大中型預(yù)制泵站密封性試驗(yàn)檢測技術(shù)

摘要
大中型預(yù)制泵站作為城市排水、雨水收集、工業(yè)廢水輸送及原水取水等領(lǐng)域的核心設(shè)施，其結(jié)構(gòu)密封性能直接關(guān)系到運(yùn)行安全、環(huán)境保護(hù)及設(shè)備壽命。密封性試驗(yàn)是檢驗(yàn)預(yù)制泵站結(jié)構(gòu)完整性、防止地下水滲入和污水外滲的關(guān)鍵質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。本文系統(tǒng)闡述了大中型預(yù)制泵站密封性試驗(yàn)的檢測項(xiàng)目、方法原理、應(yīng)用范圍、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及儀器設(shè)備，為工程實(shí)踐提供技術(shù)參考。

一、 檢測項(xiàng)目與方法原理

預(yù)制泵站的密封性檢測主要針對(duì)其筒體結(jié)構(gòu)、連接接口及附屬設(shè)施，確保在設(shè)計(jì)壓力及長期使用條件下無滲漏。主要檢測項(xiàng)目與方法如下：

1. 整體水壓試驗(yàn)

   • 原理：通過向泵站筒體內(nèi)注水，施加不低于設(shè)計(jì)靜水壓力的試驗(yàn)壓力，維持一定時(shí)間，觀察筒體結(jié)構(gòu)、焊縫、預(yù)留孔洞及法蘭接口等部位是否有滲漏、水跡或壓力降。其原理是利用水不可壓縮的特性，在密閉空間內(nèi)建立穩(wěn)定壓力系統(tǒng)，通過壓力變化或目視檢查判斷泄漏點(diǎn)。

   • 方法：
     a. 充水與排氣：向清潔的泵站筒體內(nèi)緩慢注入清水，直至完全淹沒被測部分，并確保排氣閥持續(xù)排氣直至無氣泡冒出后關(guān)閉。
     b. 穩(wěn)壓與觀察：水位達(dá)到試驗(yàn)高度后，靜置一段時(shí)間（通常為24-48小時(shí)），使結(jié)構(gòu)充分濕潤并穩(wěn)定。隨后，開始正式試驗(yàn)計(jì)時(shí)，維持試驗(yàn)壓力（通常為1.25至1.5倍的設(shè)計(jì)靜水壓，或依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定）至少30分鐘。
     c. 結(jié)果判定：在試驗(yàn)期間，檢查所有外表面有無滲漏、濕潤現(xiàn)象。同時(shí)，監(jiān)測水位或壓力變化，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的滲漏量，其值不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。

2. 真空試驗(yàn)

   • 原理：在泵站筒體內(nèi)部形成負(fù)壓環(huán)境，通過監(jiān)測內(nèi)部壓力回升速率來判斷是否存在泄漏。此方法基于理想氣體狀態(tài)方程，在密閉空間內(nèi)抽真空后，若外部空氣通過泄漏點(diǎn)進(jìn)入，將導(dǎo)致內(nèi)部壓力升高。

   • 方法：
     a. 密封與抽真空：將所有開口（如人孔、管口）密封，連接真空泵將筒體內(nèi)空氣抽出，使其內(nèi)部真空度達(dá)到預(yù)定值（如-0.03 MPa至-0.05 MPa）。
     b. 保壓與監(jiān)測：關(guān)閉真空泵及相關(guān)閥門，保持系統(tǒng)密閉，記錄初始真空度及時(shí)間。經(jīng)過一段規(guī)定的保壓時(shí)間（如2小時(shí)）后，再次記錄真空度。
     c. 結(jié)果判定：計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的壓力變化值。若壓力回升速率低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，則判定密封性合格。

3. 氣密性試驗(yàn)

   • 原理：向泵站筒體內(nèi)充入壓縮空氣，并維持一定壓力，通過監(jiān)測壓力降或使用發(fā)泡劑檢查泄漏點(diǎn)。該方法靈敏度高，適用于不允許進(jìn)行水壓試驗(yàn)或需要快速檢測的場合。

   • 方法：
     a. 充氣與穩(wěn)壓：向筒體內(nèi)充入清潔、干燥的壓縮空氣，直至達(dá)到試驗(yàn)壓力（通常較低，如0.035 MPa）。
     b. 保壓與檢測：關(guān)閉氣源，保持一段時(shí)間使內(nèi)部溫度穩(wěn)定。隨后開始計(jì)時(shí)，監(jiān)測規(guī)定時(shí)間內(nèi)的壓力降。
     c. 泄漏點(diǎn)定位：在懷疑有泄漏的接縫、接口等處涂抹發(fā)泡劑（如肥皂水），觀察是否有氣泡產(chǎn)生。
     d. 結(jié)果判定：壓力降值不超過標(biāo)準(zhǔn)允許范圍，且無可見連續(xù)氣泡產(chǎn)生，即為合格。

二、 檢測范圍與應(yīng)用領(lǐng)域

大中型預(yù)制泵站的密封性檢測需求廣泛，覆蓋以下主要應(yīng)用領(lǐng)域：

1. 市政排水領(lǐng)域：用于提升泵站、雨污水合流泵站、截流泵站等，防止污水滲漏污染土壤和地下水，或地下水滲入增加污水處理負(fù)荷。

2. 雨水管理領(lǐng)域：用于雨水調(diào)蓄池、雨水收集泵站等，確保調(diào)蓄容積的有效性，防止雨水外滲或地下水污染。

3. 工業(yè)廢水領(lǐng)域：用于化工、制藥、印染等行業(yè)的廢水收集與輸送泵站，防止含有害物質(zhì)的廢水泄漏，滿足環(huán)保嚴(yán)苛要求。

4. 原水取水領(lǐng)域：用于河流、水庫的原水取水泵站，防止外部污染源進(jìn)入，保障飲用水源安全。

5. 農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域：用于大型灌溉系統(tǒng)的取水與加壓泵站，確保水資源利用。

三、 檢測標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

密封性試驗(yàn)需遵循國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保檢測的性與可比性。

1. 標(biāo)準(zhǔn)：

   • EN 13508:2003： 地下非壓力排水和排污網(wǎng)絡(luò)的外部檢查。雖側(cè)重于檢測，但對(duì)結(jié)構(gòu)完整性有要求。

   • ISO 13266:2021： 塑料管道系統(tǒng)——用于無壓地下排水和排污的熱塑性塑料系統(tǒng)——人孔和檢查井的試驗(yàn)方法——耐水壓試驗(yàn)方法。對(duì)預(yù)制井筒的試驗(yàn)方法有詳細(xì)規(guī)定，常被借鑒用于泵站。

   • ASTM C1227： 預(yù)制混凝土井筒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包含密封性試驗(yàn)要求。

2. 中國標(biāo)準(zhǔn)：

   • GB/T 50500-2018： 《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)構(gòu)筑物的抗?jié)B性能提出了總體要求。

   • GB 50141-2008： 《給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，規(guī)定了水池等的滿水試驗(yàn)方法，常作為泵站水壓試驗(yàn)的參考。

   • CJJ/T 285-2018： 《預(yù)制泵站工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。這是針對(duì)預(yù)制泵站的專用標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定了泵站應(yīng)進(jìn)行密封性能檢驗(yàn)，并推薦了水壓試驗(yàn)或氣密性試驗(yàn)的方法、試驗(yàn)壓力、穩(wěn)定時(shí)間及合格標(biāo)準(zhǔn)。

   • T/CECS XXX-202X （相關(guān)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）： 如一些泵站產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)密封性有更具體的技術(shù)指標(biāo)。

四、 檢測儀器與設(shè)備

進(jìn)行密封性試驗(yàn)需配備專用的檢測儀器與設(shè)備，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。

1. 水壓試驗(yàn)設(shè)備：

   • 潛水泵/離心泵：用于向泵站筒體內(nèi)快速注水。

   • 精密壓力表/壓力傳感器：量程覆蓋試驗(yàn)壓力范圍，精度不低于0.5級(jí)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測筒體內(nèi)水壓。

   • 水位測針/液位計(jì)：高精度測量水位變化，用于計(jì)算滲漏量。

   • 流量計(jì)（可選）：安裝在補(bǔ)水管路上，精確測量為維持壓力而補(bǔ)充的水量，直接得到滲漏量。

2. 真空試驗(yàn)設(shè)備：

   • 真空泵：能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將泵站筒體內(nèi)抽至所需真空度。

   • 真空壓力表/真空傳感器：高精度測量負(fù)壓值，量程和精度滿足試驗(yàn)要求。

   • 密封堵頭與管路：用于可靠密封所有開口并與真空泵連接。

3. 氣密性試驗(yàn)設(shè)備：

   • 空氣壓縮機(jī)：提供穩(wěn)定、清潔、干燥的壓縮空氣源。

   • 調(diào)壓閥與精密壓力表：精確控制和顯示充入氣體的壓力。

   • 壓力數(shù)據(jù)記錄儀：能夠自動(dòng)記錄試驗(yàn)期間的壓力-時(shí)間曲線，便于分析壓力降。

   • 發(fā)泡劑與噴涂工具：用于泄漏點(diǎn)定位。

4. 輔助設(shè)備：

   • 通信與監(jiān)控系統(tǒng)：用于遠(yuǎn)程監(jiān)控試驗(yàn)過程，尤其在大型或深埋泵站中。

   • 溫度計(jì)：監(jiān)測環(huán)境與水體溫度，用于對(duì)壓力/真空度數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度修正。

結(jié)論
大中型預(yù)制泵站的密封性試驗(yàn)是保障其長期穩(wěn)定運(yùn)行、防止環(huán)境污染的重要技術(shù)手段。應(yīng)根據(jù)工程具體要求、泵站結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及適用標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇水壓、真空或氣密性試驗(yàn)方法。配備高精度的檢測儀器并嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，是獲得可靠檢測結(jié)果、確保泵站工程質(zhì)量的基石。隨著預(yù)制泵站技術(shù)的不斷發(fā)展，其密封性檢測技術(shù)也將持續(xù)完善與創(chuàng)新。