DE1650173A1

DE1650173A1 - Verfahren und Einrichtung zum Untersuchen von Rohrleitungen auf Leckstellen

Info

Publication number: DE1650173A1
Application number: DE19671650173
Authority: DE
Inventors: Hendrik Bosselaar; Van Riemsdijk Dipl-Ing Joannes
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1966-07-12
Filing date: 1967-07-10
Publication date: 1970-09-10
Also published as: BE706334A; AT290167B; CH486017A; US3462240A; NL6609733A; GB1149284A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung sowie ein Verfahren, die es ermöglichen, eine Rohrleitung bzw«, eine sogenannte Pipeline auf akustischem Wege auf Undichtigkeiten zu untersuchenο

Um eine Rohrleitung auf Undichtigkeiten zu untersuchen, kann man das Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Undichtigkeiten oder Leckstellen beobachten, die Lage einer Leckstelle ermitteln, die Größe der Undichtigkeitbestimmenoder eine Kombination dieser Maßnahmen anwenden« .

Aus dem U.SoAo-Patent 2 884 624 ist ein Verfahren bekannt, gemäß welchem zur Untersuchung einer Rohrleitung auf Undichtigkeiten eine Einrichtung benutzt wird, die zusammen mit dem Fördergut durch die Rohrleitung hindurch transportiert wirde In diesem Fall erfolgt die Untersuchung oder. Prüfung der Rohrleitung von der Innenseite her, während sich die Rohrleitung in Betrieb befindet! dieses Verfahren ermöiglie£tt ein© schnell und

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mit geringen Kosten durchführbare Prüfung oder Untersuchung auch in solchen fällen, in denen die Rohrleitung durch unzugängliche Gebiete verläuft oder unterirdisch verlegt ist»

Da Teile des Förderguts unter der Wirkung des in der Rohrleitung herrschenden» Drucks aus der Rohrleitung entweichen» führt das Vorhandensein einer Undichtigkeit zur Entstehung akustischer Schwingungen* Bei kleinen Undichtigkeiten erstrecken: sich die .Frequenzen hierbei in den meisten jpällen vom ,hörbaren Bereich bis in den Ultraschallbereich hinein· Vienn man eine . Prüfungseinrichtung durch die zu untersuchende Rohrleitung hindurchführt, werden die Rohrleitungsschwingungen, die auf ein ■ _ ... leck zurückzuführen sind, das von der Einrichtung passiert. wird, als spitzenförmiges Signal beobachtet· Eine weitere. Auswertung einer solchen Beobachtung ist nur dann möglich, wenn das spitzenf örmige Signal im Vergleich zu dem Hi.ntergrundger rausch genügend-stark ist, das in einer Rohrleitung während_:..de-s Betriebs stats vorhanden ist* Ea ist daher zweckmäßig, ein Ge-v rät zu dem genannten Zweck so auszubiläes* daß sich optimale Bedingungen für die Beobachtung eines spitzenförmigen Signals ergeben, das auf das Vorhandensein einer -Undichtigkeit zurückzuführen

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel άψητα, "besser; erreicht_? wenn das Gerät für die Beobachtung ""und. weitere 'Verarbeitung von Schwingungen in zwei¹ Erequenzbaiiders saageirielitet/isty w©-»...-.·■. bei eines der Frequsnsbänder an-einem W&xinmm iuaeiAall des .-,--. !Frequenzbereichs von durch ein Leck her^-ö^genEfenea, SeiiwiÄ*» .- _:,.-_: gungen oder in der ITähe eines aolchen.■ Mäxlaiuias ■ liegt;» wäiareiiÄ ■ .■■-.' das andere !-.fe-^ueiialiand außerhalb dieses. Bs-reicte ia

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Bereich höherer Frequenzen liegt. .

Damit es möglich ist, mit ausreichender Sicherheit festzustellen, ob eine Beobachtung tatsächlich vom Vorhandensein eines Lecks herrührt, ist es erforderlich, daß ein Mindestwert des Verhältnisses zwischen dem durch das Leck hervorgerufenen Signal und dem in dem betreffenden Zeitpunkt vorhandenen Gerausch überschritten wird. Unter dem "GerSusch" wird hier die Summe aller Beiträge zu dem zu verarbeitenden Signal verstanden, die nicht vom Vorhandensein eines Lecks herrühren. Der wichtigste Beitrag ist auf das in der Rohrleitung vorhandene Hintergrundgeräusch, zurückzuführen· -Inäoweit wird für die Stärke des durch das üeräusch hervorgerufenen Signals ein fester Wert angenommen, der dem höchsten Wert entsprechen muß, welcher auftreten kann. Jedoch ist der Sehallpegel des Geräusches nicht konstant· Beispielsweise nimmt dieser Schallpegel ab, wenn sich die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit verringert» Bei verhältnismäßig niedrigen Pumpgesehwindigkeiten ist das Gerät dann auf einen unnötig hohen ünempfindlichkeitsgrad eingestellt. -

Bei der erfindungsgemaßen Einrichtung wird dieser Nachteil vermieden. Wenn man nämlieh Messungen nicht nur in einem Frequenzbereich durchführt, innerhalb dessen sich eine Undichtigkeit bemerkbar macht, sondern auch in einem Frequenzbereich, der äußerhalb aieses Bereichs liegt, ergibt sich die Möglich*- keit, axe Intensität des Geräusches in Jedem Fall gesondert zu bestimmen. Zwar wird das Geräusch dann in einem anderen Frequenzbereich gemessen, als in demjenigen, in welchem ein Lecksignal einen maximalen wert erreicht, docli besteht hierin kein Nachteil,

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.denn es hat sich gezeigt, daß sich die Intensität des Geräusches nur allmählich als Punktion der Frequenz ändert. Die so gemessene Intensität des Geräusches ist dann ein gutes Maß für die Intensität des Geräusches innerhalb des Frequenzbereichs eines Lecksignals< Der Grund dafür, daß das Geräusch in einem Frequenzbereich gemessen wird, der höher liegt als der Frequenzbereich des Lecksignals besteht darin, daß das Frequenzspektrum eines Lecksignals eine deutliche Begrenzung auf der Seite der hohen Frequenzen aufweist, · und zwar im Gegensatz zur Seite der niedrigen Frequenzen. Die Messung des Geräusches kann dann in einem Frequenzbereich stattfinden, der dem Frequenzbereich nahe benachbart ist, welcher zur Messung des Leckgeräusches benutzt wird. In diesem Fall wird die Geräuschmessung durch das Lecksignal nur wenig'oder überhaupt nicht gestört»

Man erhält eine sehr geeignete Kombination, wenn das eine Frequenzband bei 43 kHz und das andere Frequenzband bei 53 kHz liegt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß ein Maximum der Lecksignale eine plötzliche Intensitätsabnahme Jenseits einer Frequenz von 48 kHz zeigt. Dies gilt für Undichtigkeiten verschiedener Größe. Ein zusätzlicher Vorteil solcher Messungen im Ultraschallbereich besteht darin, daß der Geräuschpegel niedrig ist»

Vergleicht man die beiden gemessenen Intensitätswerte,, besteht Gewähr dafür, daß derjenige Faktor, welcher berücksichtigt wird, durch den tatsächlich vorhandenen Geräuschpegel gebildet wird, so daß man zuverlässige Messungen und eine optimale Empfindlichkeit erhält.

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Während der Durchführung der Messungen können sich die folgenden Situationen ergeben:

a) Es tritt kein Iieoksignal auf* Die "beiden Messungen ergeben nur einen geringen oder überhaupt keinen Intensitätsunterschied« ■■-;■

b) Es tritt ein lecksignal auf· Die, Intensität des Schalls wird dann in dem Niederfrequenzmei3kanal erheblich höher sein als

in dem Hochfrequenzmeßkanal. In der lege! wird die Intensi- | tat des Schalls im. hochfrequenten -Bereich allein durch das Geräusch hervorgerufen«

c) Es tritt ein sehr starkes Iiecksignal auf. Jfunjnehr kann die Intensität des Schalls im Hochfrequenzmeikanal zusätzlich zu dem auf das Geräusch zurückzuführenden Beitrag auch einem von dem leckgignal. herrührenden Beitrag enthalten. Da die Intensität des iieoksignals bei abnehmender Frequenz; sprungweise zunimmt♦ ergibt sich auch in diesem lall trotzdem ein deutlicher Unterschied zwischen den beiden Messungen* a

Die Einrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie während der gesamten Beobachtungen gleichseitig auf die beiden erwähnten l'requenzbereiohe abgestimmt ist* l ei spielsweise können beide Signale mit Hilfe eines, landaufaahmegeräts aufgezeichnet und später wiedergegeben, werden« ferner isi; es iaöglich| die beiden Signale einem Komparator suauführea, Hiexm die Einrichtung dann ein lie ok passiert, erhält man ein ii££<ärenzaignal_t das dann weiter verarbeitet> s.,l# aufgezeichnet werden kann.

Eine weitere Ausbildungsform der Erfindung erhält man dann, wenn die Einrichtung während der gesamten Beobachtungen abwechselnd auf die beiden erwähnten !Frequenzbereiche abgestimmt wird. Die Einrichtung, mittels deren die Beobachtungen durch- geführt werden, können mit einer bestimmten Umsehaltfrequenz, z.B. mehrere hundert-Male in der Sekunde, abwechselnd auf die beiden Frequenzbereiche abgestimmt werden· Dis so gewonnenen Signale können integriert und miteinander verglichen werden· Vienn die Einrichtung eine Xeckstelle passiert,, erhält man ein Differenzsignals, das weiter verarbeitet, z,B. aufgezeichnet werden kann.

In der beigefügten Zeichnung ist eine Ausbildungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung in i?ona eines Blockdiagramms dargestellte Bei 1 erkennt man ein Mikrophon· An das Mikrophon t sind ein selektiver Torverstärker 2 für das 43-kHz-Band und ein selektiver Vorver»täj*feer 3 für das 53-küz-Band angeschlossen. Die Ausgangssigiiale der beiden "Vorverstärker werden mit MiIfa der schaltungselemente 4 und 5 getrennt integriert« Die so erhaltenen Signale werden einem Detektor zugeführt, bei dem es sich SoB« w& ein Biff'erenzvoltmeter handeln kann* Die. erhaltene, Bifferenzspajanung kann, ä&nn mit Hilfe eines geeigneten Sprats T aufgezeichnet

Claims

PAOIiTAlISP R Ü C H E

1. Einrichtung zum Untersuchen einer Rohrleitung auf das Vorhandensein von Undichtigkeiten auf akustischem Wege, wobei die Einrichtung so ausgebildet ist, daß sie es ermöglicht, durch | Undichtigkeiten verursachte Schwingungen zu beobachten und der weiteren Verarbeitung zuzuführen, und wobei die Einrichtung zusammen mit dem Transportgut durch die zu untersuchende Rohrleitung hindurch transportiert werden kann, dadurch g e kennzeichnet , daß die Einrichtung so ausgebildet ist, daß sie eine Beobachtung und eine weitere Verarbeitung von Schwingungen in zwei Frequenzbändern ermöglicht, wobei das eine Frequenzband an einem Maximum im Frequenzbereich der durch ein Leck verursachten Schwingungen oder in der Nähe eines solchen Maximums liegt, während das andere Frequenzband außerhalb dieses Bereichs in, einem Bereich höherer Frequenzen liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _t daß das eine Frequenzband bei etwa 43 kHz und das andere Frequenzband bei etwa 53 kHz liegt,

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,. dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung während der gesamte^· Beobachtungen gleichzeitig auf die beiden erwähnten Frequenzbereiche abgestimmt ist.

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4<> Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet , daß die Einrichtung während der gesamten Beobachtungen abwechselnd auf die beiden erwähnten Frequenzbereiche abgestimmt wird.

0* Verfahren zum Untersuchen einer Rohrleitung auf das Vorhandensein von Undichtigkeiten auf akustischem Y/ege durch die Beobachtung von durch Undichtigkeiten hervorgerufenen Schwingungen mit Hilfe einer Einrichtung, die zusammen mit dem Tränsportgut durch die Ronrleitung hindurch transportiert wird, dadurch gekennzeichnet , daß Signale in zwei Frequenzbändern erzeugt werden, wobei das eine Frequenzband an einem Maximum in dem Frequenzbereich der durch ein Leck verursachten Schwingungen oder in der Nähe eines solchen Maximums liegt, während das andere Frequenzband außerhalb dieses Bereichs in einem Bereich hönerer Frequenzen liegt, wobei die beiden Signale mit Hilfe der Einricntung verglicnen und/oder aufgezeichnet werdeno

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