我們來(lái)探討一下管道漏水引發(fā)振動(dòng)的機(jī)理,從而了解其作為振動(dòng)源的特點(diǎn)。
*,壓力水從管道破損處沖出,在出口處激發(fā)振動(dòng),產(chǎn)生噴注噪聲。
第二,壓力水沖擊覆蓋管線周?chē)橘|(zhì),即周?chē)翆雍偷乇砻?,引發(fā)沖擊振動(dòng)。
第三,壓力水沖出管道后,要尋求出處,在附近可能沖出空隙,產(chǎn)生水流擾動(dòng),翻滾的流動(dòng),并產(chǎn)生相應(yīng)的聲響。
第四,由于這些機(jī)理的復(fù)雜多樣,特別在現(xiàn)實(shí)條件中,管道的材質(zhì)不同,管徑不同,破裂管口的形式不同,噴射方向不同,水壓不同,埋層介質(zhì)不同等等,均會(huì)影響漏水振動(dòng)發(fā)生條件。實(shí)際檢測(cè)也證明,漏水振動(dòng)是連續(xù)的但振動(dòng)量有起伏變化的復(fù)雜振動(dòng)。因此,漏水引起的振動(dòng)往往存在各種復(fù)雜振動(dòng)頻率,從幾十赫茲到幾千赫茲都有分布。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外,許多電子放大式測(cè)漏儀,頻率覆蓋均在此范圍的原因均在此。
水壓的影響:
水壓高,噴口出水的速度*快,沖擊能量大,引發(fā)的振動(dòng)也大,水壓過(guò)低或失壓慢流,振動(dòng)將微弱甚至消失(見(jiàn)示意圖)。
埋層的影響:
一般砂土傳聲較好,粘土較差,砂土易滲水,不易產(chǎn)生水淹沒(méi),較易測(cè)聽(tīng),草地軟而減振,拾振器不宜直接放置測(cè)聽(tīng),較薄的瀝青路面均勻傳聲,易測(cè)聽(tīng)定位,薄水泥路面亦較好,但有時(shí)形成薄殼共振,易擴(kuò)大聲響區(qū)域,不易定點(diǎn);過(guò)于堅(jiān)實(shí)的路面隔聲太強(qiáng)會(huì)減弱振動(dòng)。
漏孔形狀、位置的影響:
(1)孔不大而水壓高,沖擊力集中,聲振強(qiáng)。
(2)孔很大,甚至斷裂則能量分散易失壓,聲振較弱。
(3)如水壓高,噴射能量很大則聲振很強(qiáng),甚至人會(huì)直接感受振動(dòng)。
(4)噴射方向會(huì)影響沖擊振動(dòng)的*大點(diǎn)位置。
(5)向下噴射時(shí),地表振動(dòng)*不明顯。
管道不同材質(zhì)的影響:
主要影響噴注噪聲的振動(dòng)頻率分布,鋼管振動(dòng)頻率*高,鑄鐵管次高,塑料管*低。
鑄鐵管和鋼管,聲頻集中在0-4KHz;
塑料管,聲頻集中在0-1KHz。
不同材質(zhì)水管漏水聲顯示的頻率特性(見(jiàn)示意圖)。
對(duì)不同埋層,不同材質(zhì)管道相對(duì)應(yīng)可能不同,對(duì)沿與管線垂直方,衰減更快。
漏水聲在土壤中的傳播特性:
頻率越高信號(hào)衰減越快,特別是大于800Hz衰減率與埋設(shè)深度成正比,到達(dá)地面的頻率范圍通常在70-800Hz。
漏點(diǎn)附近的三通、拐彎等對(duì)測(cè)漏的影響:
由于管道里流速較大的水在急轉(zhuǎn)彎或變徑時(shí),對(duì)管道該處的彎頭或接頭產(chǎn)生沖擊而引發(fā)振動(dòng),因而漏點(diǎn)附近如果有三通,拐彎等可能會(huì)產(chǎn)生附加振動(dòng),三通和拐彎出現(xiàn)的信號(hào)峰值會(huì)比較大(見(jiàn)示意圖),有時(shí)候這些拐點(diǎn)的附加振動(dòng)甚至?xí)嚷c(diǎn)大,這一點(diǎn)也要引起注意。
對(duì)小口徑淺埋水管,尤其要特別注意,不要把三通拐彎的干擾信號(hào)當(dāng)成漏點(diǎn),有時(shí)即使沒(méi)有漏點(diǎn),在管道中流速較大時(shí),三通和拐彎處亦會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)。
頻率分析在漏水檢測(cè)中越來(lái)越顯示其重要性,一般理解有如下意義:
*,了解振動(dòng)信號(hào)的構(gòu)成,對(duì)判斷是否漏水振動(dòng)有益。一般地說(shuō),頻譜應(yīng)較為豐富,才可能是漏點(diǎn),對(duì)于頻率單一的振動(dòng),一般不是漏水振動(dòng)。
第二,用不同的頻段檢測(cè),可以排除外界大部分干擾。通常外界干擾偏于低頻,例如變壓器等干擾為50赫茲或60赫茲。
第三,不同條件下的漏點(diǎn),振動(dòng)信號(hào)可能有不同的主頻段。一般來(lái)說(shuō),深度較深,距離較遠(yuǎn)時(shí),偏于低頻,埋層較淺,距離較近時(shí),頻率偏高。
第四,振動(dòng)信號(hào)在管道傳播時(shí),高頻成分衰減的速率比低頻成分快。對(duì)同一個(gè)漏點(diǎn),測(cè)聽(tīng)者聽(tīng)到的高頻成分較多的情況,漏點(diǎn)是比較近,反之如低音很豐富,漏點(diǎn)則較遠(yuǎn)。對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)聽(tīng)者,甚至可以用這種方法初步估測(cè)漏點(diǎn)的距離。使用聽(tīng)漏棒或有頻率分析的電子放大式檢漏儀,應(yīng)注意采用這種分析。
另外,管徑越大衰減也越大;水壓越高漏水噪聲也高;經(jīng)過(guò)三通管或90o彎管與直管部分相比衰減得并不很多,然而過(guò)四通管之后衰減會(huì)變得顯著。
供水管道檢漏過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題
與漏水相似干擾聲有下列幾種:
管內(nèi)流水聲:閥門(mén)半開(kāi)、排氣閥排氣、三通點(diǎn)、變徑點(diǎn)、變深點(diǎn)等處的聲音和漏水聲極為相似。
電力回路聲:變壓器、路燈等會(huì)產(chǎn)生300Hz以下的低頻聲。
下水聲:下水流動(dòng)聲和下水流入下水井的聲音。
汽車(chē)行駛聲:汽車(chē)輪胎的擦過(guò)聲。
風(fēng)聲:拾音器探頭被風(fēng)刮時(shí)會(huì)產(chǎn)生低頻聲。
城市噪聲:空調(diào)、電機(jī)、泵站、喧鬧等等噪聲,在林立的樓宇間合成,其聲頻在400Hz-2KHz。
前面敘述了供水管道的檢漏原理、方法和儀器,選用何種檢漏方式要根據(jù)所處的地理位置情況及選用的儀器設(shè)備而定。無(wú)論選用哪種檢漏方法,在去現(xiàn)場(chǎng)檢漏前,一方面要清楚地了解地下管線的實(shí)際走向、材質(zhì)、管徑、埋深、水壓及使用年限;另一方面還要對(duì)檢漏儀器進(jìn)行選擇,帶哪些儀器。對(duì)所攜帶的儀器預(yù)先要進(jìn)行檢查,看是否有問(wèn)題,如電池電壓是否符合要求;接線是否對(duì);有無(wú)故障等。其它檢漏工具是否備齊。此外,還應(yīng)注意如下問(wèn)題:
*,如果遇多年未開(kāi)啟的井蓋要點(diǎn)明火驗(yàn)證,證明井中無(wú)毒氣時(shí),方可下井操作。
第二,在市區(qū)檢漏時(shí)一定要注意交通安全,應(yīng)放置*示牌,穿上*示背心。
第三,對(duì)某些漏點(diǎn)難下決心定位需用打地釬法核實(shí)時(shí),一定要查清此處是否有電纜。
第四,注意保持拾音器或傳感器與測(cè)試點(diǎn)接觸良好。
總之,各類(lèi)檢漏儀都有其自己的特點(diǎn)和性能及使用范圍,*漏水檢測(cè)儀而言,絕大部分管道漏水時(shí)都能聽(tīng)到漏水的聲音,并準(zhǔn)確找到漏水的地點(diǎn),但有一少部分漏水點(diǎn)聽(tīng)測(cè)起來(lái)不太清楚,分析主要原因是漏水聲傳不到地面上來(lái),情況可能是:
(1)管道埋設(shè)太深,漏水聲能量被泥土吸收;
(2)漏口被水淹沒(méi),漏水聲能量被水吸收;
(3)水壓太低,導(dǎo)致漏口處產(chǎn)生的漏水聲很微弱;
(4)漏口上方有下水管道隔音;
(5)管道接口處滲漏,幾乎無(wú)漏水聲;
(6)地面上有建筑物或堆積物,無(wú)聽(tīng)漏條件。
漏水檢測(cè)儀主要用來(lái)檢測(cè)埋地壓力管道(例如自來(lái)水、消防、供暖等管道)泄漏,*定位泄漏點(diǎn)位置的便攜式儀器,也可用于其他液體和氣體的泄漏點(diǎn)*定位。測(cè)漏不僅要依靠先進(jìn)高效的檢測(cè)儀器,同時(shí)也需要測(cè)漏工作的經(jīng)驗(yàn)積累,本文從管道泄漏點(diǎn)的特征、測(cè)漏儀器原理到測(cè)漏經(jīng)驗(yàn)總結(jié)都進(jìn)行了較詳細(xì)地介紹,希望能給用戶在工作中帶來(lái)實(shí)際上的幫助。