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第七章 漏水振动状态分析
双击自动滚屏发布者:扬州华春地探科技 发布时间:2012-03-20 阅读:3301次

首先我们来探讨一下管道漏水引发振动的机理,从而了解其作为振动源的特点。

     第一,压力水从管道破损处冲出,在出口处激发振动,产生喷注噪声。

     第二,压力水冲击覆盖管线周围介质,即周围土层和地表面,引发冲击振动。

     第三,压力水冲出管道后,要寻求出处,在附近可能冲出空隙,产生水流扰动,翻滚的流动,并产生相应的声响。

     第四,由于这些机理的复杂多样,特别在现实条件中,管道的材质不同,管径不同,破裂管口的形式不同,喷射方向不同,水压不同,埋层介质不同等等,均会影响漏水振动发生条件。实际检测也证明,漏水振动是连续的但振动量有起伏变化的复杂振动。因此,漏水引起的振动往往存在各种复杂振动频率,从几十赫兹到几千赫兹都有分布。当前国内外,许多电子放大式测漏仪,频率覆盖均在此范围的原因均在此。

水压的影响:

     水压高,喷口出水的速度就快,冲击能量大,引发的振动也大,水压过低或失压慢流,振动将微弱甚至消失(见示意图)。

 

埋层的影响:

     一般砂土传声较好,粘土较差,砂土易渗水,不易产生水淹没,较易测听,草地软而减振,拾振器不宜直接放置测听,较薄的沥青路面均匀传声,易测听定位,薄水泥路面亦较好,但有时形成薄壳共振,易扩大声响区域,不易定点;过于坚实的路面隔声太强会减弱振动。

漏孔形状、位置的影响:

     1)孔不大而水压高,冲击力集中,声振强。

     2)孔很大,甚至断裂则能量分散易失压,声振较弱。

     3)如水压乃高,喷射能量很大则声振很强,甚至人会直接感受振动。

     4)喷射方向会影响冲击振动的最大点位置。

     5)向下喷射时,地表振动最不明显。

 

管道不同材质的影响

     主要影响喷注噪声的振动频率分布,钢管振动频率最高,铸铁管次高,塑料管最低。

     铸铁管和钢管,声频集中在0-4KHz

     塑料管,声频集中在0-1KHz

     不同材质水管漏水声显示的频率特性(见示意图)。


 

对不同埋层,不同材质管道相对应可能不同,对沿与管线垂直方,衰减更快。

漏水声在土壤中的传播特性

     频率越高信号衰减越快,特别是大于800Hz衰减率与埋设深度成正比,到达地面的频率范围通常在70-800Hz

漏点附近的三通、拐弯等对测漏的影响

     由于管道里流速较大的水在急转弯或变径时,对管道该处的弯头或接头产生冲击而引发振动,因而漏点附近如果有三通,拐弯等可能会产生附加振动,三通和拐弯出现的信号峰值会比较大(见示意图),有时候这些拐点的附加振动甚至会比漏点大,这一点也要引起注意。


 

     对小口径浅埋水管,尤其要特别注意,不要把三通拐弯的干扰信号当成漏点,有时即使没有漏点,在管道中流速较大时,三通和拐弯处亦会产生较强的振动。

     频率分析在漏水检测中越来越显示其重要性,一般理解有如下意义:

     第一,了解振动信号的构成,对判断是否漏水振动有益。一般地说,频谱应较为丰富,才可能是漏点,对于频率单一的振动,一般不是漏水振动。

     第二,用不同的频段检测,可以排除外界大部分干扰。通常外界干扰偏于低频,例如变压器等干扰为50赫兹或60赫兹。

     第三,不同条件下的漏点,振动信号可能有不同的主频段。一般来说,深度较深,距离较远时,偏于低频,埋层较浅,距离较近时,频率偏高。

     第四,振动信号在管道传播时,高频成分衰减的速率比低频成分快。对同一个漏点,测听者听到的高频成分较多的情况,漏点是比较近,反之如低音很丰富,漏点则较远。对有经验的测听者,甚至可以用这种方法初步估测漏点的距离。使用听漏棒或有频率分析的电子放大式检漏仪,应注意采用这种分析。 

     另外,管径越大衰减也越大;水压越高漏水噪声也高;经过三通管或90º弯管与直管部分相比衰减得并不很多,然而过四通管之后衰减会变得显著。 

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