管道微量滲漏檢測(cè)

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(上海誠(chéng)友實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，上海 200437)

在城市建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)廣泛使用密封管道進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送氣體或液體(油、水)等，伴隨出現(xiàn)的管道微量滲漏問(wèn)題給人身及財(cái)產(chǎn)帶來(lái)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(zhǔn)確位置。檢查管道是否出現(xiàn)微量滲漏及確定具體滲漏點(diǎn)的工作需要結(jié)合滲漏檢測(cè)的毛細(xì)管作用原理，筆者分析了輸送油、氣體及水的管道的特點(diǎn)，研制了各具特色的檢漏劑，提出的應(yīng)用于管道微量滲漏的滲漏檢測(cè)技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可供相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員參考。

1 管道微量滲漏的特點(diǎn)

密封管道出現(xiàn)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(jù)毛細(xì)管作用原理，該穿透性缺陷可以形成不規(guī)則的毛細(xì)管。因此，存儲(chǔ)于密封管道內(nèi)的氣體或液體(油、水)等流體就可能通過(guò)上述不規(guī)則的毛細(xì)管滲漏到管道外部，從而形成滲漏現(xiàn)象。

1.1 供水管道微量滲漏特點(diǎn)

常見(jiàn)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(zhǎng)期使用后，管內(nèi)常見(jiàn)有銹蝕，而使得管道存在安全隱患。PE、PVC、PPR等新進(jìn)材料杜絕了供水管道的銹蝕。然而，相比傳統(tǒng)金屬材料，此類材料的強(qiáng)度、延展性等較弱，遇應(yīng)力易產(chǎn)生破損，尤其是在工業(yè)用壓力供水過(guò)程中。另外，有機(jī)材料制成的管道同時(shí)也面臨長(zhǎng)期使用中的材料老化問(wèn)題。

環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的材料膨脹、收縮以及管內(nèi)外結(jié)冰也是供水管道受損的常見(jiàn)原因。供水管道、彎頭、閥門處在施工過(guò)程中發(fā)生的套絲接口斷絲、絲口松動(dòng)、纏繞物不足或不均等，也可導(dǎo)致微量滲漏。金屬管道銹蝕產(chǎn)生的滲漏在外部常表現(xiàn)為點(diǎn)狀。通常，管道內(nèi)部有明顯銹蝕痕跡可見(jiàn)，但外部銹蝕痕跡出現(xiàn)在管道滲漏之后。因此，發(fā)生滲漏時(shí)依靠肉眼觀察難以確認(rèn)滲漏位置。碰撞、扭曲、擠壓、彎折等應(yīng)力造成的破損通常呈現(xiàn)放射狀或裂紋狀。

1.2 輸油管道微量滲漏特點(diǎn)

長(zhǎng)距離輸油管道材料一般為鋼，臨時(shí)管道也使用耐熱橡膠管。戶外輸油管線有輸油距離長(zhǎng)、環(huán)境條件多變、溫度變化大、承受高壓等特點(diǎn)。工廠設(shè)施內(nèi)的管線以鋼制為主，管線總長(zhǎng)較長(zhǎng)，難以大規(guī)模拆卸。汽車等內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部油路管線以金屬材料為主。管線細(xì)，且需要穿過(guò)車身多個(gè)部位。

輸油管道的滲漏情況復(fù)雜，滲漏檢測(cè)往往需要在復(fù)雜的環(huán)境下大面積地進(jìn)行。因此滲漏所用檢漏劑對(duì)滲漏處的指示應(yīng)該有良好的保持性和穩(wěn)定性，以便進(jìn)行觀測(cè)和記錄。

1.3 氣體管道微量滲漏特點(diǎn)

氣體輸送管道廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域，輸送的物質(zhì)種類多，且條件各不相同。常見(jiàn)的氣體輸送管道有燃?xì)夤艿?、城市供暖管道、工業(yè)用壓縮空氣管道、空調(diào)或冰箱壓縮機(jī)內(nèi)部管線、工廠內(nèi)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(jiàn)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(yán)格處理，可能會(huì)含有水蒸氣，從而對(duì)金屬管道形成慢性銹蝕，且氣體在管道內(nèi)壓力變化大，會(huì)加快銹蝕處穿孔形成滲漏[1]。

燃?xì)夤艿垒斔偷臍怏w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(xué)穩(wěn)定。

2 管道(線)檢漏劑及檢漏技術(shù)

滲漏檢測(cè)就是檢測(cè)穿透性缺陷的滲透檢測(cè)，檢漏劑類似于滲透檢測(cè)劑中的顯像劑。檢漏劑不僅具有吸附作用，且能形成不規(guī)則的毛細(xì)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(guī)則毛細(xì)管中上升并橫向擴(kuò)展，使“滲漏圖形”輪廓顯示擴(kuò)大，從而使“滲漏圖形”顯示肉眼可見(jiàn)。

2.1 供水管道檢漏劑及檢漏技術(shù)

供水管道微量滲漏時(shí)，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(duì)滲漏處滲出的水進(jìn)行著色指示，使肉眼可以觀察。必要時(shí)可以添加反差增強(qiáng)劑。

2.1.1 溶劑選擇

供水管著色檢漏劑所用載液應(yīng)該為不可與水相溶的揮發(fā)性溶劑；且所用溶劑應(yīng)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(yīng)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(jīng)過(guò)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(guò)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(chǔ)存及使用過(guò)程中應(yīng)當(dāng)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(chǎn)之后的運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、使用中與水接觸。另外，氣霧劑包裝在使用過(guò)程中有利于連續(xù)均勻地在被檢測(cè)管道表面噴涂檢漏劑，避免因噴涂不均勻?qū)е侣┡小?/p>

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(fā)，形成均勻粉末膜層。膜層下的管道被檢部位有滲漏時(shí)，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(cè)劑

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

圖1 被檢測(cè)鍍鋅鋼管表面外觀

該檢測(cè)劑噴涂于被檢測(cè)表面上后，迅速形成白色的粉膜。當(dāng)膜層下有水滲漏時(shí)，出現(xiàn)輪廓清晰的藍(lán)色指示(見(jiàn)圖2)。

圖2 漏水點(diǎn)指示

2.2 輸油管線檢漏劑及檢漏技術(shù)

戶外輸油管線體積大，長(zhǎng)度長(zhǎng)；工廠內(nèi)和機(jī)械內(nèi)部的輸油管道線路曲折，在檢查管道微量滲漏時(shí)，對(duì)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(xì)微粉末形成有細(xì)孔分布的粉膜。滲漏的油料通過(guò)毛細(xì)管原理吸附進(jìn)入粉膜的細(xì)孔中，顯示成深色標(biāo)記。

為了保證檢漏劑的指示清晰、穩(wěn)定，輸油管道檢漏劑一般采用無(wú)機(jī)物粉末形成粉膜，并選用白色粉末以達(dá)到明顯的反差對(duì)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(rùn)濕，因此粉末應(yīng)經(jīng)過(guò)研磨或超微粉碎處理，粒徑不應(yīng)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(chǎn)生不均勻的分布，如果沒(méi)有其他助劑的配合，粉膜的附著力也很有限，容易發(fā)生漏檢。配合靜電噴涂設(shè)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?yàn)闆](méi)有溶劑揮發(fā)成膜的過(guò)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(cè)時(shí)對(duì)管內(nèi)輸送油料進(jìn)行熒光染料染色，在紫外線燈下可增強(qiáng)指示處的對(duì)比度和亮度，可對(duì)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(chǔ)藏應(yīng)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(lái)調(diào)節(jié)其性能。乳化劑不應(yīng)使懸浮液起泡、離析、凝膠或分層。選用揮發(fā)性強(qiáng)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(qiáng)其成膜的附著力，有利于大面積檢測(cè)或復(fù)雜環(huán)境下的檢測(cè)。

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(cè)后直接從被檢測(cè)表面整體剝離，而不需要使用清洗劑進(jìn)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(shí)可以使用暖風(fēng)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(cè)劑

CYLC-O漏油檢測(cè)劑是針對(duì)油性物質(zhì)滲漏的檢漏劑，適用于煤油、汽油、植物油等流動(dòng)性油性物質(zhì)。在確保粉劑懸浮性的同時(shí)，庚烷及乙醇混合載液也具有良好的揮發(fā)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(cè)。使用前將檢測(cè)部位擦拭干凈，保證干燥、無(wú)水、無(wú)油(見(jiàn)圖3)，然后將氣霧劑充分搖勻，在檢測(cè)部位約20 cm直徑范圍內(nèi)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(jiàn)圖4)。

圖3 被檢測(cè)的高碳鋼管道表面

圖4 漏油點(diǎn)指示

2.3 氣體管道檢漏劑及檢漏技術(shù)

氣體輸送管道可輸送多種氣體物質(zhì)，并且部分氣體輸送管道內(nèi)外溫差比較大。通用型氣體管道檢漏劑應(yīng)對(duì)壓縮空氣、天然氣、冷媒等多種氣體保持化學(xué)穩(wěn)定?？紤]到檢漏劑的通用性，一般采用水基設(shè)計(jì)。

檢漏劑噴涂于被檢測(cè)區(qū)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(yīng)均勻分布，且不應(yīng)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(shí)，如果采用刷涂或澆涂，容易造成液膜過(guò)厚，影響檢測(cè)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(shí)容易產(chǎn)生大量泡沫，引起誤判或漏判。如何使氣霧劑在噴涂過(guò)程中不產(chǎn)生大量泡沫，是檢漏劑設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

為了防止噴涂時(shí)大量氣泡在液膜中出現(xiàn)，氣霧劑包裝使用的推進(jìn)劑應(yīng)根據(jù)檢漏劑的配方進(jìn)行選擇。

2.3.2 起泡能力和泡沫穩(wěn)定性

氣體管道微量滲漏時(shí)，滲漏的氣體量小、壓強(qiáng)小。檢漏劑的起泡能力是影響靈敏度的關(guān)鍵因素。檢漏劑應(yīng)具有良好的起泡能力，并能在少量氣體滲漏時(shí)起泡，同時(shí)也要控制起泡能力，體積過(guò)大的氣泡會(huì)干擾觀測(cè)，影響具體滲漏位置的確定。起泡型檢漏劑的泡沫應(yīng)該穩(wěn)定，宜避免泡沫堆積，影響觀測(cè)的精確度。

2.3.3 CYLC-1氣體滲漏檢測(cè)劑

CYLC-1氣體滲漏檢測(cè)劑是起泡型氣體檢漏劑，其適用于多種氣體的檢漏，對(duì)于壓縮空氣、天然氣、冷媒等氣體都安全穩(wěn)定。CYLC-1氣體滲漏檢測(cè)劑為水基配方，無(wú)毒性，無(wú)有害物質(zhì)。其采用高性能陰離子表面活性劑，起泡性能優(yōu)異，滲漏處標(biāo)識(shí)明顯，且具有良好的清潔能力，方便使用。

使用前應(yīng)將檢測(cè)部位清洗干凈，確保無(wú)油污；然后將氣霧劑充分搖勻，在檢測(cè)部位約20 cm直徑范圍內(nèi)均勻噴涂。采用氣霧劑包裝，噴涂于被檢測(cè)區(qū)域后，液膜內(nèi)產(chǎn)生的氣泡豐富明顯，易于確認(rèn)滲漏位置。

3 剝離型檢漏劑及檢漏劑的發(fā)展

為了方便保存記錄而設(shè)計(jì)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(duì)各類液體滲漏設(shè)計(jì)，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(tài)時(shí)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(guò)程即停止，所以靈敏度相較傳統(tǒng)檢漏劑較低，對(duì)于滲漏量極小的情況容易出現(xiàn)漏判。

為了避免在大范圍關(guān)停的情況下進(jìn)行檢測(cè)，檢漏劑需要適應(yīng)多種環(huán)境而不具備危險(xiǎn)性。傳統(tǒng)的液體檢漏劑中經(jīng)常含有機(jī)溶劑，其中多數(shù)為易燃易爆物質(zhì)。氣霧劑產(chǎn)品中也常用丙烷、丁烷作為推進(jìn)劑，產(chǎn)品不可用于高溫或有明火的場(chǎng)合。為了能夠更好地配合生產(chǎn)，近年來(lái)氣霧劑型檢漏劑的配方和包裝開始有了改變。

4 結(jié)語(yǔ)

分析了供水、輸油、氣體等管道微量滲漏的特點(diǎn)，介紹了各具特色的檢漏劑，研究了對(duì)各種微量滲漏進(jìn)行精確、快速探漏和定位相匹配的檢漏技術(shù)等。可供相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員參考。