DE1009723B - Verfahren und Messeinrichtung zum Pruefen erdverlegter, mit einer Schutzisolierung versehener metallischer Leitungen auf Isolationsfehler und Leitungskorrosion - Google Patents

Description

• Verfahren und Meßeinrichtung zum Prüfen erdverlegter, mit einer Schutzis olierung versehener metallischer Leitungen auf Isolationsfehler und Leitungskorrosion Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Meßeinrichtung zum Prüfen von im Erdboden verlegten, mit einer Schutzisolierung versehenen metallischen Leitungen, insbesondere von eisernen Rohrleitungen, auf Isolationsfehler und Leitungskorrosion mit Hilfe von Potentialmessungen im Erdboden.
• Bekanntlich werden Gas-, Wasser- und andere metallische Rohrleitungen beim Verlegen in den Erdboden mit teer- oder asphaltgetränkten Binden umwickelt oder auf andere Weise mit einer Schutzisolierung versehen, um die Leitungen gegen korrodierende Einwirkungen chemischer oder elektrochemischer Art im Erdboden zu schützen. Solange die Schutzisolierung die Rohrwandung völlig gegen den Erdboden abschließt, ist weder chemische Korrosion durch Bodensäuren u. dgl. noch anodische Korrosion durch Irrströme oder natürliche Bodenströme zu befürchten.
• Irr- und Bodenströme treten längs der Rohrleitung aus einem Gebiete des Erdbodens mit positivem Potential wegen des endlichen Isolationswiderstandes der Leitung in die Leitung ein und treten in einem Erdhodengebiet mit negativem Potential durch Fehlerstellen in der Schutzisolation des Rohres wieder aus.
• Es bilden sich dann an den Austrittsstellen anodische Leitungskorrosionen. In der Praxis muß damit gerechnet werden, daß die Schutzisolierung manchmal schon beim Verlegen der Leitung mechanisch beschädigt wird und daß im Laufe der Zeit Risse und poröse Stellen entstehen. Diese Isolationsfehler können zur Leitungskorrosion und schließlich zum Lochfraß in der Rohrwandung führen. Es ist daher für die Betriebssicherheit und Werterhaltung der Leitung wichtig, die Schutzisolierung der Leitung stets unter Kontrolle zu halten.
• Zweck des Prüfverfahrens gemäß der Erfindung ist es, auf einfache Weise und ohne Freilegen der Leitung Undichtigkeiten in der Schutzisolierung zu ermitteln und festzustellen, ob und in welchem Umfang anodische Leitungskorrosion an den Fehlerstellen im Gange ist.
• Die Erfindung geht von folgender Überlegung aus: Legt man an die zu prüfende Rohrleitung und an einen Punkt der Erdoberfläche in geeigneter Entfernung von der Rohrleitung eine Gleichspannung, so bewirkt diese, daß durch eine Schadensstelle in der Schutzisolierung der Rohrleitung ein Leckstrom 1L fließt. Daneben fließt wegen des endlichen Isolationswiderstandes noch ein Streustrom Is. An zwei unpolarisierbaren Sonden, von denen die eine zweckmäßigerweise senkrecht über der Rohrleitung und die andere in einem geeigneten Abstand von der Leitung auf der Erdoberfläche leicht im Boden steht, treten die Spannungen Us und UL auf sowie die Spannung Uß, die der natürliche Bodenstrom oder der Irrstrom elektrischer Gleichstromanlagen erzeugt. Kompensiert man die Spannung UB durch eine Gegenspannung, so kann man durch Kompensationsmessung die Größe US + UL bestimmen. Schließt man dann den Kompensationskreis für UB kurz, so erhält man die Gesamtspannung Us + UL + Uß. Die Differenz d beider Meßergebnisse ergibt die Größe der Spannung Uß, falls die Rohrisolation gut ist. Bei mangelhafter Rohi isolation fließt gegebenenfalls im Rohr noch ein Rohrstrom IR Dieser Rohrstrom, der aus den Fehlerstellen der Isolation wieder austritt, ist der für die Korrosion verantwortliche Korrosionsstrom. Er verringert die an den Sanden auftretende Potentialdifferenz d um den Betrag UK, und es ist dann d = Ug - UK. Bei guter Rohrisolation ist UK annähernd Null. Ein plötzliches Fallen der d Werte zeigt Korrosion an, ein plötzliches Steigen der Werte für Us + UL dagegen eine Fehlerstelle in der Schutzisolierung der Rohrleitung.
• Erfindungsgemäß werden daher die Potentialmessungen über der zu prüfenden Leitung, in Leitungsrichtung schrittweise fortschreitend, nach dem Kompensationsprinzip derart durchgeführt, daß das natürliche Bodenpotential durch eine Gegenspannung kompensiert wird, sodann die zu prüfende Leitung mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle, deren anderer Pol in geeignetem seitlichem Abstand von der Leitung geerdet ist, leitend verbunden und das auftretende Bodenpotential durch eine Gegenspannung kompensiert wird, daraufhin die Kompensation des natürlichen Bodenpotentials aufgehoben und das Gesamtpotential gemessen wird, wobei ein örtliches Ansteigen des Bodenpotentials über seinen Normalwert eine Fehlerstelle in der Schutzisolierung der Rohrleitung und ein Absinken der Potentialdifferenz zwischen Gesamtpotential und Bodenpotential unter ihren Normalwert Leitungskorrosion anzeigt.
• Zur näheren Erläuterung wird das Verfahren gemäß der Erfindung an Hand eines in den Abb. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die zu prüfende eiserne Rohrleitung R wird mittels der Elektrode E, mit einer Gleichstromquelle leitend verbunden, die in etwa 300 ion seitlichem Abstand von der Leitung mittels der Elektrode E2 geerdet ist. Sodann führt man mittels der unpolarisierbaren Sonden S1 und S2 Potentialmessungen im Erdboden durch, wobei die Sonde zip unmittelbar über der Leitung und die Sonde S2 im seitlichen Abstand a von der Sonde S1 in den Boden gebracht wird. Die Potentialmessungen werden im Zuge der Leitung, schrittweise im Abstand b fortschreitend, wiederholt. Zur Durchführung der Potentialmessungen nach dem Kompensationsprinzip dienen ein Galvanometer G, ein Vorkompensator VK, ein Hauptkompensator HK und die zugehörigen Schalter X>, X2 und X3. Zur Kompensierung des natürlichen Bodenpotentials UB öffnet man zunächst die Schalter Xj und X3, schließt den Schalter X2 und stellt mit Hilfe des Vorkompensators VK das Galvanometer G auf Null ein. Dann wird der Schalter X2 geöffnet und X3 geschlossen, so daß nunmehr die Elektroden E, und EO Strom in den Erdboden führen.
• Mittels des HauptkõmpensatorsHK mißt man jetzt die Spannung UL + US. Schließlich wird der Schalter X, geschlossen und die auftretende Gesamtspannung Us + UL + UB gemessen. Die Differenz der beiden gemessenen Worte liefert die Indikation für Ort und Ausmaß der Leitungskorrosion.
• Es ist auch dann nötig, Fremdstrom in die Leitung einzuspeisen, wenn der Rohrstrom IR seine Ursache in Irrströmen von elektrischen Gleichstromanlagen hat, weil nämlich der Sondenfehler an den unpolarisierbaren Sonden durch die Differenzbildung herausfällt.
• Die unpolarisierbaren Sonden sind nur bis zu einer gewissen Grenze unpolarisierbar. Mit einer Eigenspannung von t bis 2 Millivolt ist zu rechnen. Da Spannungsdifferenzen von weniger als 1 Millivolt gemessen werden müssen, ist das von größter Wichtigkeit.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zum Aufsuchen von Korrosionsschäden an anderen metal- lischen Konstruktionen als an den beispielsweise angegebenen eisernen Rohrleitungen verwendet werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRUCHE 1. Verfahren zum Prüfen von im Erdboden verlegten, mit einer Schutzisolierung versehenen metallischen Leitungen, insbesondere von eisernen Rohrleitungen, auf Isolationsfehler und Leitungskorrosion mit Hilfe von Potentialmessungen im Erdboden, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialmessungen über der zu prüfenden Leitung, in Leitungsrichtung schrittweise fortschreitend, nach dem Kompensationsprinzip derart durchgeführt werden, daß das natürliche Bodenpotential (UB) durch eine Gegenspannung (VK) kompensiert wird, sodann die zu prüfende Leitung mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle, deren anderer Pol in geeignetem seitlichem Abstand von der Leitung geerdet ist, leitend verbunden und das auftretende Bodenpotential (UL + US) durch eine Gegenspannung (HK) kompensiert wird, daraufhin die Kompensation des natürlichenBodenpotentials (UB) aufgehoben und das Gesamtpotential (UL + US + UB) gemessen wird, wobei ein örtliches Ansteigen des Bodenpotentials (UL + Us) über seinen Normalwert eine Fehlerstelle in der Schutzisolierung der Rohrleitung und ein Absinken der Potentialdifferenz (6rL Us+ UB)-(UL+ Us) unter ihren Normalwert Leitungskorrosion anzeigt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialmessungen mittels zweier unpolarisierbarer Bodensonden (Sr und S,) mit gleichem Sondenabstand (a) und in gleichen Meß abständen (b) durchgeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Potentialmessungen die eine Bodensonde unmittelbar über der zu prüfenden Leitung und die andere Sonde in geeignetem Abstand (a) seitlich der Leitung auf der Bodenoberfläche angebracht wird.
4. 4. Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen aus zwei unpolarisierbaren Sonden, einem Vor- und Hauptkompensator sowie einem Galvanometer bestehenden elektrischen Meßkreis.