排水管道缺陷检测发展现状
1.检测技术多样化:
·CCTV检测技术:这是目前应用较为广泛的一种方法。已经普遍用于管道状态检测,贯穿于管道施工、验收、运营等各个阶段,可用于雨水管道、污水管道、检查井等的检测。CCTV 检测机器人能够在管道内部爬行,记录管道内部的高清视频或图像信息,可直观地呈现管道的破裂、变形、腐蚀、焊缝质量等状况。其优点是检测结果直观、准确,能够详细记录管道内部情况,为后续的分析和评估提供有力依据。不过,该技术在检测前需要对管道进行封堵、抽水和清洗等预处理工作,确保管内积水、积泥均不大于管道直径的 20%,且水位、淤泥厚度均小于200mm。基于拍摄图片和视频的质量,一些微小裂缝并不能被判读人员捕捉到,且缺陷检测与判读实践的准确性很大程度上会受到工作人员的经验和技能水平的影响。
·声纳检测技术:适用于管道内充满水或水位较高的情况。通过发射声波并接收回波来检测管道内部的形状、淤积程度等,能够快速检测较长距离的管道,并可以形成 3D 图像,真实反映管道内部的情况。但声纳检测无法检测到管道的微小裂缝,对复杂管道的检测效果可能受到一定影响,且检测结果的准确性也会受到管道内杂物、水流等因素的干扰。
·管道潜望镜检测技术:又称QV检测,是一种快速检测技术。操作简便、设备便携,可快速抓取管道内部的影像信息。主要用于检测短距离管道或独立的检查井等管道附属构筑物,能够识别排水管道水面以上的大部分缺陷。但该技术的探测距离较短,无法检测水面以下的管道状况。
·激光检测技术:作为一种新的无损检测技术,可用于检测管道的几何形变、表面裂纹、断裂等结构性缺陷,能够相对准确地定位管线和识别管道缺陷的基本形状。不过,激光检测对操作环境要求较高,在完全黑暗的环境中工作效率比较好,但也为操作人员带来了困难,且表面粗糙度会影响检测结果。
·红外热成像检测技术:利用管道内的红外线源和红外线扫描器来产生管道的温度图,根据温度信息收集缺陷信息。然而,由于排水管道内物质较为复杂,管道温度升高容易引发管道事故,该技术在排水管道缺陷检测中的应用受到一定限制。
·探地雷达检测技术:是一种无损检测技术,主要用于浅层地下管线的普查,可以探查排水管道是否存在暗管和暗沟问题。但对于由黏土、混凝土和塑料等材料制成的污水管,由于其相对介电常数接近空气,检测难度较大。
2.智能化技术的应用:
·图像识别与处理技术:随着计算机视觉和图像处理技术的发展,越来越多的研究学者将其应用于排水管道缺陷检测。通过对 CCTV 检测、潜望镜检测等获取的图像和视频数据进行分析和处理,能够自动识别管道的缺陷类型、位置和程度等信息,提高检测效率和准确性。例如,利用深度学习算法中的卷积神经网络(CNN)对下水道闭路电视图像中的缺陷进行分类,已经取得了一定的成果。
·数据管理与分析系统:检测过程中会产生大量的数据,包括图像、视频、检测报告等。建立数据管理与分析系统,可以对这些数据进行存储、管理和分析,为管道的维护和修复提供决策支持。同时,通过对历史数据的分析,可以预测管道的潜在问题,提前采取预防措施。
3.检测标准与规范不断完善:
国内外已经制定了一系列的排水管道检测标准和规范,如英国的《排水管道状况分类手册》、美国的《管道评估与认定程度》、欧盟的视频检查编码系统以及我国的《城镇排水管道检测与评估技术规程》等。这些标准和规范对检测方法、检测流程、缺陷分类和评估等方面都做出了明确的规定,保证了检测结果的可靠性和可比性。
4.市场竞争促进技术发展:
国内市场上已经有多家管道检测机器人制造企业和市政管网非开挖修复单位,竞争激烈。这促使企业不断加大研发投入,提高检测技术的性能和质量,降低成本,推动了排水管道缺陷检测技术的发展。同时,企业也在不断拓展检测服务的范围,提供更加好、专业的检测解决方案。
排水管道缺陷检测发展展望
1.技术创新方面:
·多技术融合:未来的排水管道缺陷检测将趋向于多种技术的融合应用。例如,将激光检测技术、3D 扫描技术与 CCTV 检测技术相结合,可以获取更好、准确的管道信息,提高缺陷识别的精度。同时,结合物联网、大数据等技术,实现对管道的实时监测和远程控制,及时发现和处理管道缺陷问题。
·新型传感器的研发:研发新型的传感器,提高检测的灵敏度和准确性。例如,开发能够检测管道内部化学物质泄漏的传感器,以及能够适应复杂管道环境的智能传感器等,为管道缺陷检测提供更多的技术手段。
·机器人技术的改进:进一步改进管道检测机器人的性能,提高其在复杂管道环境中的通过性和稳定性。例如,开发具有自适应能力的机器人,能够根据管道的形状和尺寸自动调整行走方式和检测角度;研发具有防水、防爆等功能的机器人,适应不同类型的排水管道检测需求。
2.智能化发展方面:
·深度学习算法的优化:深度学习算法在排水管道缺陷检测中的应用仍处于不断发展阶段。未来,需要进一步优化深度学习算法,提高其对复杂缺陷的识别能力和泛化能力。同时,结合迁移学习、强化学习等技术,使算法能够更快地适应不同类型的管道和缺陷情况,提高检测效率和准确性。
·智能检测系统的一体化:未来的管道缺陷智能检测系统将不仅仅局限于缺陷的识别和分类,还将能够实现智能检测报告的生成、修复工法的选取、管道使用年限的评估等功能,为管道的维护和修复提供多方位的决策支持。
·实时监测与预警:建立基于物联网的排水管道实时监测系统,通过在管道内安装传感器和监测设备,实时获取管道的运行状态信息。利用大数据分析和人工智能技术,对监测数据进行实时分析和处理,及时发现管道的异常情况,并发出预警信号,以便采取及时的维护措施。
3.应用拓展方面:
·城市地下综合管廊的应用:随着城市地下综合管廊的建设不断推进,排水管道作为综合管廊的重要组成部分,其缺陷检测需求也将不断增加。未来,排水管道缺陷检测技术将在城市地下综合管廊中得到广泛应用,为综合管廊的安全运行提供保障。
·老旧管道的改造与评估:大量的老旧排水管道存在着不同程度的缺陷和隐患,需要进行改造和修复。排水管道缺陷检测技术将在老旧管道的改造和评估中发挥重要作用,为制定合理的改造方案提供依据,确保改造后的管道能够满足城市发展的需求。
4.行业规范与标准化方面:
随着排水管道缺陷检测技术的不断发展和应用,行业规范和标准化工作将不断加强。未来,将制定更加详细、严格的检测标准和规范,对检测技术的应用、数据的处理和分析、检测报告的编制等方面进行规范,提高检测行业的整体水平。同时,加强对检测机构和从业人员的资质认证和管理,确保检测结果的可靠性和公正性。