.1 溶劑選擇

供水管著色檢漏劑所用載液應該為不可與水相溶的揮發性溶劑；且所用溶劑應該不溶解管身及管道包裹材料。

2.1.2 染料選擇

供水管著色檢漏所使用的染料要求快速溶解于水，且顏色鮮亮、明顯。為了加快染料的溶解以及分散，可以選用合適的表面活性劑。

表面活性劑應選擇粉末狀親水性表面活性劑， HLB(親水親油平衡值)>8。選用的染料及表面活性劑不溶于所用的溶劑。染料和表面活性劑需經過研磨或超微粉碎，顆粒平均粒徑不大于5 μm。染料顆粒粒徑過大則不利于分布的均勻性。

2.1.3 包裝和使用

在供水管著色檢漏劑的包裝、儲存及使用過程中應當避免與水接觸。為了避免水蒸氣或水滴混入成品而失效，氣霧劑包裝是常用的方法。

氣霧劑包裝的供水管著色檢漏劑，可以在生產之后的運輸、儲藏、使用中與水接觸。另外，氣霧劑包裝在使用過程中有利于連續均勻地在被檢測管道表面噴涂檢漏劑，避免因噴涂不均勻導致漏判。

供水管著色檢漏劑噴涂在管道被檢部位之后，溶劑快速揮發，形成均勻粉末膜層。膜層下的管道被檢部位有滲漏時，染料遇水，在表面活性劑的作用下快速溶解，指示滲漏處。

2.1.4 CYLC-W漏水檢測劑

CYLC-W漏水檢測劑是著色型供水管道檢測劑。使用前將檢測部位清洗干凈，確保沒有水跡(見圖1)；然后，將氣霧劑充分搖勻，在檢測部位約20 cm直徑范圍內均勻噴涂。

圖1 被檢測鍍鋅鋼管表面外觀

該檢測劑噴涂于被檢測表面上后，迅速形成白色的粉膜。當膜層下有水滲漏時，出現輪廓清晰的藍色指示(見圖2)。

圖2 漏水點指示

2.2 輸油管線檢漏劑及檢漏技術

戶外輸油管線體積大，長度長；工廠內和機械內部的輸油管道線路曲折，在檢查管道微量滲漏時，對檢漏劑的性能提出了更高的要求[2]。輸油管道檢漏劑常有干粉式和懸浮液式兩種，檢漏劑利用細微粉末形成有細孔分布的粉膜。滲漏的油料通過毛細管原理吸附進入粉膜的細孔中，顯示成深色標記。

為了保證檢漏劑的指示清晰、穩定，輸油管道檢漏劑一般采用無機物粉末形成粉膜，并選用白色粉末以達到明顯的反差對比效果。氧化鎂、碳酸鈣、氧化鈦等粉末均可選擇使用。

檢漏劑使用的粉末需要被滲出的油有效且快速地潤濕，因此粉末應經過研磨或超微粉碎處理，粒徑不應大于 3 μm。

2.2.1 干粉式滲油檢漏劑

干粉式滲油檢漏劑容易產生不均勻的分布，如果沒有其他助劑的配合，粉膜的附著力也很有限，容易發生漏檢。配合靜電噴涂設備可以克服干粉式檢漏劑分布不均勻和附著力弱的特性。靜電噴涂的干粉式檢漏劑因為沒有溶劑揮發成膜的過程，噴涂之后即形成粉末，其吸附極微量滲漏油的性能好。

如檢測時對管內輸送油料進行熒光染料染色，在紫外線燈下可增強指示處的對比度和亮度，可對寬度或直徑為0.1 μm的微滲漏精確定位。

干粉式滲油檢漏劑的包裝和儲藏應注意不要受到外力擠壓使粉末凝聚，從而影響使用。

2.2.2 懸浮液式滲油檢漏劑

懸浮液式滲油檢漏劑多采用氣霧劑包裝，使用更加方便，噴涂均勻。

懸浮液中可添加乳化劑、限制劑等助劑來調節其性能。乳化劑不應使懸浮液起泡、離析、凝膠或分層。選用揮發性強的溶劑作為載液，以保證檢漏劑在噴涂后快速形成粉膜。懸浮液式檢漏劑中可加入成膜助劑，幫助粉膜形成，并加強其成膜的附著力，有利于大面積檢測或復雜環境下的檢測。

懸浮液式滲油檢漏劑可以在溶劑中加入樹脂，形成類似樹脂涂料的載液。此類檢漏劑成膜為白色整體膜層。可以于檢測后直接從被檢測表面整體剝離，而不需要使用清洗劑進行清洗。因其剝下的膜層完整，因此可以作為記錄保存。

懸浮液式檢漏劑在噴涂后迅速干燥，形成白色粉膜或樹脂膜，必要時可以使用暖風吹干。滲漏的油料在膜層上形成深色指示。

2.2.3 CYLC-O漏油檢測劑

CYLC-O漏油檢測劑是針對油性物質滲漏的檢漏劑，適用于煤油、汽油、植物油等流動性油性物質。在確保粉劑懸浮性的同時，庚烷及乙醇混合載液也具有良好的揮發性，能在噴涂后快速形成白色粉膜。其成膜均勻、附著力好，適合大面積檢測。使用前將檢測部位擦拭干凈，保證干燥、無水、無油(見圖3)，然后將氣霧劑充分搖勻，在檢測部位約20 cm直徑范圍內均勻噴涂。滲漏的油料在粉膜上形成的深色指示清晰、明顯(見圖4)。

圖3 被檢測的高碳鋼管道表面

圖4 漏油點指示

2.3 氣體管道檢漏劑及檢漏技術

氣體輸送管道可輸送多種氣體物質，并且部分氣體輸送管道內外溫差比較大。通用型氣體管道檢漏劑應對壓縮空氣、天然氣、冷媒等多種氣體保持化學穩定。考慮到檢漏劑的通用性，一般采用水基設計。

檢漏劑噴涂于被檢測區域后，形成一層有一定黏度的液膜。滲漏的氣體與液膜接觸后，在液膜中生成密集氣泡(稱其為起泡型檢漏劑)，從而指示滲漏位置。形成的液膜應均勻分布，且不應滴落或快速滑落。

2.3.1 起泡型檢漏劑的誤判和漏判

起泡型檢漏劑在施加時，如果采用刷涂或澆涂，容易造成液膜過厚，影響檢測的靈敏度。

起泡型檢漏劑中含有易于起泡的表面活性劑，如果使用氣霧劑包裝，在噴涂時容易產生大量泡沫，引起誤判或漏判。如何使氣霧劑在噴涂過程中不產生大量泡沫，是檢漏劑設計中需要重點考慮的問題。

為了防止噴涂時大量氣泡在液膜中出現，氣霧劑包裝使用的推進劑應根據檢漏劑的配方進行選擇。

2.3.2 起泡能力和泡沫穩定性

氣體管道微量滲漏時，滲漏的氣體量小、壓強小。檢漏劑的起泡能力是影響靈敏度的關鍵因素。檢漏劑應具有良好的起泡能力，并能在少量氣體滲漏時起泡，同時也要控制起泡能力，體積過大的氣泡會干擾觀測，影響具體滲漏位置的確定。起泡型檢漏劑的泡沫應該穩定，宜避免泡沫堆積，影響觀測的精確度。

2.3.3 CYLC-1氣體滲漏檢測劑

CYLC-1氣體滲漏檢測劑是起泡型氣體檢漏劑，其適用于多種氣體的檢漏，對于壓縮空氣、天然氣、冷媒等氣體都安全穩定。CYLC-1氣體滲漏檢測劑為水基配方，無毒性，無有害物質。其采用高性能陰離子表面活性劑，起泡性能優異，滲漏處標識明顯，且具有良好的清潔能力，方便使用。

使用前應將檢測部位清洗干凈，確保無油污；然后將氣霧劑充分搖勻，在檢測部位約20 cm直徑范圍內均勻噴涂。采用氣霧劑包裝，噴涂于被檢測區域后，液膜內產生的氣泡豐富明顯，易于確認滲漏位置。

3 剝離型檢漏劑及檢漏劑的發展

為了方便保存記錄而設計的可剝離型檢漏劑，在檢漏完成后可以剝下完整的樹脂膜作為永久保存。目前剝離型檢漏劑主要針對各類液體滲漏設計，在載液中加入樹脂以形成類似透明清漆的溶液。該型檢漏劑于濕態時開始檢漏，并給出滲漏指示，干燥后即可剝離，使用方便。但由于其載液黏度高，且干燥后檢漏過程即停止，所以靈敏度相較傳統檢漏劑較低，對于滲漏量極小的情況容易出現漏判。

為了避免在大范圍關停的情況下進行檢測，檢漏劑需要適應多種環境而不具備危險性。傳統的液體檢漏劑中經常含有機溶劑，其中多數為易燃易爆物質。氣霧劑產品中也常用丙烷、丁烷作為推進劑，產品不可用于高溫或有明火的場合。為了能夠更好地配合生產，近年來氣霧劑型檢漏劑的配方和包裝開始有了改變。

4 結語

分析了供水、輸油、氣體等管道微量滲漏的特點，介紹了各具特色的檢漏劑，研究了對各種微量滲漏進行精確、快速探漏和定位相匹配的檢漏技術等。可供相關行業技術人員參考。