1. 气囊的形成原因
1.1.管道施工问题
在供水管道铺设过程中，如果没有按照正确的坡度和坡向施工，就容易产生气囊。例如，管道局部出现倒坡现象，空气无法自然排出，就会聚集在管道的高处形成气囊。另外，施工后管道冲洗不彻底，残留的空气也会在管道运行过程中逐渐聚集形成气囊。
1.2.维修和维护后残留空气
当供水管道进行维修，如更换管件、阀门等操作后，重新通水时，如果没有采取有效的排气措施，空气就会进入管道并积聚形成气囊。这是因为维修过程中管道内的水被排空，重新注水时空气会混入水中，而在水流的作用下，空气会逐渐在管道的特定位置聚集。
1.3.水泵运行和水流变化
水泵启动和停止时，水流状态会发生急剧变化。在水泵启动瞬间，管道内的压力突然降低，水中溶解的空气可能会逸出形成小气泡，这些小气泡在流动过程中可能会聚集在一起形成气囊。另外，当水流速度突然变化，如阀门快速开启或关闭时，也会导致水中的气体析出并聚集。
2. 气囊的危害
2.1.影响水质
气囊的存在会为水中微生物的滋生提供有利环境。气囊周围的水处于相对静止状态，氧气含量可能较高，这使得微生物容易在气囊表面附着和繁殖。例如，细菌、藻类等微生物在气囊上生长，会导致水质恶化，产生异味、异色，增加水中的微生物含量，对饮用水安全构成威胁。
2.2.降低管道输水能力
气囊占据了管道的一部分空间，减小了管道的有效过水面积。当气囊较大时，会显著增加水流的阻力，使管道的输水能力下降。气囊的存在会改变管道内的流速分布（或造成压力波动）。一般来说，在气囊的上游，因为受到气囊的阻碍，水流速度会逐渐降低；在气囊的下游，由于过水断面面积减小，流速会加快。这种流速分布的改变会影响整个供水系统的水力性能。例如，在主管道内的气囊可能会导致下游分支管道的流量分配发生变化，使得一些用户的用水压力和流量得不到满足，而另一些用户可能会出现水流速度过快的情况。
2.3.损坏输配水设施
气囊的形状和位置不是固定不变的，它会随着水流的冲击而移动或变形。这种动态变化会引起管道内流速和压力的波动。当气囊在管道内移动时，会对周围的水流产生扰动，导致局部压力瞬间升高或降低。同时，气囊造成的局部流速增加可能会对管道内壁产生更强的冲刷作用，尤其是在管道的弯头、三通等局部阻力较大的部位，容易造成管道内壁的磨损和腐蚀。
气囊在管道内的突然破裂或移动还会引发水锤。当气囊受到水流冲击或压力变化时，可能会突然破裂，导致局部水流速度瞬间变化，产生巨大的压力波（这种水锤现象所产生的压力变化可能是正常压力的几倍甚至几十倍）。这种压力波在管道内传播，会对管道、阀门、水泵等设备造成强烈的冲击。水锤可能导致管道连接处松动、管道破裂、阀门损坏等，严重影响供水系统的正常运行，甚至会引发爆管事故，造成水资源浪费和经济损失。
3. 检测气囊的方法
3.1.压力监测法
在供水管道沿线安装压力传感器，通过监测压力变化来间接判断气囊的存在。当管道中有气囊时，水流经过气囊区域，由于过水断面减小，水流速度会发生变化，根据伯努利方程，压力也会随之改变。例如，在稳定供水状态下，如果某一区域的压力出现周期性波动或者突然下降，可能是因为气囊的存在导致水流紊乱。这种方法可以实时监测管道内的压力情况，并且能够与供水系统的自动化控制相结合，一旦发现异常压力变化，及时发出警报。
3.2.流量监测法
利用流量传感器监测管道内的水流量。当存在气囊时，会影响管道的有效过水面积，从而使流量发生变化。例如，在管道正常运行时，流量应该保持相对稳定，若在某一时间段内流量出现明显下降，且排除了其他因素（如用户用水量变化、管道泄漏等），则有可能是管道中有气囊积聚。通过对流量数据的长期记录和分析，可以找出流量异常的区域，进而推断气囊可能出现的位置。
3.3.声学检测法
当水流经过气囊时，会产生特殊的声音和振动信号。可以使用声学传感器（如听诊器式的设备或者高精度的声学检测仪）贴在管道外壁进行检测。气囊在水流冲击下可能会产生气泡破裂声、水流紊乱的噪声等。这些声音信号具有一定的频率和强度特征，通过对声学信号的分析和识别，能够判断管道内是否存在气囊。这种方法在实际操作中需要考虑外界环境噪音的干扰，通常在夜间或者周围环境噪音较小的时候检测效果更好。
3.4.视频检测法
对于一些管径较大的供水管道，可以采用管道内窥检测设备，比如带有摄像头和照明装置的管道CCTV机器人或推杆式内窥镜等，将其放入管道内部，通过摄像头拍摄管道内部的实时画面，可以直观地看到管道内是否有气囊存在，同时还能观察管道内壁的腐蚀、结垢等其他情况。不过，这种方法需要中断供水或者在特殊的管道接入点进行操作，例如先关停检测管段的上下游戏闸阀，在管道上开孔来投放设备，在带水无压的情况下完成气囊检测，成本相对较高，不推荐。
3.5.带压内检测法
带压内检测法是在供水管道带压状态下投入检测装置，通过检测分析漏水声波信号，确定漏水点位置的方法。目前较行进的设备还具备CCTV功能，可在内置听漏的同时进行内窥检测。例如G70系列供水管道带压内检测机器人，是一种基于声学和视频影像技术等开发的无损检测评估设备，相较于传统检漏技术，具有不受管道埋深限制、受环境噪音影响小、音视频可视化检测、测漏定位精确、检测效率高、对人工经验依赖度低等优势，引领了供水管道检测技术发展的方向。通过G70系列供水管道带压内检测机器人可在不影响管道运行的情况下通过最小DN80的投放口进入最小DN200的供水管道中完成检测，不仅可以直观的通过视频画面观察到气囊及其形态分布，也能听测到气囊在水流冲击下可能会产生气泡破裂声、水流紊乱的噪声，同步还可以进行漏水听音检测和管内状况调查。
带压内检测法进行供水管道气囊检测的应用案例：某市马占村约600米管段在修复后进行打压测试不通过，向该密闭管段中不断注水加压，最高只能达到0.15Mpa，目标值为0.2Mpa，且流速只有0.1m/s，怀疑有泄漏，采取传统检测方法未能查明原因。通过G70-R动力型供水管道带压内检测机器人进行检测，共发现了4处气囊，其中最严重位置在311m处，完全无水（只能通过自带动力的设备才能完成该管段的完整检测），采取措施排气后，打压达到了0.2Mpa，流速也上升至0.2m/s，成功排除了该疑难问题。
4. 消除气囊的方法
4.1.排气阀排气法
在供水管道的高点和局部高点位置安装自动排气阀。自动排气阀能够自动感知管道内的气体，并在气体积聚到一定程度时自动打开排气。当管道内有水流动时，气体在浮力作用下上升到管道顶部，进入排气阀，然后被排出管道外。这种方法是最常用的消除气囊的方式，简单有效，能够在管道正常运行过程中自动完成排气工作。例如，在多层建筑的供水立管顶部安装排气阀，可以有效防止空气在立管顶部积聚形成气囊。
4.2.水冲洗法
通过增大管道内的水流速度来冲走气囊。可以在管道系统的合适位置（如管道的始端或者有较大压力差的区域）设置冲洗阀门，通过快速开启和关闭阀门，使水流产生较大的冲击力，将气囊冲散并随着水流排出管道。不过，这种方法需要谨慎操作，因为突然增大的水流可能会引发水锤现象，对管道造成损坏。在实施水冲洗之前，需要对管道系统进行详细的评估，并采取相应的水锤防护措施。
4.3.真空脱气法
对于一些对水质要求较高或者难以通过常规排气方法消除气囊的供水系统，可以采用真空脱气设备。这种设备利用真空环境使水中的溶解气体逸出，然后将气体收集并排出。在供水管道的某个节点处接入真空脱气设备，使管道内的水经过脱气处理后再继续输送。这种方法不仅可以消除气囊，还能降低水中的溶解氧含量，有利于防止管道腐蚀和微生物滋生，但设备成本和运行维护成本相对较高。
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