管网无损检测技术实用梳理 汇总
更新时间:2025-12-11
在城市基础设施体系中,管网作为输送水、石油、天然气等关键资源的 “生命线”,其运行状态直接关系到居民生活、工业生产与公共安全。
长期以来,管网在复杂地质环境、介质腐蚀、外力扰动等因素影响下,易出现腐蚀、破损、泄漏等隐患,若未能及时发现和处理,可能引发资源浪费、环境污染甚至安全事故。
高效、精准的管网检测技术成为保障管网安全稳定运行的核心支撑。
外观与几何参数检测技术:直观呈现管网表面状态
外观检查是管网检测中最基础且常用的手段,核心目标是直观评估管道内外部表面的物理状态。对于可人员出入的大型管道,工作人员可直接进入现场进行视觉排查,识别明显的腐蚀、裂缝、变形等缺陷;
而对于小型管道或难以进入的区域,则需借助专业仪器增强检测能力。
目前主流的仪器检测方式包括 CCTV 闭路监控系统检测、视频示波器观测、3D 光学扫描与激光剖绘等。
点蚀作为管网腐蚀的常见形式,其深度直接影响管道的结构强度和使用寿命。点蚀深度测量技术专门针对这一缺陷,提供精准的量化数据支持。传统测量手段包括针尖测微器、针尖深度计等接触式测量工具,适用于实验室样品或现场可直接接触的管道部位;
而在现场复杂环境下,超声栅极测量、自动化超声扫描、激光测距等非接触式技术应用更为广泛,这些技术无需直接接触管道表面,可快速获取点蚀深度数据,兼顾检测效率与准确性,既适用于现场暴露管道的外部腐蚀检测,也可用于实验室管道样品的内外部腐蚀评估。
声学与振动检测技术:捕捉管网结构与泄漏信号
声学检测技术基于声波传播与反射原理,通过分析声波信号特征判断管网状态,分为结构状态声学检测和渗漏损伤声学检测两类。
结构状态声学检测通过设备向管道发射声波,利用管道结构对声波的反射、折射特性,分析管道的完整性。常用技术包括声呐性能分析、冲击回波技术和声频发射技术。
渗漏损伤声学检测是供水管线漏损检测的核心技术之一,其原理是管道破损后,管内有压液体在压力差作用下泄漏,形成多相湍射流,不仅扰乱管内流体正常流动,还会与管壁、周围空气、泥沙等发生相互作用,产生特征性泄漏声波。根据检测位置不同,该技术可分为地面检测、贴壁式检测和管内检测。
地面检测通过在地表布置传感器捕捉泄漏声波,适用于埋地管道的快速排查;贴壁式检测将传感器直接安装于管壁,检测灵敏度更高,适用于关键管段的精准监测;管内检测则通过管道内爬行设备搭载传感器,可近距离捕捉泄漏信号,有效避免地表环境干扰,检测精度最优。
电磁与超声波检测技术:深度探测管网内部缺陷
电磁检测技术利用电磁感应原理,可穿透管道表面,检测内部结构缺陷及周边环境状态,适用于金属管网的腐蚀、裂缝、涂层破损等问题诊断。常用技术包括磁通量漏损检测、远场涡流检测、探地雷达等。
磁通量漏损检测通过磁化管道,当管道存在腐蚀、孔洞等缺陷时,磁场会发生泄漏,通过传感器捕捉漏磁信号即可定位缺陷位置,广泛应用于石油、天然气管道的腐蚀检测;远场涡流检测适用于厚壁管道,可穿透管道壁检测内部缺陷,不受表面涂层影响;探地雷达则通过发射高频电磁波,根据地下介质的反射信号,不仅可检测管道位置、埋深,还能判断管道周边土体是否存在空洞、渗漏等问题,适用于管网普查与隐患排查。
超声波检测(UT)是工业无损检测的经典技术,在管网检测中主要用于管道厚度测量、腐蚀监测、分层检查和探伤。其原理是向管道发射高频超声波,超声波在管道内传播时,遇到缺陷或管道底面会发生反射,通过分析回波的传播时间、幅值等参数,可计算管道厚度、判断缺陷大小与位置。
针对管网检测的特殊需求,超声波检测衍生出导波超声检测、相位阵列技术等专用方法。导波超声检测可沿管道轴向传播数十米,实现长距离管道的快速检测,适用于管段整体腐蚀状况评估;相位阵列技术通过多阵元探头控制超声波束的角度和聚焦位置,可精准定位微小缺陷,适用于关键管段的精细化检测。
射线、热成像与气体追踪技术:特殊场景下的精准检测
射线检测技术利用 X 射线或 γ 射线的穿透性,通过分析射线穿透管道后形成的图像,识别管道内部缺陷。该技术检测精度高,可清晰呈现管道内部的裂缝、夹杂、腐蚀等问题,但由于辐射防护要求高、检测成本高,且不适用于现场连续检测,目前在供排水管网在线检测中应用较少,主要用于实验室管道样品检测或特殊关键管段的离线检测。
红外热成像检测技术基于热量传递原理,适用于埋地管网的泄漏检测。当地下管道发生破损泄漏时,泄漏的水会改变邻近泥土的热特性,导致泄漏区域泥土的温度与周围干土存在差异(通常泄漏区域散热更快,温度更低)。通过红外热成像仪扫描管道上方地表,捕捉这种热反常现象,即可定位管道破损位置。该技术具有非接触、快速高效的特点,适用于大面积埋地供水管网的漏损排查,尤其在夜间或环境温度稳定时,检测效果更佳。
气体追踪法是一种针对供水管网泄漏的精准定位技术,其操作流程简单高效:向供水管道的隔离管段注入无毒、不溶于水且轻于空气的气体(如氦气、氢气),若管道存在破损泄漏,气体将从泄漏口溢出,穿透泥土和路面渗出地表。利用高灵敏度气体检测仪扫描管道上方地表,根据气体浓度分布即可精准确定泄漏位置。该技术不受管道埋深、土壤类型影响,检测精度高,适用于供水管网的漏损精准定位,尤其在复杂地形或常规检测技术难以奏效的场景下具有显著优势。
土壤性质推断与管道电流测绘技术:间接评估管网状态
管道电流测绘(PCM)是针对阴极保护金属管网的专用检测技术,主要用于定位管道泄漏电流与涂层破损位置。金属管网通常采用外部涂层 + 阴极保护的方式防腐,当管道涂层出现破损,或与其他金属结构发生意外连接时,会产生泄漏电流,加速管道腐蚀。PCM 技术通过检测管道沿线的电流分布,可精准定位泄漏电流位置,进而判断涂层破损点,目前主要应用于石油、天然气管线,少量用于供水管线的防腐层检测。
土壤性质推断法是一种间接检测技术,通过分析管网周边土壤的物理化学性质,推断管道的腐蚀状态与运行环境。常用指标包括土壤线性极化电阻、管土作用电势等:土壤线性极化电阻可反映土壤的腐蚀性强弱,电阻值越低,土壤腐蚀性越强,管道腐蚀风险越高;管土作用电势则能反映管道与土壤之间的电化学作用强度,间接判断管道的腐蚀速率。该技术无需直接接触管道,适用于管网腐蚀风险的长期监测与趋势分析,为管网运维决策提供数据支持。
结语
管网无损检测技术的发展的核心目标是实现 “早发现、早诊断、早处置”,降低管网运行风险。不同检测技术各具特点,适用于不同的管网类型、检测场景和缺陷类型。
在实际应用中,应根据管网材质、埋深、介质类型、运行年限等因素,结合检测目标与现场条件,选择单一技术或多种技术组合使用,构建 “普查 - 精准定位 - 精细化评估” 的全流程检测体系。