DE1729885C - Verfahren zum Orten von Undichtheiten an erdverlegten Gasleitungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Durch die Erfindung wird daher ein. Verfahren Orten von Undichtheiten an erdveiiegten Gas- zum Orten von Undichtheiten an erdverlegten Gasleitungen und die Ausgestaltung einer Vorrichtung leitungen vorgeschlagen, bei dem mittels einer Sonde dazu. Die sich in den letzten Jahren ständig erwei- über den Rohrtrassen Gasproben mit einer Pumpe ternden Gasnetze für die Industrie und die Haushalte 5 abgesaugt und einem Wasserstoffflanuneraonisationserfordern eine zunehmend strengere Überprüfung gerät mit elektronischer Anzeige zugeführt werden, dieser Gasleitungen auf Undichtheiten. Es sind mit dem Kennzeichen, daß ein Teil der Gasprobe daher Verfahren und Geräte entwickelt worden, mit in den Brenner des Wasserstofflammenionisahonsdenen in der Regel der Methangehalt (CH₄) in den gerätes hineingedrückt wird, wobei in der ^Druck" Industrie- und Stadtgasen nachgewiesen wird. to leitung der Pumpe ein oder mehrere Molekularsiebe

Bei den bekannten Verfahren zum Orten von angeordnet sind.

Undichtheiten an erdverlegten Gasleitungen werden Bei den bekannten Verfahren zum Orten von mittels einer Sonde über den Rohrtrassen Gasproben Undichtheiten wird die Gasprobe in das Flammenvon einer Pumpe abgesaugt und einem Wasserstoff- ionisationsgerät hineingesaugt. Mit ejner solchen flammenionisationsgerät mit einer elektronischen 15 Sauganordnung sind jedoch nur geringe Unterdrücke Anzeige zugeführt. Die entwickelten Geräte sind zu erzielen, so daß sich insbesondere bei Sonden dabei tragbar oder in eigens dafür eingerichteten mit langen Ansaugschläuchen große Verzögerungs-Fahrzeugen untergebracht. zeiten ergeben, bis die Probe am Flammenionisa-

Ein solches Wasserstofffiammenionisationsgerät tionsgerät angelangt ist. Die Erfindung schlägt daher

arbeitet nach folgendem Prinzip: 20 die Druckanordnung der Pumpe vor, so daß die

Bei der Verbrennung von Wasserstoff in Luft erfindungsgemäße Einrichtung mit hohen Drücken

entsteht ein nahezu unmeßbai kleiner Ionenstrpni, arbeiten kann, die hohe Gasgeschvvindigkeiten in den

der jedoch um viele Zehneipotenzen wächst, wenn Leitungen ermöglichen und die Anzeigeverzögerun-

dem Brenngas Spuren organischer Substanzen bei- gen weitgehend herabsetzen.

gemischt werden. Der Ionenstrom ist dabei im as Um insbesondere die schweren Kohlenwasserwesentlichen d^r Menge der zuströmenden Kohlen- stoffe, die meistenteils in den Gasproben ebenfalls tvasserstoFmoleküIe proportional. Ein solcher söge- enthalten sind, vom Flammenionisationsgerät fernnannter »Kohlenwasseiitoffanalysator« besteht aus zu halten, verwendet das erfindungsgemäße Verfahciner Brenngasversorgung, Druckluftversorgung, ren in der Druckleitung der Pumpe sogenannte Brennersystem, Probenzuführung und einem elek- 30 Molekularsiebe, die Feuchtigkeit und schwere tronischen Verstärker. Die zu analysierende Probe Kohlenwasserstoffe weitgehend absorbieren, so daß wird dem Wasserstoff beigemischt. Die bei der Ver- im wesentlichen nur Methan, falls vorhanden, in der brennung freiwerdenden Ionen werden in einem Luftprobe verbleibt.

elektrostatischen Feld beschleunigt, dessen Elektrode Molekularsiebe sind Zeolithe, d. h. Alkalimetall-

der Brenner selbst ist und dessen zweite Elektrode 35 aluminosilikate. Durch Austreiben des Hydratwassers

ein über der Flamme angebrachter ringförmiger bilden sich bei diesen Verbindungen einheitliche

Kollektor ist. Der Ionenstrom wird über einen Ver- Höhlen, in denen später die eigentliche Adsorption

Stärker zur Anzeige gebracht. Die Eichung erfolgt stattfindet. Diese synthetischen Zeolithe zeichnen

bei diesem Verfahren mit einem Methangas. sich durch regelmäßige und einheitliche Kristall-

Die Aufgabe des allgemeinen Verfahrens zur 40 struktur aus.

Ortung von Undichtheiten an erdverlcgtcn Leitun- Durch Austausch von Natriumionen gegen CaI-

gen besteht darin, geringste Mengen an Kohlen- ziumionen, durch Verwendung anderer Binde-

tvasserstoffen, vornehmlich Methan, zu registrieren. mittel und geringfügige Ändeiung der chemischen

die den Pegel der umgebenden Atmosphäre mit Zusammensetzung werden die untcrschiedlich-

Kohlcnwasserstoffcn übersteigen. 45 sten Eigenschaften der verschiedenen Typen er-

Die bekannten Geräte und Einrichtungen, die nach halten.

diesem Verfahren arbeiten, haben den Nachteil des Diese Molekularsiebe werden in der Regel in

Ungenauen Nachweises und einer langen Verzögerung Kugel-, Stab- oder Pulverform hergestellt.

in der Anzeige. Die Gründe für diese Mängel liegen Molekularsiebe absorbieren besonders die kleinen

In uzr Hauptsache darin, daß die Umgcbungsatmo- 50 Moleküle, weiterhin werden polare Moleküle durch

tphäre der Gaslcitungstrassen auch bei dichten unpolare oder weniger polare bevorzugt. Diese

Leitungen mehr oder weniger große Mengen an Polarität hat einen äußerst starken Einfluß auf die

Kohlenwasserstoffen enthält. Diese Vcruiircinigiin- Adsorptionssclektivität. Dank dieser Eigenschaften

gen können beispielsweise von den Auspuffgasen können auch ungesättigte, Kohlenwasserstoffe von

oder den Abgasen dor Industrie herrühren. Eine 55 gesättigten getrennt werden. Die Molekularsiebe

Eichung der Anzeigegeräte auf die Atmosphären werden hauptsächlich zur Trocknung, Gasreinigung

ist jedoch umständlich, da die Kohlenwasserstoff- (Wasser und CO₂) und zur Entfernung ungewiinsch-

konzentrationen sich ständig verändern. tcr Komponenten in einem Gasstrom benutzt.

Die langen Ver/ögerungs/eiten bei der Anzeige des Gegenstand der Erfindung ist nuch ein Molekular*

flammenionisalionsgeriiles sind bei der Feststellung 60 sieb, das aus einem Alkalimclall-Aluminium-Silikat

der undichten Lehungsslellen sehr nachteilig, da die besteht, welches Moleküle mit cir ;m kritischen

Ortung der Oasurtdiclitheil damit nur in einem Durchmesser zwischen 4 und IO Angstrom adsor*

größeren Bereich angegeben werden kann. Um also biert, Ein solches Molekularsieb eignet sich 1ns-

die Undiehtheit genau auf der Trasse angeben zu besondere zur Adsorption von Wasser und Kohlen-

können, ist eine große Empfindlichkeit und eine 65 wasserstoff.

rusdie Anzeige einer solchen Einrichtung 2um Orten Im folgenden wird an Hand der Abbildungen

von Undichtheiten nn crdvcrleglcn Gasleitungen die Erfindung erläutert. Es zeigt

li Abb.] das Verfahrensschcma und

A b b. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Molekularsiebvorrichtung.

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird mittels einer Sonde 1 über der erdverlegten Gasleitung, der sogenannten Rohrtrasce, die Atmosphäre abgesaugt von einer Pumpe 3 über eine Zuleitung 2, Die Pumpe 3 drückt über die Druckleitung 4 die Gasproben durch eine oder mehrere Molekularsieb-VGrrichtungen 5, wozu bereits eine erhebliche Drucktelt wurden, Zur Austreibung des adsorbierten Wassers wird die Spülluft durch den Stutzen 23 eingegeben, so daß freiwerdendes Wasser am Stutzen 24 ausfließen kann.

Da die Regenerierung bestimmte Mindestzeiten benötigt, erfolgt ein solches Regenerieren vorteilhafterweise mit einer Zeituhr, die sowohl die Spulluftpumpe als auch die Heizung steuert.

Die Siebvorrichtungen eignen sich fur die Par-

höhe notwendig ist, die bei einem Saugverfahren io allel- und Hintereinanderschaltung; sie sina leicnt kaum aufgebracht werden kann. Über einen auswechselbar und auf einfache Weise regeneneroar.

Das Verfahren zum Orten von Undichtheiten an erdverlegten Gasleitungen hat sich mit semen Vorrichtungen als besonders geeignet erwiesen fur den »Gasspüreinsatz« mit eigens dafür ausgerüsteten In den Fahrzeugen sind dabei

Bypaßö wird der größte Teil der Probe wieder in die Atmosphäre gelassen, nur ein geringer Teil gelangt über ein Kapillarrohr 7 in den Brenner 9 eines Wasserstoffflammenionisationsgerätes 8.

In diesem Geräte brennt eine Wasserstoffflamme unter Luftzugabe. Die Probenluft wird dem Wasserstoff beigemischt und bewirkt je nach Gehalt an Kohlenwasserstoffmolekülen einen mehr oder minder

Claims (4)

Patentansprüche: Fahrzeugen. ... — _ . gesamten Einrichtungen •itergebrachtj mit dem Anzeigegerät, meistenteils verbunden mit Anzeigeschreibern. Es ist daher notwendig, daß die Gas- stai ken freien Ionenstrom aus der Wasserstoffflamme. ao probensonden mit verhältnismäßig langen Ansaug-Im Geräte wird ein elektrostatisches Feld aufrecht- schläuchen verbunden werden müssen. Um die erhalten, dessen eine Elektrode der Brenner 9 ist /-.nzeigeverzögerungen weitgehend zu vermeiden, und dessen andere Elektrode ein ringförmiger KoI- sind hohe Gasgeschwindigkeiten notwendig, die nach Jektor 10 ist. Der so fließende Ionenstrom wird dem Verfahren erreicht werden können und vor, elektronisch verstärkt und registriert. Seine Ver- a5 der vorgeschlagenen Vorrichtung auch verarbeitet änderung gegenüber einer Nullpunkteinstellung zeigt werden, den Gehalt an Kohlenwasserstoff an. Da die Industrie- und Stadtgase einen hohen Gehalt an Methan (CH4) haben, beschränkt sich das Verfahren in dieser Ausführungsform auf die Registrierung des Methans. Um Anzeigeverfälschungen durch andere, meistens schwere Kohlenwasserstoffe zu vermeiden, sind erfindungsgemäß die Molekularsiebvorrichtungen S eingesetzt, die durch eine Verbindungsleitung 11 miteinander verbunden sind. Sie dienen insbesondere der Adsorption von Wasser und schweren Kohlenwasserstoffen. Eine solche Molekularsiebvorrichtung zeigt die A b b. 2. In einem durch Abschlußdeckel 21 und 22 luftdicht verschlossenen Metallzylinder 20 sind ■»<> Molekularsiebe in Kugel-, Stab- oder Pulverform eingefüllt. In den Zylinder 20 ragen die Eititritts- bzw. Austrittsstutzen 23 und 24 für die Probenluft hinein. Um ein Eintreten der verteilten Molekularsiebe in diese Stutzen zu verhindern, sind sowohl oben als auch unten Metallsiebe 25 und 26 vorgesehen. Zum Regenerieren dieser Molekularsicbvorrichtungen bzw. der eingefüllten Molekularsiebe 30 ist in den Metallzylinder 20 eine thermostatgesteuerte, 5" elektrische Heizung 27, teilweise in Heizscliiangen- form, vorgesehen. Die Enden dieser Heizung sind durch die Abdeckung 22 nach außen geführt, ein Thermostatstab 29 ist zentrisch eingesetzt. Der Thermoslalregler 28 ist oben aufgesetzt. Zur Regenerierung wird durch die Eintritts- bzw. Austrittsstutzen U und 24 Spülluft oder ein Spülgas, vornehmlich im Gcgenstrotnverfahrcn, durch das Molekularsieb hindureligcbelasen. Diese Regenerierung verläuft am besten bei höheren Temperaturen, die für die einze'nen Siebtypen in Versuchen erniit-

1. Verfahren zum Orten von Undichtheiten an erdverlegten Gasleitungen, bei dem mittels einer Sonde über den Rohnrasscn Gasproben von eimer Pumpe abgesaugt und einem Wasserstoffflammenionisationsgerät mit elektronischer Anzeige zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Gasprobe in den Brenner (9) des WasserstorTflammenionisationsgerätes(8) hineingedrückt wird, wobei in der Druckleitung (4) der Pumpe (3) ein oder mehrere Molekularsiebe (5) angeordnet sind.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine regenerierbare Molekül arsiebvornchtung, bestellend aus einem luftdicht verschlossenen Metallzylinder (20) mit Gaseintritts- und Austrittsstutzen (23, 24), in dem Molekularsiebtypen (30) eingefüllt sind, wobei /ur Regenerierung der Molekularsiebe in den Zylinder eine thermostatgesteuerte, elektrische Heizung (27) eingesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- und Austritts-StUtZCt₁ (23, 24) ebenfalls zur Beaufschlagung der Siebe mit Spülgas zur Regenerierung im Gegenstrom dienen.

4. Molekularsieb nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Alkalimetall-Aluminium-Silikiit besteht, das Moleküle mit einem kritischen Durchmesse»' zwischen 4 und IO Angstrom adsorbiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen