作者：丁克峰

随着冬季到来，供暖季开始，做好供暖季的供暖工作是关乎到千家万户的民生大事。而管道漏水一直困扰着供热企业，供热管道漏水不仅造成水资源（特别是软化水）的浪费，水处理成本和耗电量增加，加速设备老化，企业供热成本上升，无法保障用户正常供热，还存在巨大的安全隐患，造成路面塌陷，人员及财产损失，危害巨大。
 
自1996年金迪漏水调查公司成立以来，针对热力管道的特点，运用漏水声波探测技术，结合红外成像技术以及防腐保温层检测技术，成功开拓了热力管道漏水探测市场，在北京、天津、太原、廊坊、承德、唐山、邢台、本溪、四平等多地实施，取得满意效果，得到用户好评。
 
供热管道漏水检测方法包括巡检法、流量法（流量比对与水量失衡判别）、压力法（压力异常）、声波法、内窥检测法（CCTV法）、气体示踪法、红外测温法和热力管道防腐保温层破损检测等。近年来随着城镇供热管网计算机控制系统的应用普及，监控系统也会提供一定的辅助作用。本文只对红外测温技术在供热管道检漏的运用加以叙述。

一、红外热成像技术供热管道漏水检测工作原理

我们知道，任何物体只要它的温度高于绝对零度（-273.15℃），就有一部分热能转变为辐射能。而物体的温度在1000℃以下的，其热辐射中最强的电磁波是红外波。红外热像仪是一种成像测温装置，是利用目标与周围环境之间由于温度与发射率的差异所产生的热对比度不同，而把红外辐射能量密度分布图显示出来，成为“热像”。
 
由《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010适用范围我们知道，城镇供热系统一般为“供热热水介质设计压力小于或等于2.5MPa，设计温度小于或等于200℃；供热蒸汽介质设计压力小于或等于1.6MPa，设计温度小于或等于350℃。其中热水热力网，以热电厂或大型区域锅炉房为热源时，设计供水温度可取110℃～150℃，回水温度不应高于70℃。”当供热管道发生漏水时，会使漏水点上方地表与周围地表环境产生一定的温度差异，利用红外热成像仪对温度显示和图像显示双重效果来定位温度异常点，然后再利用其他辅助手段进行确认，判定是否由于漏水引起。通过大量收集温度异常数据和图像，排除假异常，我们就可以利用红外成像仪进行热力管道的漏水检测。
 

二、红外热成像仪仪器设备及其影响因素

目前国内市场品牌较多，其中进口的有：美国菲力尔/FLIR、美国福禄克/Fluke、德国德图Testo、法国C.A.、日本NEC等；国产的有：浙江大立、武汉高德/GUIDE、广州飒特/SAT等。热成像仪一般具有实时提供可见光图像与红外（伪）彩色图像，显示探测结果；成像精度高，高灵敏度，多点测温与高低温自动捕捉功能，分析功能强大，仪器直接显示点、线、面温度分析结果，PC卡贮存信息，容量大，图像不易丢失，非常方便工程使用。当然，仪器使用过程中需做好防尘、防潮、抗电磁干扰等维护工作。
 
对于红外热像仪来说，影响热像仪结果的参数主要有距离、辐射率、环境温度和湿度等。其中，距离的选择可参考物体的尺寸和测量距离的关系式：D/L≥3θ。其中，D为被测物尺寸，L为测量距离，θ为空间分辨率。

三、红外热成像仪供热管道漏水检测工作方法

首先，我们需要收集供热运行、管网资料等资料。
其次，进行方法试验和环境调查。
再有，开展红外热成像检测普查工作。
 
工作时间：晚间22：00至次日1：00。可根据具体情况，具体调整。
仪器设备：红外热成像仪
工作内容：
（1）沿目标管道上方测量地表红外异常；
（2）设定在屏幕上视场为前方5-6米。
（3）以四点测温为基本方式，即SP1、SP2、SP3和最大值方式。前三点测温成直线或对角线排列，使点1在视场中间，这样比较容易定位最高温点。
（4）设置选项其他选项中自动调节和连续调节设定为全部调节（在白天最好这样设置），夜间最好还是把自动调节设为无，把连续调解设为窗口中值（因为冬季夜间地表温差不大）。启动激光定位模式。
（5）以阀栓听音为主要辅助手段。（一般情况下，压力在3Kg/cm²以上。）
（6）发现周围介质红外异常后，首先拍摄异常区的图片，同时拍摄周围环境无地表异常区域的图片，其次现场观察是否是由于地表自身原因引起的红外异常。
（7）在进行普查过程和拍摄图片时一定要根据当时环境温度设定红外热成像仪的环境温度值。
（8）在拍摄完图片后及时作记录，使图片和现实情况作为一一对应。
（9）在红外异常区找到最高温点做一标记，换个时间段进行复测。
 
注意事项：
（1）不应不要用成像仪直接对太阳、焊枪或其他超高温目标进行检测。
（2）不要测量超过设定温度范围的高温目标物。
（3）当打开热成像仪，储存第一幅温谱图前，请等待一定时间，确认红外成像仪温度稳定。
（4）设备在某种特殊条件下，对静电敏感。
 
还有，红外异常分类。
红外成像异常可分为地表异常、管道异常、管道附属物异常、各种井盖异常、其他异常等几类。下面是这几类红外异常图。  
另外，异常确认工作，工作内容包括：
（1）对红外异常点在不同的时间段进行复测，看是否与上次红外异常位置一致，温度变化情况，无论再有无异常都需拍摄图片。
（2）当有温度异常时需使用管线仪进行管道探测，把管道埋深作为重点记录，如果能看到主管道也要对管道做好记录。
（3）对红外异常（特别是地表异常）进行确认工作。确认方法包括阀栓听音、地面听音、相关检测等方法手段。
（4）打孔确认，当红外异常在管道正上方时只需在管道正上方打孔，最好两条管道都能打到，当异常位置不在管道正上方时，还需对红外异常最高温点进行打孔确认是否有水。
 
特别提示：红外热像异常无法确定供水或回水异常，确认时需分别确认。另外，红外热像异常不一定在管道上方，需在异常及管道上同时做确认工作。
最后，完成漏点修复、复测及报告提交等工作。
 

四、红外热成像技术在供热管道漏水检测工作的运用

红外热成像技术在供热管道漏水检测工作不但进行管道漏水检测，还可以评价保温层好坏、直观查看供回水运行状况等，效果良好。
 

1、热力管道漏水检测

（1）邢台网通公司院内供热管道红外异常 （2）阳泉姚大夫诊所门前热力管道红外异常

2、一次发现多个异常，事倍功半。

阳泉193粮食局热力管道中普查检测中一次发现3个红外异常。

3、发现供热管道漏水异常迹象

红外热成像漏水检测过程中，还可以发现由热力管道漏水引起的下水、井盖、供水附属物及其他异常。
 
针对用户私自放水的问题也可以轻松发现。（下图高热处为用户私自放水）

4、直观区分供回水管道，发现供热异常。

（1）供回水管道查看与温度测量 （2）回水温度不正常，原因为管道堵塞或回水阀门未开。  

5、检查保温层效果（架空）

阳泉住户门前架空管道保温层保温效果不良

6、多点精确测温

 

7、还可进行室内地暖管道漏水检测

8、其他作用

（1）发现被埋下水井。

（2）红外异常，发现供水管道漏水  

五、案例分析

我们以廊坊供热红外普查项目为例进行案例分析。本次工程共检测热力管线57公里，发现红外异常共15处，经确认，其中5处漏水（其中之一为自来水管道漏水），5处为保温层破坏，2处为热力管道弯头变浅引起（弯头处保温做得不好），1处为地下有井盖但地表并看不出来，1处为地下有管沟。表明红外成像技术在供热管道漏水检测中非常适用，效果良好，成绩喜人。
 
1、红外热像资料分析：
（1）漏水引起的红外热像异常。 上图异常为集宁里小区35号楼附近漏水，管道埋深为60cm。经确认漏水点位置和红外异常无误差，为P01位置，地表温度为-3.84℃，与其他背景存在明显温度差。
 
（2）保温层破损引起的异常  
上图异常为迎春小区6号楼对面，异常呈长条状分布，且与管道走向一致。经确认，热力井盖和管线仪检测管道显示管道埋深为10cm，且路面和阀门并无漏水声音，断定管道保温层破损引起。
   
上图红外异常为广阳道红外异常，点1和点2为两个红外异常点，经使用管线仪确认管道在点1为弯头埋深为38cm，点2为埋深变浅点由70cm变为48cm。使用电钻打眼管道上并无声音，也不见水。
 
（3）其他异常
①管沟引起的异常  
上图廊坊政协院内红外异常，异常呈规则等宽条状分布。经确认和环境调查，为埋深较浅的供热管沟，且管道没有漏水，保温层破损。
 
②供水管道漏水引起的异常  
上图异常在花园楼供热站对面小区内。经过，打孔确认，发现温水，而供热管道保温层破损，但没有漏水，又进一步工作，确认为自来水管道漏水。因为供水管道正好位于供热管道正上方15cm处，管道漏水使水温升高，温度达到了21℃，从而造成红外异常。
 
2、热力管道漏水点开挖照片
（1）开挖现场1
供水温度60℃，回水温度47℃，水压0.4MPa，DN150钢管，埋深0.3米，漏水量0.2m³/h。  
（2）开挖现场2
供水温度80℃，回水温度50℃，水压0.5MPa，DN300钢管，埋深0.5米，漏水量0.3m³/h。

六、小结

热成像测温技术具有操作简单、测温速度快、测温面积大、测温分辨率高和非接触的特点，检测效率高，日探测长度是地面听音的3-4倍，红外异常直观，且一次检测可发现多个异常，是供热管道漏水检测技术重要手段。但是，假异常较多（主要为管道保温层破损以及伸缩节引起），红外温度异常与真正漏水点位置可能存在一定的偏差，埋深大、管沟敷设等没有引起地表温度变化的漏水无法发现，同时受物体表面发射率、反射率（或吸收率）、环境温度、大气温度、测量距离和大气衰减等因素的影响较大。
 
随着工程实践的增多，经验积累，结合声波法、防腐保温层检测等多种技术，红外热成像供热管道检测技术必将为供热公司的减少管网漏水，保障居民正常供暖，发挥更大作用。