給水管道水壓試驗(yàn)中的力學(xué)關(guān)系

1、給水管道水壓試驗(yàn)中的力學(xué)關(guān)系給水管道水壓試驗(yàn)是對管道鋪設(shè)進(jìn)行最后質(zhì)量鑒定的手段，一般我們對水壓試驗(yàn)這項(xiàng)工作的要求主要有兩點(diǎn)：一是它要能夠正確地反映管道滲漏情況；二是試壓不出問題，也不能因?yàn)樵噳憾菇涌谠馐軗p傷，反而影響了工程質(zhì)量，或返工重試，造成浪費(fèi)，更不能出人身安全事故。在水壓試驗(yàn)中，經(jīng)常遇到這樣一些問題，滲水量與降壓有什么關(guān)系？能否從降壓估算出滲水量？管內(nèi)存氣對試壓有多大影響？如何能知道管內(nèi)存有多少氣？對這些問題要作出定性的回答還比較容易，要作出定量的回答就必須作一些具體分析了。一、滲水量與降壓的關(guān)系管道作水壓試驗(yàn)時(shí)，管內(nèi)充滿水以后，還要繼續(xù)向管內(nèi)注水，才能在管內(nèi)產(chǎn)生水壓和達(dá)到要求的壓力，

2、管內(nèi)水量相應(yīng)增多了，增多這些水是由于兩個(gè)原因：一是管壁受水壓而產(chǎn)生封拉壓力，環(huán)向伸長了，管子的斷面積相應(yīng)增大了；二是管內(nèi)的水和未排凈的空氣受壓密度增大了，也就是體積比原來無壓時(shí)縮小了。因而就需要向管內(nèi)增補(bǔ)水量。相反，管子要降壓時(shí)，就必須放出或滲漏掉這些水量。據(jù)有關(guān)規(guī)范推算出的公式D12LP/40 (D1/TE1/500L)可得式中：管道水壓試驗(yàn)升壓P(kgf/cm 2)時(shí)需增補(bǔ)的水量D1 管道內(nèi)徑(cm) T 管道平均壁厚(cm)L 管道長度(m) E 管材的彈性模量(kg/ cm 2， 取0.9106) 水的壓縮系數(shù)(cm 2/kgf取0.47510-4)1000m鑄鐵管道升壓1kgf/ c

3、m 2。需要向管內(nèi)注入的水量(表一)公稱口徑內(nèi) 徑包括承插突部的平均厚度1000M管道無壓時(shí)的總水量升壓1kgf/cm2時(shí)需要注入的水量W占總水量的百分比DD1TWWW/W X 100（mm）(cm)(cm)(L)(L)(%)20020.240.93832202.360.007330030.281.05572005.850.008140040.261.2231273010.960.0086由表一可以看出：在對鑄管進(jìn)行打壓時(shí)，每升壓1kgf/ cm 2，需要注入的水量約為管內(nèi)無壓時(shí)水量的1/1000。據(jù)此，在試壓時(shí)就可以從10min的降壓值推算出滲水量了。二、管內(nèi)存有空氣對試壓的影響管內(nèi)存氣是由

4、管線的高程造成的，任何一處只需兩端都有比它低的地方，這里就可能存氣。一般設(shè)計(jì)上在最高點(diǎn)設(shè)一排氣閥，在施工規(guī)程中也要求在不能自由排氣的高點(diǎn)設(shè)置排氣閥，以排除管內(nèi)空氣。在坡度平緩的管道中，例如坡度小于2或小于1，由于施工誤差形成反坡，以致充水時(shí)管頂充氣，而且這種積氣又不是在最高點(diǎn)設(shè)置排氣閥所能排除的，根據(jù)有關(guān)規(guī)范推算出的公式Q(1/（P11）1/（P2+1）) 公式（1）式中：管道水壓試驗(yàn)時(shí)，由于管內(nèi)存氣，需要向管內(nèi)多增補(bǔ)的水量，或降壓時(shí)，需要多排出或滲漏掉的水量(L)。Q：管道水壓試驗(yàn)時(shí)，升壓前管內(nèi)的存氣量(L)。P1、P2：管道水壓試驗(yàn)的壓強(qiáng)(kgf/ cm2)。假定管道內(nèi)存有1000L空氣，

5、則列表二如下：1000L空氣的壓縮情況表壓力絕對壓力在壓力下的實(shí)有體積PP+1Q.1/(P+1)(Kgf/ cm2)(Kgf/ cm2)(L)011000.012500.023333.334250.045200.056166.767142.978125.089111.199.5100.09.51095.2101190.9表二說明:如果管內(nèi)存有1000L空氣，水壓試驗(yàn)加壓到10kgf/ cm2時(shí)，空氣體積變?yōu)?0.9L，被壓縮的體積為909.1L，因此就要比管內(nèi)沒有空氣時(shí)多注入909.1L水。相反，降壓時(shí)必須多排水，例如：從10kgf/cm2，降到9.5kgf/ cm2時(shí)就要比管內(nèi)無氣時(shí)多滲漏4

6、.3L水。管內(nèi)存氣Q(L)時(shí)，就要多滲漏4.3Q/1000(L)水。規(guī)程規(guī)定，直徑不大于400mm的管道，在試驗(yàn)壓力下，如10min內(nèi)降壓不超過0.5kgf/cm2時(shí)，可不測定滲水量，即為合格，如管內(nèi)存氣1時(shí)，滲水量要比管內(nèi)無氣時(shí)增加接近一倍，也就是比無氣時(shí)延長降壓時(shí)間接近一倍，降壓慢了一半。據(jù)公式(1)得：如果管內(nèi)存氣110min降壓0.5kgf/ cm2，則滲水量為10.80L，小于規(guī)程規(guī)定的允許滲水標(biāo)準(zhǔn)，10min為19.5L，所以用10min降壓不大于0.5kgf/ cm2的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格，仍是可以保證滲水量合格的。由此可見，盡管管內(nèi)存氣對水壓試驗(yàn)的準(zhǔn)確度有一定的影響，但是1的存氣，加壓到10kgf/ cm2時(shí)，它的體積只占管道總體積的0.09，再者管內(nèi)存氣一般不會達(dá)到1，對所測滲水量的影響甚小，可以不予計(jì)較。同樣，漏氣量的體積也按滲水量計(jì)算了，其影響甚小，不予計(jì)較。通過向管內(nèi)注入水量的多少同樣也可以計(jì)算管內(nèi)有多少空氣，我們知道在測量存氣量時(shí)，應(yīng)在水壓低時(shí)進(jìn)行。因?yàn)檫@時(shí)空氣的體積壓縮量大，測量較準(zhǔn)確，測得結(jié)果，如算出存氣量過大，估計(jì)將影響試壓效果，就可以停止試壓，采取排