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摘要:地下管网供水管线作为石化企业生产和生活用水的生命线,对石化企业正常生产、装置安全起着重要的保障作用。泄漏不仅会造成水资源和能源的浪费,还会影响企业的供水和用水生产安全,带来不可估量的经济损失。污水泄漏会造成土壤污染和水体污染;长期漏水也会提升地下水水位,既会加快框架和设备基础腐蚀,又可能导致基础变形,危及装置安全。本文根据石化企业供水管网的管理经验,对企业地下供水管网泄漏的原因及危害进行分析,提出地下管网泄漏监督及检测方法,以及管道泄漏修复措施。
关键词:石化企业;地下供水管网;泄漏原因;对策
1石化管网系统
石化管网系统主要包括供水管网及排水管网。供水管网系统包括海水管网、循环水管网、工业水管网和消防水管网。排水管网系统包括含油污水管网、自流假定净水管网、压力假定净水管网、直排净水管网和雨排水管网。由于企业下水管网多为自流管网,且管道材质为水泥,腐蚀问题较少,出现问题的概率也较低,因此本文重点讨论的是供水管网常出现的问题。
2地下管网泄漏原因及危害
一般来说,管网发生最主要的问题是泄漏,包括直管段爆管及裂缝、砂眼及焊缝跑冒滴漏,此外管壁会出现化学腐蚀及海生物腐蚀并最终导致泄漏。
根据多年经验,将造成地下管网泄漏的原因归纳如下:
(1)管网老化和腐蚀较严重。导致管网泄漏最常见的原因是管道使用年限过久,老化和腐蚀较严重,腐蚀类型主要是化学腐蚀及海生物附着腐蚀。由于企业始建年代久,之后历经改扩建,目前大部分管道为几十年前铺设的老旧管道,历经日积月累的腐蚀,特别是沿海区域埋地管道腐蚀泄漏更加严重。另外,历史遗留的卷板管,其焊缝处特别容易发生腐蚀。海水腐蚀性较淡水强,当中含有的盐分、溶解氧、泥沙、海生物等,均会加剧管道腐蚀,所以泄漏问题在海水管网中尤其严重。
(2)管道施工质量不过关。另一个重要原因是管道施工质量不过关。由于部分管道在施工时相关标准还未完善,存在管道埋深不够、回填不规范、防腐措施不够的问题。埋深不够造成地面承压不够,管道容易因为外界施压造成破裂;回填的材料不规范,如用粒径较大废石代替矿粉填在管道周围,会对局部管壁形成不均匀的压力,破坏防腐层,造成管道局部点蚀、减薄泄漏。防腐措施不符合设计要求会加剧腐蚀速度。施工后地面建筑规划有所变动,多方协调不够,也会造成前期管道铺设位置不够合理的后果。
(3)管道材质不过关。管道材质的问题是新老管道都会有的问题。部分管道的材质不过关,局部薄弱处出现砂眼,会加剧腐蚀。石化管道主要分为铸铁管和碳钢管2种。前者更容易出现爆管和较大的裂缝;后者多出现腐蚀造成的泄漏。阀门质量不过关,也会加快阀门密封损坏的速度,造成泄漏。
管网出现泄漏,轻则是造成水压下降,水资源流失;重则影响生产装置的正常生产用水。此外,如果水泄漏到地面结冰,会造成人员、车辆打滑,产生安全隐患。海水泄漏会造成地面绿化带污染的次生灾害。管道泄漏缺乏前瞻性,更加剧了管道监管的难度。
3 检测方法
3.1 漏水检测目的
(1)保证管网长期、稳定、健康运行,为安全生产提供基本保障;
(2)节约水资源,降低供水成本和制水压力,提高经济效益;
(3)减少泄漏对附近道路、建筑设施及装置的危害,排除由于泄漏原因造成的安全隐患;
(4)保护环境,防止水体和土壤污染。
3.2 检测方法
3.2.1音听法
供水管道发生泄漏时,水在一定的压力下从漏点喷出时,会与管壁和周围介质发生摩擦、撞击,从而发出连续但不规则的噪音,这些噪音会在管道和周围介质中传播。音听法正是利用音听设备对地面漏声或管道漏声进行采集处理从而发现隐蔽漏点的一种检漏方法。
用音听设备检漏前应掌握被检查管道的有关资料。常见的音听设备主要是听音杆和电子听漏仪。听音杆的原理是直接在管道暴露部位拾取泄漏噪声,其作用是缩小可疑范围,直到把漏水点确定在某两个暴露部件之间。电子听漏仪也称地面听漏仪,主要由拾音器、信号处理器和耳机三部分组成。其工作原理是利用地面拾音器收集漏声引起的震动信号,并把震动信号转变为电信号转送到信号处理器,进行放大、过滤等处理;最后把音频信号送到耳机,把图形、波形或数字等视频信号显示在显示屏上,帮助确定漏水点。电子听漏仪主要用于漏水点的精确定位,在已知泄漏管段的情况下,用电子听漏仪沿管线作“S”型逐步探测,最终根据泄漏噪音信号的强、弱确定漏水点位置。
3.2.2相关法
相关检漏法是指利用相关仪器发现供水管网上隐蔽漏点的一种检漏方法。一套完整的相关仪至少包括一台主机、两个高灵敏度振动传感器、两个无线电发射机和一副耳机,其工作原理简述如下:把两个传感器分别放置在同一管道的两个暴露点上,在测试时传感器间距一般可控制在200m左右(间距和管径、材质有关),当管道有漏水时,漏口处会产生漏水声波,并沿管道向远处传播,当漏水声波传到不同传感器时,会产生时间差△T,只要给定两个传感器之间管道的实际长度D和声波在该管道的传播速度V,漏水点距较近传感器的距离X就可按此公式[X=(D-V×△T)/2]计算出来。
4 漏点的处理
(1)塞孔堵漏法。是一种简单的机械堵漏法,适用于砂眼和小孔等缺陷的堵漏上。采用挤瘪、堵塞的简单方法直接固定在泄漏孔洞内,从而达到止漏的一种方法,此办法必须在管壁厚、无腐蚀的基础上完成。
(2)焊补堵漏法。焊补方法是直接或间接地把焊条直接填焊在泄漏处堵住的一种方法,这种方法主要适用于低压管道的堵漏,要求焊接区域性能良好。
(3)捆扎缠绕法。如果漏点周边管壁腐蚀减薄严重,焊接无法控制,焊接熔池易于造成大面积泄漏,且现场作业空间能满足施工条件,可采取捆扎缠绕法。
(4)注胶封堵法。利用胶粘剂直接或间接堵住管道上泄漏处,使密封胶形成一层新的密封层,可用于管道的内外堵漏,适用于高压管道。
(5)卡箍法。用卡箍(卡子)将密封带缠绕在泄漏处而达到堵漏的方法,称为卡箍法。对于腐蚀减薄工况下,用于焊接条件不满足的点蚀穿孔的漏点,在使用打卡子方法紧压时存在造成管壁压裂等风险。
(6)焊接引流法。一般采取焊接引流闸阀或带短接的法兰进行引流。首先用木锲或者橡胶、塑料塞等楔入泄漏孔,焊接区域在短时间内不带压,在无泄漏的环境下实施焊接,短管焊接完成,关闭阀门或安装盲法兰。一般用于泄漏孔径较为规则的点蚀穿孔情况。
(7)包盒封堵法。此方法适用于泄漏管线无法完全停水,不能进行焊接封堵的情况。可先焊接一引流管线并加装控制阀门,制作2个大于泄漏管线直径的半圆形盒子,打开导流阀,将漏点处包裹住并进行焊接,最后关闭导流阀并做好防腐。
5 结论
综上所述,石化企业的测漏工作由于其外在环境的限制,因此具有很多的不确定性,这就需要我们在不断实践中进行总结和完善,为提高企业对地下管网的管理水平,应在施工、抢修等作业过程中逐步完善管网资料,或在大停检的过程中全面进行地下管道普查,建立管网档案信息平台,逐步引入三维地下管网动态管理系统,做好指导预警工作。此外应加强各部门之间的协调。建立施工方与管网管理人员之间的合作,避免施工过程挖掘不当造成管网损坏。
参考文献
[1]北京测绘设计研究院.CJJ61-2003城市地下管线探测技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2]马耀武.城市供水管网泄漏原因及预防维护方案探讨[J].中国标准化,2019(14):45-46