نشت‌یابی

تصویری از اجرای عملیات نشت یابی آکوستیک در شهرک صنعتی کاوه
نشت‌یابی لوله‌های مدفون عملیاتی است که جهت شناسایی نشت در لوله‌های مدفون بکار گرفته می‌شود. رایج‌ترین و موثرترین روش نشت یابی استفاده از متد آکوستیک است. روشهای متنوع دیگری نیز برای نشت یابی خطوط لوله زیر زمینی وجود دارند اما هیچ‌یک از این روشها به اندازه نشت یابی آکوستیک مورد استفاده عام قرار نگرفته است. یکی از این روشها نشت یابی به روش ردیابی گاز یا Tracer Gas است. این روش نیز از سال ۱۳۸۶ در ایران مورد استفاده قرار گرفته است. نشت یابی با استفاده از کرولیتورها که بر پایه اصول نشت یابی آکوستیک کار می‌کنند، در ایران از دهه ۱۳۷۰ آغاز گردیده است.
نشت یابی به روش آکوستیک در بسیاری از شهرهای ایران انجام شده و تکنیک و روش آن مورد استفاده قرار گرفته و ده‌ها مورد نشت پنهان موجود در شبکه لوله‌های زیرزمینی توزیع آب با این روش شناسایی شده است. اصول و قواعد پایه فیزیکی که تجهیزات نشت یاب متکی به آنها موفق به شناسایی نشت در لوله‌های مدفون می‌شوند در قالب متد نشت یابی آکوستیک کلاسه بندی می‌شوند. در این تکنیک با مکانیابی منشا ایجاد امواج صوتی که در محل نشت پدید می‌آیند موقعیت نشت شناسایی می‌شود.
ویژگیهای صدای نشت
اگر صدای موجود در لوله‌های تحت فشار دارای نشت را آنالیز نمائیم عمدتا چهار نوع صدا را می‌توانیم تشخیص دهیم.
صدای شبیه به صدای «هیس» یا «هووش» که از ارتعاش لوله و کاهش فشار در محل روزنه و اوریفیس (orifice) نشت بوجود می‌آید.
صدای شبیه به همهمه که ناشی از عبور جریان سیال آب اطراف جداره‌های لوله دارای نشت است.
صدای ضربه و تصادم اسپری آب به دیواره‌های حفره‌ای که زیر خاک ایجاد شده است.
ضربان خفیف ناشی از تصادم سنگ ریزه‌های بکار رفته در زیر سازی لوله دارای نشت.
صدای «هیس» یا «هووش» اغلب به صورت دائم و ثابت در لوله‌های با فشار بیش از 30PSI شنیده می‌شوند و معمولا بلندترین صداییی است که در محل نشت شنیده می‌شود. این صدا مبنای قضاوت کارشناس نشت یابی برای وجود یا عدم و جود نشت است. مهم‌ترین عوامل موثر برفرکانس و قدرت صدای نشت که در جداره لوله منتشر یا از سطح زمین قابل ردیابی هستند به شرح زیر است:
فشار آب در لوله
جنس و قطر لوله
جنس خاک و میزان تراکم آن
عمق کارگذاری لوله در زمین
پوشش سطح زمین (سیمان، آسفالت، چمن، خاک و …)
بلندای صدای منتشر شده (Loudness) از چشمه نشت در لوله‌ها به صورت مستقیم تابع فشار داخلی لوله است. لوله‌های فلزی نظیر لوله‌های چدنی و آهنی و گالوانیزه صدای بلندتر و با فرکانس بالاتری تولید می‌کنند. لوله‌ها از جنس PVC, PE, GRE, GRP یا لوله‌های سیمانی و آزبستی، اصواتی با شدت کمتر و فرکانس پایین‌تر تولید می‌نمایند. به همین دلیل داشتن اطلاعاتی از جنس لوله‌ها تاثیر مهمی برنتیجه عملیات نشت یابی خواهد داشت. همچنین لوله‌های با سایز بزرگتر، از هر جنس که باشند، اصوات ضعیفتر و با فرکانس پایینتری نسبت به لوله‌های سایز پایین تولید می‌کنند. زمینهای شنی و سست به خصوص در لوله‌هایی که به تازگی کار گذاری شده‌اند و Back-fill و Sand-fill خوبی دارند، صدای نشت را به خوبی منتشر نمی‌کنند. این مسئله در هرنوع از خاکهای غیر متراکم دیگر نیز عینا قابل تکرار است. به طور معکوس خاکهای فشرده و Compact شده قابلیت بسیار بهتری برای انتقال صدای نشت دارند. نشت در لوله‌های که در عمق ۳ تا ۴ فوت دفن شده‌اند بسیار آسانتر از نشت در لوله‌هایی که در عمق ۷ یا ۸ فوت کار گذاری شده‌اند قابل ردیابی است. در این عمق تنها نشتهای بزرگ با فشار بالا به اندازه کافی صدا برای شناسایی و موقعیت یابی‌شان تولید می‌کنند.
در نهایت پوشش زمین و جنس آن که آسفالت، چمن، دال بتنی، یا خاک است باعث تفاوت در شناسایی نشت می‌شود. در سطوح سخت و بتنی ممکن است نشت ۵ تا ۱۰ فوت قبل و بعد از مکان واقعی آن توسط کارشناس نشت یابی قابل تشخیص باشد. بصورت معکوس در زمینهای با پوششی از خاک سست و چمن چنین صدای واضحی ایجاد نمی‌شود و پستی و بلندی‌های موجود در زمین نیز می‌تواند این مشکل را تشدید کند.
صدای نشت چگونه درون لوله‌ها حرکت می‌کند؟
لوله‌های فلزی نظیر لوله‌های چدنی و آهنی و گالوانیزه و انشعابات فلزی می‌توانند صدای نشت را تا صدها فوت از هر طرف منتشر نمایند. لوله‌های ازبست، PVC و PE و جنسهای مشابه آن چنین توانایی ندارند و تا این فواصل نمی‌توانند امواج صوت را منتقل نمایند. قدرت انتشار صوت نشت در لوله‌ها علاوه برجنس لوله بستگی تنگاتنگی با سایز لوله دارد. داشتن فاصله تقریبی که صوت توانایی انتشار در لوله‌ها را دارد نقش مهمی در موفقیت کار خواهد داشت. به همین دلیل باید جنس و قطر لوله‌ها قبل از انجام عملیات نشت یابی به دقت تعیین شوند.