供熱直埋管道泄漏磁溫綜合檢測(cè)方法

1 概述

供熱直埋管道(以下簡(jiǎn)稱供熱管道)在安裝環(huán)境中易產(chǎn)生腐蝕泄漏，有效的檢測(cè)手段對(duì)供熱管道安全運(yùn)行具有重要意義

。國(guó)外在這方面的研究起步較早，泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)LDS

可比較準(zhǔn)確地定位泄漏位置，且監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)。我國(guó)的供熱管道檢測(cè)技術(shù)仍處于探索階段。近年來(lái)，有學(xué)者提出通過(guò)檢測(cè)地表溫度定位泄漏位置，如紅外熱輻射法

、光纖光柵法

。紅外熱輻射法可快速檢出泄漏位置，但儀器在陽(yáng)光直射時(shí)無(wú)法工作。光纖光柵法可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但是需敷設(shè)長(zhǎng)距離的光纖，成本高。另外，還有學(xué)者提出基于管道的導(dǎo)電和磁化特性的電磁檢測(cè)方法，如脈沖渦流法

、瞬變電磁法

。脈沖渦流法通過(guò)建立管道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與管道壁厚的關(guān)系，計(jì)算被檢測(cè)管道的壁厚，然而由于實(shí)際環(huán)境復(fù)雜，效果并不理想。瞬變電磁法在存在干擾的情況下，誤差比較大。

本文結(jié)合供熱管道缺陷位置的磁場(chǎng)和溫度變化，提出磁溫綜合檢測(cè)方法(弱磁檢測(cè)技術(shù)與紅外測(cè)溫技術(shù)相結(jié)合)，以非開挖方式確定泄漏位置。采用有限元仿真方法，模擬未泄漏、泄漏兩種情況的供熱管道及周圍土壤溫度場(chǎng)，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果檢驗(yàn)磁溫綜合檢測(cè)方法能否確定泄漏位置。針對(duì)實(shí)際泄漏管段，采取開挖手段驗(yàn)證磁溫綜合檢測(cè)方法用于供熱管道非開挖檢測(cè)的可行性。

2 磁溫綜合檢測(cè)方法原理

弱磁檢測(cè)：弱磁檢測(cè)無(wú)需磁化，以天然地磁場(chǎng)為激勵(lì)源，地球表面大多數(shù)物質(zhì)均可被地磁場(chǎng)磁化。當(dāng)被檢材料存在缺陷時(shí)，磁感應(yīng)線發(fā)生畸變，弱磁傳感器捕捉到磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，從而檢出缺陷。

紅外測(cè)溫：通過(guò)測(cè)量物體的熱輻射，可得到物體的溫度。當(dāng)供熱管道發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏的高溫水浸潤(rùn)土壤，土壤溫度隨之升高，通過(guò)紅外測(cè)溫傳感器，可確定高溫區(qū)域。

先根據(jù)補(bǔ)水量和壓力變化初步確定大致的泄漏區(qū)域。由于泄漏管段周圍土壤溫度比較高，通過(guò)紅外測(cè)溫傳感器對(duì)大致泄漏區(qū)域掃查，對(duì)溫度比較高的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記。再對(duì)標(biāo)記區(qū)段進(jìn)行弱磁檢測(cè)，重復(fù)多次掃查，若該處地表溫度高且有磁異常，可確定為泄漏位置。此外，泄漏位置的地表相對(duì)濕度遠(yuǎn)高于周圍，因此可將相對(duì)濕度檢測(cè)作為輔助手段，驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果。

3 仿真與實(shí)測(cè)

3.1 實(shí)測(cè)對(duì)象與仿真內(nèi)容

由仿真及實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比可知，磁溫綜合檢測(cè)方法可確定供熱管道泄漏位置。

由仿真結(jié)果可知，未泄漏時(shí)管段上方的地表溫度無(wú)劇烈波動(dòng)，僅比環(huán)境溫度高約1 ℃。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)掃查結(jié)果，選取地表溫度不存在異常的管段輸出曲線，見圖1。傳感器采樣頻率為12.5 Hz，由于采用手動(dòng)掃查，檢測(cè)速度無(wú)法保持嚴(yán)格一致，因此每次掃查的采樣點(diǎn)數(shù)量略有差異。由圖1可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線、溫度曲線、相對(duì)濕度曲線沒有異常。

3.2 仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果

② 泄漏情況

在仿真模型中，在DN 300 mm供熱管道朝向地面的一側(cè)設(shè)置直徑為20 mm的穿孔。熱水溫度為50 ℃，環(huán)境溫度為-10 ℃。土壤熱導(dǎo)率為0.57 W/(m·K)，密度為1 300 kg/m

，比熱容為1.05 kJ/(kg·K)，土壤表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為6.493×10

W/(m

·K)。供熱管道保溫層(聚氨酯)厚50 mm，傳熱系數(shù)為0.64 W/(m

·K)，密度為130 kg/m

。采用ANSYS軟件模擬未泄漏、泄漏兩種情況下供熱管道的溫度場(chǎng)。

按1.3.1節(jié)方法制得的澄清劑，取100 mL20%vol和72%vol紅棗白蘭地各5份，分別加入4 g水不溶玉米面，0.4 mL殼聚糖、明膠、硅藻土、皂土溶液，靜置24 h，測(cè)定離心管上清液在400 nm和700 nm波長(zhǎng)處的吸光度值。

想客人之所想，急客人之所急，往往是企業(yè)樹立良好形象的關(guān)鍵。恰到好處的個(gè)性化服務(wù)能使顧客真切感受到酒店的關(guān)懷，體會(huì)到酒店以顧客利益為重，這樣友好、周到的酒店形象便可深入人心。

在沈從文的小說(shuō)中，水是極其重要的意象，如《阿黑小史》中的雨、《長(zhǎng)河》中的辰河和《三三》中的溪水。從原型層面探究水意象，是原型視域下研究沈從文小說(shuō)的另一個(gè)熱點(diǎn)話題。

① 未泄漏情況

由仿真結(jié)果可知，泄漏點(diǎn)管道上方的地表溫度明顯升高，比周圍環(huán)境溫度高約20 ℃。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)掃查結(jié)果，選取地表溫度存在異常的管段輸出曲線，見圖2。由圖2可知，除紅色磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線外(紅色磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線發(fā)生偏離的原因?yàn)閷?duì)應(yīng)的弱磁傳感器偏離了管道正上方，導(dǎo)致磁感應(yīng)強(qiáng)度減小)，其他兩條磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線均出現(xiàn)了異常，不僅在腐蝕穿孔位置出現(xiàn)下凹，而且數(shù)值明顯高于未泄漏情況。溫度曲線在腐蝕穿孔位置出現(xiàn)了上凸，地表相對(duì)濕度明顯高于未泄漏情況。

3.3 結(jié)果評(píng)價(jià)

選取呼和浩特市某供熱管段作為實(shí)測(cè)對(duì)象，檢測(cè)時(shí)間為11月，室外日平均溫度為-7～4 ℃。供熱管道規(guī)格為DN 300 mm，管頂埋深約1.5 m,熱水壓力為1.0 MPa。將3個(gè)弱磁傳感器、3個(gè)紅外測(cè)溫傳感器、濕度傳感器集成在一起，傳感器將信息傳輸至檢測(cè)主機(jī)，進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示、輸出。

4 實(shí)際應(yīng)用

呼和浩特某二級(jí)管網(wǎng)，未發(fā)生泄漏前補(bǔ)水量小于1 t/d，發(fā)生泄漏后補(bǔ)水量達(dá)到40 t/d。在確定大致泄漏區(qū)域后，采用磁溫綜合檢測(cè)方法確定泄漏位置,然后進(jìn)行開挖驗(yàn)證。

由3次檢測(cè)結(jié)果可知，3次檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)重復(fù)性比較好，在泄漏位置磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線、溫度曲線均出現(xiàn)異常：磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線下凹，溫度曲線上凸。由開挖結(jié)果可知，實(shí)際泄漏位置與采用磁溫綜合檢測(cè)方法確定的泄漏位置僅相差15 cm，在允許范圍內(nèi)。

【9】馬也《藝術(shù)家應(yīng)該學(xué)會(huì)戴著鐐銬跳舞——對(duì)目前中國(guó)現(xiàn)代戲的幾點(diǎn)思考》，《東方藝術(shù)》2018年8月下。

5 結(jié)論

磁溫綜合檢測(cè)方法可確定供熱管道泄漏位置，可用于供熱管道泄漏的非開挖檢測(cè)。

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