管線功能性檢測(cè)試驗(yàn)的應(yīng)用分析

楊康

摘 要：工程建設(shè)過程中，對(duì)管線的需求量較大，在大量使用管線的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強(qiáng)管線的功能性檢測(cè)，以確保管線質(zhì)量過關(guān)和性能穩(wěn)定。在科學(xué)技術(shù)不斷更新的基礎(chǔ)上，管線性能由于材質(zhì)、工藝等的改善也得以逐步完善?；诠芫€種類較多以及制造工藝較為繁雜，加大了管線質(zhì)控難度。做好管線功能性檢測(cè)，已經(jīng)成為保障管線質(zhì)量的關(guān)鍵。文章在對(duì)管線功能性檢測(cè)試驗(yàn)進(jìn)行分析時(shí)，主要分析了管線功能性檢測(cè)試驗(yàn)概況，并進(jìn)一步探究了試驗(yàn)的具體內(nèi)容、操作要點(diǎn)及檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：管線；功能性；檢測(cè)；實(shí)驗(yàn)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）21-0173-02

Abstract： In the process of engineering construction， there is a great demand for pipelines. On the basis of extensive use of pipelines， the functional inspection of pipelines should be strengthened to ensure the quality and performance of pipelines. On the basis of the continuous updating of science and technology， the pipeline performance has been gradually improved due to the improvement of material， technology and so on. Based on the variety of pipelines and the complexity of manufacturing technology， the difficulty of pipeline quality control is increased. To improve pipeline functional testing has become the key to ensuring the quality of pipeline. When analyzing the pipeline functional testing test， this paper mainly analyzes the general situation of the pipeline functional testing test， and further explores the specific contents， operation points and testing methods of the test.

Keywords： pipeline； functionality； detection； experiment； application

1 實(shí)驗(yàn)概況

在對(duì)地下管線進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)關(guān)注地下管線的抗震性能，若排除管材的腐蝕因素，則在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重加強(qiáng)的環(huán)節(jié)為地下管線的接口設(shè)計(jì)。一旦發(fā)生地震，管線的結(jié)構(gòu)形態(tài)會(huì)遭受破壞，主要形式包括軸拉破壞、梁式破壞、殼形失穩(wěn)等，其中最為常見的破壞形式為軸拉破壞，占比約75%。在本次實(shí)驗(yàn)中，主要探究的是地下鑄鐵管線柔性接口的抗拔性能，并對(duì)管線在地震作用下的反應(yīng)進(jìn)行模擬，對(duì)管線內(nèi)的水壓變化進(jìn)行觀測(cè)，并對(duì)其抗震功能性進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容包括壓力管線水壓實(shí)驗(yàn)、無壓管道閉水試驗(yàn)、無壓管線閉氣試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)過程操作規(guī)范，試驗(yàn)成果較好。

2 管線功能性檢測(cè)試驗(yàn)的主要內(nèi)容

2.1 壓力管線水壓試驗(yàn)

對(duì)壓力管線進(jìn)行水壓試驗(yàn)，要將其分為兩個(gè)階段進(jìn)行，即預(yù)試驗(yàn)和主試驗(yàn)階段。首先進(jìn)行水壓預(yù)試驗(yàn)，在該階段，應(yīng)該對(duì)試壓管道進(jìn)行降壓處理，使其與大氣壓持平，并且要在該狀態(tài)下保持60min。要做好密閉處理，避免在管道預(yù)試驗(yàn)階段進(jìn)入空氣。接著要對(duì)其進(jìn)行緩慢升壓處理，當(dāng)升至試驗(yàn)壓力時(shí)要保持30min的穩(wěn)壓，要密切關(guān)注管道內(nèi)的壓力值，若出現(xiàn)壓力下降，要及時(shí)的進(jìn)行注水補(bǔ)壓。同時(shí)要對(duì)管道接口以及配件等進(jìn)行滲漏檢查，若出現(xiàn)滲漏，要中止試壓試驗(yàn)，并在查明原因和處理完成后重新組織試壓。注水補(bǔ)壓達(dá)到試驗(yàn)壓力后，要及時(shí)停止并穩(wěn)定60min。接著觀察壓力下降值，以試驗(yàn)壓力為參照，當(dāng)?shù)陀?0%時(shí)，即可停止預(yù)實(shí)驗(yàn)工作。在進(jìn)行主試驗(yàn)時(shí)，要對(duì)管道進(jìn)行迅速的泄水降壓處理，并嚴(yán)格控制降壓量，使其處于試驗(yàn)壓力的10%～15%范圍內(nèi)。對(duì)于降壓泄水量要進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，將其設(shè)為ΔV（L），則可按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

ΔVmax（L）=1.2VΔP{1/Ew+di/（enEp）}

式中，V-試壓管段總?cè)莘e（L）；ΔP-降壓量（MPa）；EW-水的體積模量，不同水溫時(shí)EW值可按下表采用；Ep-管材彈性模量（MPa），與水溫及試壓時(shí)間有關(guān)；di-管材內(nèi)徑（m）；en-管材公稱壁厚（m）

當(dāng)ΔV大于ΔVmax應(yīng)停止試壓，泄壓后應(yīng)排除管內(nèi)過量空氣，再從預(yù)試驗(yàn)階段的第二個(gè)步驟開始重新試驗(yàn)。溫度與體積模量關(guān)系見下表。

表1 溫度與體積模量關(guān)系表

接著，應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注管道內(nèi)的剩余壓力，要對(duì)其進(jìn)行定期記錄，保持合適的記錄間隔， 常規(guī)情況下3min 即可。在保持這一間隔的狀態(tài)下，并連續(xù)進(jìn)行記錄，時(shí)長應(yīng)達(dá)30min。連續(xù)記錄時(shí)應(yīng)密切關(guān)注管道內(nèi)剩余壓力的變化趨勢(shì)，可能會(huì)上升也可能會(huì)不上升，若上升，則顯示的結(jié)果為合格。若在30min內(nèi)沒有出現(xiàn)上升現(xiàn)象，則要繼續(xù)觀察60min，若壓力下降至 0.02MPa，則結(jié)果合格。若對(duì)于上述兩個(gè)條件均沒有滿足，則說明試驗(yàn)結(jié)果不合格。此時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行原因查明，并再次組織試壓，直到結(jié)果合格。應(yīng)按照下表2 的要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)參數(shù)控制。

表2 管材種類、工作壓力及試驗(yàn)壓力關(guān)系表

2.2 無壓管線閉水試驗(yàn)

對(duì)無壓管線進(jìn)行閉水試驗(yàn)，應(yīng)按照從上游往下游的方向進(jìn)行，同時(shí)要確保分段進(jìn)行。在完成上游試驗(yàn)后可以進(jìn)行下游充水。在進(jìn)行注水浸泡時(shí)，要關(guān)注閉水試驗(yàn)水位，與試驗(yàn)段的上游管內(nèi)頂相比，其應(yīng)該比管內(nèi)頂高出2m，灌水高度應(yīng)接近上游井口。在注水時(shí)，要檢查管道、井身等部位是否存在滲漏點(diǎn)，接著對(duì)管線和檢查井進(jìn)行浸泡，時(shí)長為1至2天，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行閉水試驗(yàn)。要對(duì)注水試驗(yàn)過程的重要參數(shù)進(jìn)行記錄，要按照長于30min的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行滲水量測(cè)定，在計(jì)算具體的滲水量時(shí)，則要參照井內(nèi)水面的下降值，并將滲水量與允許滲水量進(jìn)行對(duì)比，不超過規(guī)定值即為合格。

2.3 無壓管線閉氣試驗(yàn)

在進(jìn)行無壓管線的閉氣試驗(yàn)時(shí)，要做好試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作。正式試驗(yàn)時(shí)，要選擇質(zhì)量過關(guān)的管堵，并將其安裝在管道兩端，同時(shí)在管道兩端還要安裝壓力表和充氣嘴。下一步要對(duì)管堵進(jìn)行充氣加壓，當(dāng)其處于0.15～0.2MPa的范圍時(shí)進(jìn)行管道密封處理。對(duì)管道進(jìn)行充氣處理時(shí)，要使用空氣壓縮機(jī)充氣至3000Pa。達(dá)到3000Pa時(shí)將氣閥關(guān)閉，并保持穩(wěn)壓狀態(tài)。在管堵完全密封管道的狀態(tài)下，以5min為時(shí)間節(jié)點(diǎn)觀察管道氣壓，氣壓起始點(diǎn)為3000Pa，若降為2000Pa，則說明氣壓狀態(tài)穩(wěn)定。若氣壓不穩(wěn)，則要適當(dāng)?shù)某錃夂头艢?，使其穩(wěn)定。不同管徑具有不同的閉氣時(shí)間，記錄時(shí)應(yīng)對(duì)氣壓從2000Pa下降到1500Pa的壓力表讀數(shù)進(jìn)行全過程記錄。

3 管線功能性檢測(cè)的具體方法

3.1 管線內(nèi)窺檢測(cè)

（1）管線CCTV內(nèi)窺檢測(cè)法。采用CCTV內(nèi)窺檢測(cè)法

時(shí)，應(yīng)在檢測(cè)每段管線之前進(jìn)行版頭的編寫和錄制，并做好管線檢測(cè)的影像記錄，記錄內(nèi)容要完整和連續(xù)。當(dāng)進(jìn)行到終止檢測(cè)階段，應(yīng)輸入代表檢測(cè)結(jié)束的字樣標(biāo)識(shí)，針對(duì)檢測(cè)中斷也要輸入相關(guān)的字樣標(biāo)識(shí)，同時(shí)要在畫面中指出中斷原因。在進(jìn)行直向攝影時(shí)，要參照管徑大小確定行進(jìn)速度，以200mm為標(biāo)準(zhǔn)，若大于200mm，則行進(jìn)速度要控制在小于0.15m/s的范圍內(nèi)。若小于200mm，則行進(jìn)速度控制在小于0.1m/s的范圍內(nèi)。對(duì)于不同形狀的管道進(jìn)行管線檢測(cè)時(shí)，要根據(jù)形狀確定攝像鏡頭的移動(dòng)軌跡。在進(jìn)行CCTV內(nèi)窺檢測(cè)法時(shí)，要關(guān)注爬行器的運(yùn)動(dòng)軌跡，使其與水流方向保持一致。要在檢測(cè)位置安裝爬行器，并且要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)前的歸零處理。要對(duì)每一段管道進(jìn)行分段檢測(cè)，在完成檢測(cè)后，應(yīng)對(duì)計(jì)數(shù)器的數(shù)值進(jìn)行觀測(cè)，并且以電纜上標(biāo)記的距離刻度為基準(zhǔn)，修整計(jì)數(shù)器數(shù)值。（2）管線QV檢測(cè)方法。采用管線QV檢測(cè)方法進(jìn)行拍攝時(shí)，要以管道豎向中心線為基準(zhǔn)，使鏡頭中心處于其水面以上，拍攝時(shí)焦距的移動(dòng)要緩慢和穩(wěn)定。對(duì)于存在缺陷的部位則要靜止和持續(xù)拍攝10s以上。對(duì)井內(nèi)壁的QV檢測(cè)，則要做到無盲點(diǎn)檢測(cè)和慢速、均勻檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，同樣要加強(qiáng)缺陷部位和特殊部位檢測(cè)，并做好檢測(cè)記錄的復(fù)核。

3.2 管線竣工測(cè)量方法

竣工測(cè)量的內(nèi)容較為復(fù)雜，需要測(cè)量人員做好對(duì)平面位置、埋深、性質(zhì)等的基礎(chǔ)測(cè)量，同時(shí)要具備對(duì)管線相關(guān)的建筑物、附屬設(shè)施等的圖紙繪制技能，確保繪制精準(zhǔn)。在具體測(cè)量時(shí)，應(yīng)抓住管線測(cè)量點(diǎn)，即交叉點(diǎn)、分支點(diǎn)、變材點(diǎn)、變坡點(diǎn)等。當(dāng)管線長度>100m時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行管線點(diǎn)的增設(shè)，對(duì)于管線彎曲度較大的部位，設(shè)置管線點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)多于3個(gè)。新建地下的測(cè)量應(yīng)在覆土前進(jìn)行，部分工程不支持在覆土前進(jìn)行竣工測(cè)量，則應(yīng)合理的設(shè)置管線待測(cè)點(diǎn)，并通過引線將地下待測(cè)點(diǎn)位置引到地面上。若測(cè)量比例尺為1：500，則要嚴(yán)格控制地圖測(cè)繪寬度。若測(cè)量區(qū)域?yàn)橐?guī)劃道路段，則在設(shè)置地圖測(cè)繪寬度時(shí)應(yīng)以測(cè)出兩側(cè)第一排建筑物或紅線外20m為宜。接著要對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行錄入，要求形成點(diǎn)表、線表和測(cè)量成果表，確保滿足GIS系統(tǒng)的入庫要求。若測(cè)量的管線為改造管線，則要關(guān)注對(duì)廢氣管道的竣工測(cè)量，包括管線起止點(diǎn)和新舊管線碰頭點(diǎn)等，為新管線的生成提供參考。

3.3 管線檢測(cè)結(jié)果評(píng)估

對(duì)管線檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估時(shí)，應(yīng)參照相關(guān)檢測(cè)資料，一般采用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)管道檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。尤其要加強(qiáng)對(duì)缺陷管線的評(píng)估，以管道縱向?yàn)榛鶞?zhǔn)，若缺陷沿縱向尺寸小于1m，則長度取值為1m。若在縱向范圍內(nèi)出現(xiàn)2個(gè)以上的缺陷，則要進(jìn)行疊加計(jì)算，確保缺陷分值能夠反映缺陷情況。對(duì)管道檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，若遇到連續(xù)檢測(cè)長度長于5km的現(xiàn)象，則要從整體上進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于缺陷部位，在完成修復(fù)后，應(yīng)重新進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。

4 結(jié)束語

地下供水管線一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，就會(huì)導(dǎo)致家庭用水及生產(chǎn)用水中斷，且會(huì)導(dǎo)致供水系統(tǒng)產(chǎn)生污染，對(duì)于居民生活以及城市發(fā)展極為不利?；诖耍趯?duì)城市管線進(jìn)行布設(shè)時(shí)，應(yīng)關(guān)注管線的綜合性能，包括抗裂性以及抗震性等，要針對(duì)管線性能做好功能性檢測(cè)試驗(yàn)，確保每一條管線的質(zhì)量都符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

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