武汉矿发 || 供水PE管道的探测难题是如何解决的？

PE（聚乙烯）材质的管道越来越多的应用于燃气、供水、消防等城市地下管网中。供水的PE管道材质和燃气PE管道一样，埋地后同样面临着探测的难题。

在我们使用主动声源PE探管仪探测PE燃气管道的过程中，很多管线探测同行马上就联想到既然燃气PE管道可以准确测了，那供水的PE管道能不能测呢？

2021年5月，应业主方的邀请我们来到武汉某工地，采用主动声源PE探管仪进行供水PE管道的探测试验。

我们通过改进声波驱动器，顺利地和消防管道的入口（消防栓）连接起来，令我们非常惊喜的探测结果，通过这个方法在信号源的两边单向各自探测到了100多米，难道我们供水PE管道真的就这样成功了？

经过微弱的信号搜索，我们成功解决了业主在这一处供水PE管道的探测，这也是我们第一次在供水PE管道上成功测试。

但是总体来说，和燃气PE管道探测相比，燃气PE管道单向探测最长距离可以到达1公里以上，探测信号很强、很明显。为什么供水PE管道必须要通过微弱信号才能探测得到呢？

主动声源PE探管仪是通过向管道中的介质施加一个特定频率声波信号，声波再沿着管道传播到达地面，在地面通过声波信号分析从而到达探测的目的。

其中管道中的介质是信号传播的关键，也是使用主动声源PE探管仪的地球物理应用条件。

声波在各类介质传播特性差别很大。这与管内介质的物理属性-----声阻抗关系密切，声阻抗的物理含义就是声波传导时介质位移需要克服的阻力，声阻抗值越大表明介质对声波传播的阻碍就越大。

注：图片来源《声学基础》（第三版），杜功焕等人著

从上图中我们看出，PE燃气管中介质----甲烷的特性阻抗值为294N·s/m³,空气的特性阻抗值为415N·s/m³。

我们在探测过程中也遇到有很多朋友问：没有使用的燃气PE管道能不能探测呢？

当然也是可以的，没有通气的PE燃气管也是可以探测，只要有空气，也可以探测。只是因为声阻抗的原因，效果没有比探测通气了的PE燃气管好。

我们再看看水的声阻抗值1.480×10³·10³N·s/m³，这约是甲烷气体阻抗值的5000倍，约是空气的3500倍，水的声阻抗非常大，所以声波在水中传播时能量衰减的太快。

这也是我们在供水PE管道探测中信号很弱的原因。同时也有人疑问到，声波在气体、液体、固体中的传播速度是：

固体>液体>气体

那么，声波不是在水（液体）中传播的速度不是比空气中传播更快吗？

这里有个理解的误区，探测传感器所测的是声波在空间中传播时的振动幅度，可以理解为信号强度，而不是探测声波的速度。信号的强度和介质的声阻抗有很大的关系。

所以根据目前的PE探管仪音频驱动器的功率有限，即不可能再将功率提高几千倍来达到增加远距离声波信号的问题。这就是目前供水PE管道和燃气PE管道探测效果存在差异的主要原因。

尽管信号比较弱，但是我们在供水PE管道或者消防管道中有个有利的条件：

不管是供水PE管道还是市政的消防管道，具有多的阀门和消防栓作为信号接口。

按照《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014要求第7.2.5条：市政消火栓的保护半径不应超过150m，间距不应大于120m。

在不大于120m的消防栓接入口中完全可以采用主动声源PE探管仪进行探测。

我们在实际探测过程中，如果遇到供水PE管道的探测问题，可以采用主动源PE探管仪试试。任何物探方法都具有应用的条件，通过现场主动的施加探测方法有利条件，也能解决我们的探测问题。

全文结束，对供水PE管道探测感兴趣的同行可以加王工微信讨论，或者关注公众号，回复“2”获取PE管道探测应用案例。