DD286029A5 - Verfahren zur leckortung in fluessigkeitsfuehrenden rohrleitungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leckortung in fluessigkeitsfuehrenden Rohrleitungen mittels Schallemissionsmessung und Auswertung der Meszergebnisse mit Hilfe der Korrelationsanalyse. Das erfindungsgemaesze Verfahren kann grundsaetzlich zur Leckortung an allen ober- und unterirdisch verlegten fluessigkeitsfuehrenden Rohrleitungen und Behaeltern, speziell an waermegedaemmten Rohrleitungen der zentralen Waermeversorgung, eingesetzt werden und ist geeignet, das bisher stark eingeschraenkte Anwendungsgebiet der bekannten Verfahren der Schallemissionsmessung und Korrelationsanalyse wesentlich zu erweitern, so dasz sich erstmalig Voraussetzungen fuer einen breiten Praxiseinsatz dieser Verfahren ergeben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an der Leckstelle durch das austretende Medium entstehenden Geraeusche derart zu beeinflussen, dasz sie aus dem allgemeinen Geraeuschpegel heraustreten und damit einer weiteren Verarbeitung durch die an sich bekannte akustische Korrelationsanalyse zugefuehrt werden koennen. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dasz dem in der Rohrleitung oder in einem bestimmten Rohrleitungsabschnitt befindlichen Medium, das sich auch in der normalen Flieszbewegung befinden kann, mit einer bestimmten Frequenz eine Druckpulsation ausgepraegt wird, die keinen oder nur einen unbedeutenden Einflusz auf die Flieszgeschwindigkeit und die damit im Zusammenhang stehenden Geraeusche hat, sondern vielmehr in der gleichen Frequenz eine AEnderung des Leckmengenstromes und damit der am Leck entstehenden Geraeusche bewirkt. Fig. 1{Leckortung; Rohrleitung; Schallemissionsmessung; Korrelationsanalyse; zentrale Waermeversorgung; Druckpulsation}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leckortung in flüssigkeitsführenden Rohrleitungen mittels Schallemissionsmessung und Auswertung der Meßergebnisse mit Hilfe der Korrelationsanalyse. Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich zur Leckortung an allen ober- und unterirdisch verlegten flüssigkeitsführenden Rohrleitungen und Behältern, speziell an wärmegedämmton Rohrleitungen der zentralen Wärmeversorgung, eingesetzt werden und ist geeignet, das bisher stark eingeschränkte Anwendungsgebiet der bekanntem Verfahren der Schallemissionsmessung und Korrelationsanalyse wesentlich zu erweitern, so daß sich erstmalig Voraussetzungen für einen breiun Praxiseinsatz dieser Verfahren ergeben.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die heiß- bzw. warmwasserführenden Leitungen der Fernwärmesysteme, ebenso wie die Leitungen von Trinkwassersystemen, werden im allgemeinen unterirdisch verlegt. Eine hohe Lebensdauer wird vorausgesetzt, wenn solche investitionskostenintensiven Anlagen durch die unterirdische Einordnung in den Bauraum über ihre gesamte Nutzungsdauer, d. h. über mehrere Jahrzehnte, den Möglichkeiten einer visuellen Überwachung bzw. Kontrolle entzogen werden. Bedingt durch nicht völlig auszuschließende Fehler in der Fertigung oder Montage, z. B. durch Schweißnahtfehler oder durch Süßere Einflüsse, wie x. B. Korrosion, können Undichtigkeiten in der mediumführenden Leitung auftreten, die oft der Ausgang für größere Schäden oder Störungen mit Versorgungsausfall sind. Es besteht die Aufgabe, Lecks möglichst unverzüglich festzustellen und unter allen Umgebungsbedingungen in jedem Streckenabschnitt sicher und punktgenau zu orten. Neue Fernwärmeleitungen werden aus diesem Grund in vielen Fällen z. B. mit sogenannten .Feuchtewarn-" oder .Leckortungssystemen" ausgerüstet, die sowohl die Tatsache einer Undichtigkeit oder auch den Feuchtigkeitszutritt von außen signalisieren und die eine Ortung der feuchten Stelle ermöglichen. Der mit diesen Systemen genutzte physikalische Effekt besteht z. B. in der Änderung des elektrischen Widerstandes des Sensors bei Feuchtezutritt oder in dar Temperaturänderung durch Entzug der Verdampfungswärme.

Ein großer Teil der vorhandenen Leitungen, weitweit zur Zeit noch mehr als die Hälfte, verfügt jedoch nicht über Feuchtewarnbzw. Leckortungssysteme. Bei einem Auftreten von Lecks wird auf unterschiedliche Wair.e versucht, eina Ortung vorzunehmen. In der Literatur werden Lösungen angeboten, die jedoch in der Praxis nicht oder nur unter bestimmten Bedingungen zu einer Aussage über die Lege der Lecksteile führen. Die zur Nutzung dieser Lösungen entwickelten Geräte sind kostenintensiv und auf Grund der einschränkenden Bedingungen nur von Spezialisten mit entsprechenden Erfahrungen mit Erfolgschancen handhabbar.

So z. B. wird in DE-PS 3013 465 vorgeschlagen, Schallaufnehmer beweglich in der Rohrleitung zu führen und damit die Leckstelle, wo der Austritt des Mediums mit einer Schallerzeugung verbunden ist, punktgenau zu orten. Die Schwierigkeit besteht in dem Einbringen des Schallaufnehmers in dia Rohrleitung und in der gegebenenfalls notwendigen Führung des Aufnehmers durch Bögen, Armaturen usw. hindurch. Ein weiteres Verfahren DE-AS 2603715 nutzt die Eigenschaft des am Leck entstehenden Schalls, seiner Ausbreitung im Medium bzw. im Rohr mit Schallgeschwindigkeit sowie in der rechnerischen Leckortbestimmung, indem an zwei verschiedenen Stellen des Rohres der Schall aufgenommen und die unterschiedlichen Laufzeiten des Schalls von der Leckstelle bis zum Aufnehmer als Ausgangsgröße für die mathematische Berechnung verwendet werden. Dieses Verfahren -unter Verwendung der sogenannten Kreuzkorrelation ÜE 3040 932-wird durch Einsatz von Mikrorechentechnik zwar zu einem feinfühligen und relativ schnellen Verfahren gemacht, ist aber nur unter günstigen Bedingungen erfolgversprechend. Die Nachteilo bestehen darin, daß die speziellen lokalen und anderen Bedingungen, wie z.B. allgemeiner Geräuschpegel, verwendete Materialien, Netzgestaltung, Rohrleitungsführuns u.a., das Ergebnis bis zur Unbrauchbarkeit beeinflussen können. Vor allem beeinträchtigt der allgemeine Geräuschpegel in der Umgebung der Rohrleitung, wie z.B. Straßenlärm, die Erfolgschancen, insbesondere wenn das Strömungsmedium r us einem noch relativ kleinen Leck austritt oder in der Rohrleitung scharfkantige Einbauten oder Lufteinschlüsse vorhanden sind. In der Praxis wird deshalb auf die Anwendung dieser Lösungsvorschläge nur stark eingeschränkt zurückgegriffen.

Die Erfindung hat das Ziel, das an sich bekannte Verfahren der Schallemissionsmessung so weiterzuentwickeln, daß es mit geringem Aufwand und hohem Effekt in der Praxis eingesetzt werden kann und eins Ortung auch kleinerer Leckstallen in flQsslgkeitsführenden Rohrleitungen ermöglicht. Damit können hohe ökonomische Verluste durch Störungen und Havarien vermieden werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an der Leckstelle durch das austretende Medium entstehenden Geräusche derart zu beeinflussen, daß sie aus dem allgemeinen Geräuschpegel heraustreten und damit einer weiteren Verarbeitung durch die an sich bekannte akustische Korrelationsanalyse zugeführt werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem in der Rohrleitung oder in einem bestimmten Rohrleitungsabschnitt befindlichen Medium, das sich auch in der normalen Fließbewegung befinden kann, mit einer bestimmten Frequenz eine Druckpulsation aufgeprägt wird, die keinen oder nur einen unbedeutenden Einfluß auf die Fließgeschwindigkeit und die damit im Zusammenhang stehenden Geräusche hat, sondern vielmehr in der gleichen Frequenz eine Änderung des Leckmengenstrome; und damit der am Leck entstehenden Geräusche bewirkt. Dadurch, daß die am Leck entstehenden Geräusche in der Frequenz der aufgeprägten Druckpulsation ihre Intensität und ihr Frequenzspektrum ändern, heben sie sich aus dem allgemeinen, von der Druckpulsation praktisch unabhängigen Geräusch, hervor.

AusfQhrup.gsbelsplel

In Verbindung mit der Zeichnung soll die Erfindung an einem Beispiel erläutert werden. In der Rohrleitung 1 befindet sich das ruhende oder fließende, in jedem Fall unter Druck stehende flüssige Medium. An der Stelle 2, im Beispiel eine Einbindung, wird dem Medium, beispielsweise durch Be- und Entlastung des Mediums, eine Druckpulsation mit einer bestimmten, vornehmlich niedrigen Frequenz (£ 10Hz) aufgeprägt. Mit gleicher Frequenz tritt die Druckpulsation, geringfügig durch Dämpfung geschwächt, an der Leckstelle auf. Der Lickmassenstrom folgt der Gleichung

m = a Vb Δρ,

wobei a und b Konstanten sind und Δρ die Druckdifferenz zwichen dem Medium im Rohr und der Atmosphäre außerhalb des Rohres darstellt. Steigt infolge der Druckpulsation innen der Druck, so wird der Leckmengenstrom größer, die Schallemission nimmt eine größere Intensität und ein anderes Frequenzspektrum an. Er ergibt sich für eine bestimmte Ausgangsfrequenz f 1 (Komponente eines Spektrums), der in Fig. 2 schematisch dargestellte zeitliche Verlauf.

Claims (3)

1. Verfahren zur Leckortung in flüssigkeitsführenden Rohrleitungen mittete Schallemissionsmessung und Auswertung der Meßergebnisse mit Hilfe der Korrelationsanalyse, dadurch gekennzeichnet, daß dem unter Druck stehenden in der Rohrleitung befindlichen Medium ein pulsierender Druck aufgeprägt wird und die der Druckpulsation folgenden pulsierenden Geräusche der ebenfalls pulsierenden Leckmassenströme meßtechnisch erfaßt und zur Leckortbestimmung genutzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpulsation mit einer Frequenz zwischen 0 und 10Hz aufgeprägt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Druckpulsation folgenden Geräusche des Leckmassenstromes herausgefiltert und verstärkt werden.