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Verfahren zur Lokalisierung von Flüssigkeitseinbrüchen in luft-oder
gasgefüllten Rohrleitungssystemen oder kohren Die Erfindung betrifft Einrichtungen
mit deren Hilfe das Eindringen von Flüssigkeiten in luft-oder gasgefüllte Rohre
festgestellt und lokalisiert werden kann. Es ist anwendbar bei allen Arten von Rohrleitungen
in die keine Flüssigkeiten eindringen sollen.
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Durch das Eindringen von Flüssigkeiten können Rohrleitungen oder aber
Einrichtungen, die zu ihrem Schutz von Rohren umgeben sind, in ihrer Funktion oder
in ihrem Bestand gefährdet werden.
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Es ist aus diesem Grund von Bedeutung, da# mit einer r geeigneten
Überwachungseinrichtung festgestellt werden kann, da# innerhalb der Rohrleitungen
sich keine Flüssigkeiten befinden, damit die Funktionsfähigkeit nicht gefährdet
und die Lebensdeuet na@ht herabgesetzt wird.
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Zur Erläuterung des Erfindungsgedanken und zur Darstellung des Standes
der Technik soll ein Beispiel herangezogen werden.
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Fernheizungen werden heute in grundwassergefährdetem Gebiet vorwiegend
in Mantelschutzrohren bestehend aus Zementasbest, aus Stahl mit einem Korrosionsschutz,
aus Kunststoff o. ä. ausgeführt. Diese Schutzrohre sollen die innenliegenden Heizrohre
mit ihrer Isolierung gegen das Eindringen von Flüssigkeiten inabesondere von Wasser
schützen.
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Nur dann kann eine Lange Lebensdauer, die für die kapitalintensiven
Fernheizungseinrichtungen zur Gewährleistung ihrer Wirtschaftlichkeit notwendig
ist, sichergestellt werden.
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Die Kontrolle der Schutzrohre beziiglich des Eindringens von Fliissigkeiten
von au#en und bezüglich des Austrittes von Heizwasser aus den Heizleitungen erfolgt
bisher vorwiegend durch visuelle Kontrolle der Schutzrohre von den im Heizungssystem
befindlichen Schächten auso Diese Schachte werden je nach Konstruktion in Abständen
von normalerweise 70-100 m Entfernung voneinander als Schieber-, Kompermsations-,
Eck-, Festpunktsbauwerke usw. ausgeführte Die Bauwerke werden gegen das umgebende
Erdreich so abgedichtet, da# sie zu einem Teil des Schutzrohres werden. Die Schutzrohre
selbst enden in den Wänden dieser Bauwerke und sind zum Schachtinneren hin geöffnet
oder wenn aiu ; schlojsen sind, mit einem Ventil, Hahn oder Schwimmerventil versehen.
Die Rohrleitungen verlaufen zwischen den Bauwerken normalerweise geradlienig mit
Gefälle zu einem Bauwerk hino Wenn nun eine Undichtheit der Schutzrohre oder der
Heizrohre auftritt, so läuft die eindringende Flüssigkeit, vorwiegend Wasser, in
Richtung des Gefäll zu einem Schacht ab und tritt dort in den Schacht ein, sofern
die Schutzrohre oder die Absperrungen zu den Schächten hin geöffnet sind Durch visuelle
Uberwachung oder durch Installation von Wasserstandameldern wird das Eindringen
von Wasser in die Schutzrohre oder in die Bauwerke unter Kontrolle gehalten,
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nun Wasser in einem Bauwerk festgesteylt, so kann nicht immer gesagt werden, ob
das Wasser von außen durch das Mantelrohr eingedrungen ist, oder ob eine Undichtheit
des Heizrohres vorhanden ist und weiter in welcher örtlichen Lage sich die dchadensstelle
befindet. Zur Beseitigung des Schadens ist es dann notwendig, die Fehlstelle zwischen
2 Punkten, es ko men hier vor allem Bauwerke in Frage, einzugrenzen und dann durch
Grabearbeiten zwischen den beiden Punkten die Schadensstelle zu suchen.. enn diese
hohrstrecke aufgegraben ist, so muß z. B. durch einen Luftdruckversuch die Schadensstelle
festgestellt werden, soweit sie nicht in anderer Form zu erkennen ist.
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Das beschriebene Verfahren ist teuer und beansprucht relav viel Zeit.
Da insbesondere in Städten oder Strähn und bei tiefliegenden Leitungen, wo aie Grabearbeiten
erhebliche Ko : Bn verursachen, dieses Vorh-n völlig unbefriedi-end ist, hat man
sich bemüht, eine Lokalisierung von Schadensstellen mit anderen Ilitteln zu erreichen.
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Folgende Verfahren sind hierfür bekannt : a) Auffüllen des Schutzrohres
mit Gasen und Aufspüren der austretenden Gase mit Lecktestgeräten. b) Luftdruckprobe
des Schutzrohres und Abhorchen der Leitung nach Geräuschen, die durch die austretende
Luft verursacht werden.
c) Verlegung von elektrischen Leitern am
unteren Scheitel des Schutzrohres und Messung des elektrischen Widerstandes der
Leitern gegeneinander zur Feststellung von Flüssigkeitseinbrüchene d) Füllung der
Schutzrohre mit einem unter Druck befindlichen Gas zou Stickstoff und Kontrolle
desselben auf Drucksteigerung (bei Undichtheit des Heizrohres) bzw. Drucksenkung
(bei Undichtheit des Mantelrohres).
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In den Fällen a) und b) ist es theoretisch möglich Undichtheiten des
Mantelrohres (nicht des Heizrohres) festzustellen, wenn die Gase oder die Geräusche
aufspürbar sind bzw. wenn es möglich ist Geräusche zu erzeugen, die mit Horchgeräten
auch bei der üblichen Lärmbelästigung aufgenommen werden können. In der Praxis hat
sich herausgestellt, daß beides nur in Ausnahmefällen möglich ist und damit beim
heutigen Stand der Technik eine Anwendung nicht den erwünschten Erfolg bringt.
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Mit der unter c) aufgeführten elektrischen Meßmethode konnten ebenfalls
keine allgemein brauchbaren Ergebnisse erzielt werden.
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Diese bIethode hätte den Vorteil, daß Undichtheiten sowohl des Schutzrohres
als auch des Heizrohres feststellbar wären.
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Bei dem unter d) beschriebenen Verfahren kann die Fehlstelle am Schutzrohr
oft lokalisiert werden.
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Hierzu ist, soweit anwendbar, ein Meßverfahren zur Bestimmung von
Fehlern an der Umhüllung von erdverlegten Rohrleitungen (Literatur : Mannesmann-Forschungsbericht
412/1967 ; W. Schwenk und H. Ternes : Erörterung eines LIeßverfahrens zur Bestimmung
von Fehlern an der Umhüllung von erdverlegten Rohrleitungen). Dieses Verfahren hat
seine Grenzen, wo die elektrische Feldstärkemessung durch anderweitige Beeinflussung
keine eindeutigen Ergebnisse mehr bringen kann. Eine Lokalisierung von Schäden des
Heizrohres ist nicht möglich.
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Es ist festzustellen, da# es heute noch keine Methode gibt, die allgemein
anwendbar ist und die eine Lokalisierung von Schadensstellen des Mantel-oder des
Heizrohres möglich macht Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ,eine Lokalisierung
von Flüssigkeitseinbrüchen durch das Schutzrohn szw. durch das Heizrohr zu ermöglicheno
Die Aufgabe wird erfindungsgemä# dadurch gelöst, daß allie Bauwerke eines Heizleitungssystems
mit Flüssigkeitsstandanzeigern, die elektrisch oder in beliebiger anderer Art funktionieren,
ausgerüstet werden und über ein geeignetes z. B. elektrisches Meldesystem mit einer
Zentralstelle verbunden sind. Beim Auftreten von Flüssigkeiten, hier insbesondere
von Wasser, spricht eine Meldung an, so daß durch Überprüfung im jeweiligen Schacht
festgestellt werden kann, aus welchem Schutzrohr Flüssigkeit austri-tt.
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Es ist dabei unerheblich, ob die Messung im Schacht selbst vorgenommen
wird, oder aber z. B. am Ende eines jeden 3chutezrohres ein geschlossener Wassersack
mit einem Feuchtigkeitsmesser angeordnet wird. Im letzteren Palle wäre es möglich
über einen Wasserableiter z. B. Kondenztopf eindringendes lasser in den Schacht
abzuleiten, um einen Ruckstau in das i-ntelrohr zu vermeiden. Diese Anordnung hat
den Vorteil, daß bei einer Undichtheit des Schachtes kein Tasser in die Schutzrohre
eindringen kann.
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Es ist da/t möglich festzustellen, in welchem Streckenabschnitt ein
Schaden aufgetreten ist. miser Gedanke ist an sich nicht neu, mul3 aber hier im
Zusammenhang mit den vreiteren Einrichtungen der Erfindung gesehen werden.
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Die Lokalisierung der eigentlichen Schadensstelle wird erfindungsgemäß
durch folgende aßnahme erreicht.
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Am unteren Scheitel der Schutzrohre werden in ihrer Längsachse Zugseile
einOelegt, welche jeweils zwischen 2 Bauwerken verlaufen.
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Vorbedingung für-die Einlage dieser Zugseile ist, da# zwischen den
Schutzrohren und den Heizrohren bzwo deren Isolierung am unteren Scheitel der Schutzrohre
geeignete Durchgänge bestehen, die es gestatten, das Seil ohne Behinderung hin und
her zu ziehen.
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So ist es z. B. notwendig bei Verlegeverfahren, bei denen die Heizleitungen
in Gleitringen gehalten werden, da# die Gleitringe in ihrem unteren Teil geschlitzt
sind, so da# Seile, ohne da# sie sich verhaken, hin und her gezogen werden können,
Die Zugseile müssen aus einem Material bestehen, welches gegendber der Atmosphäre
in den Schutzrohren beständig ist und dem Durchziehen einen möglichst geringen Widerstand
entgegen setzen.
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Um nun eine Schadensstelle örtlich festzulegen, wird vom trockengebliebenen
Schacht her ein Prüfseil mit dem am unteren Ende des Mantelrohres liegenden Zugseil
verbunden. Mit Hilfe des Zugseiles wird nun das Prüfseil in Richtung des Gefälles
des Schutzrohres längs-dem unteren Scheitel eingezocen. Dieses Prüfseil wird bis
zum Ende des Schutzrohres durchgezogen. Das Prüfseil ist nun so eingerichtet, daß
es z. B. durch das Aufsaugen von Flüssigkeit sich verfärbt, wobei diese Verfärbung
durch ein Chemikal, welches sich entweder im Prüfseil oder im jchutzrohr oder im
Heizwasser befindet und bei der Berührung mit tasser eine andere Farbe annimmt,
verstärkt werden kann. Ebenfalls kann dafür gesorgt werden, daß das Prüfseil durch
einen Lösungs- oder quellvorgang eine andere Gestalt anni : : mt oder in einer anderen
Weise in dem Bereich sichtbar gekennzeichnet wird, in dem es mit eindr@ @nder Flüssigkeit
in Berührung kam. Die Xeränderung ird erkennba wenn das Seil nach einer gewissen
Zeit der LinwirKung der Flüssigkeit wieder aus dem Schutzrohr nach der trockenen
Seite hin herausgezogen wird. Bei diesem Vorgang wird das am Prüf seil befestigte
Zugseil wieder in das Rohr zurückgeführt. Das Prof seuil kann eine Ma#einteilung
tragen, so da# man direkt ablesen kann bis zu welcher Entfernung vom trockenen Schacht
die Flüssigkeit in dem Schutzrohr gestanden hat. Damit wird es möglich die Schadensstelle
zu lokalisieren und nach Freilegung zu beseitigen. Schäden am Schutzrohr kann man
mit Hilfe einer Luftdruckprobe auffinden, soweit sie ohne Hilfsmittel nicht erkennbar
sind. Liegt der Schaden in der Heizleitung, so muB das Schutzrohr geöffnet werden
und man erkennt die Schadensstelle am austretenden Wasser.
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Das Prüf seil kann auch so eingerichtet sein, daß es l. Ießeinrichtungen
tragt, die durch Feuchtigkeits-elektrische \Viderstands-oder Kurzschlußmessunven
ein Signal an der Steile ihrer Berührung mit dem Nasser geben. Es ist dabei mit
einem geeigneten Meßverfahren möglich die Stelle, an der die Meßeinrichtung mit
dem Wasser in Berührung kommt, auch ohne das Hin-und Herziehen des Prüfseiles durch
eine elektrische Messung zu bestimmen.
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Bei der Anwendung geeigneter Prüfseile ist es möglich, solche statt
der Zugseile zu verwenden. Die Zugseile dienen dann lediglich zum Ein-und Ausziehen
der Prüfseile.
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Ein Ausfährungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen 1 und
2 dargestellt und. wird wie folat näher beschrieben.
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Figur 1 Es ist ein Heizrohr (1) mit Isolierung (2) den Abstandshaltern
und Gleitern (3) im Schutzrohr (4) zwischen den Bauwerken (5) dargestellt. Am unteren
Scheitel des Schutzrohres liegt das Zugseil bzw. Prüfseil (6) o An einem Ende des
Schutzrohres ist ein Wassersack (7) mit einem Feuchtigkeitsmesser (8) und lasserableiter
(9) dargestellt.
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Figur 2 zeigt den Querschnitt zu Figur 1.
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Das Verfahren kann sinngemäß auch bei anderen Arten von Rohrleitungen
angewandt werden.
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Hat das Schutzrohr in Sonderfällen keinen freien Durchgang von einem
Bauwerk zum anderen, es kann z. B. durch einen Einbau der freie Durchgang am unteren
Scheitel des Schutzrohres unterbrochen sein, so kann das Verfahren trotzdem in folgender
Ueise angewandt werden. Vor dem Hindernis im Schutzrohr wird das Zug-oder Prüfseil
um eine Umlenkung z. B. eine Rolle geführt. Es können nun die Seile von dem einen
Schacht aus eingeführt werden. Das oben beschriebene Verfahren wird dann wie folgt
sinngemäß angewandt.
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Entsprechend den konstruktiven Notwendigkeiten liegt das Schutzrohr
mit Gefälle zum Schachtbauwerk hin. Damit ist es nicht möglich, das Prüfseil zur
trockenen Seite hin auszuziehen. In diesem Fall muß das Prüfseil so geartet sein,
daß es sich bei längerer Einwirkung der Flüssigkeit z. B. durch Lösung oder Quellung
verandert. Beim Ein-und Ausziehen des Prüfseiles ist dieses der Flüssigkeit nur
kurzfristig ausgesetzt, so daß ein deutlicher Unterschied zwischen den Teilen des
Seiles, die der Flüssigkeit ausgesetzt waren und die nicht mit der Flüssigkeit in
Berührung kamen, erkennbar ist. Eine Feststellung des Bereiches in dem sich Flüssigkeit
im Schutzrohr befindet ist auch durch elektrische Widerstandsmessung möglich.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht inabesondere darin,
da# die Schadenssuche auf einen engen Streckenabschnitt beschränkt bleibt und damit
erhebliche Kosten bei der Suche eingespart werden.
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Es ist dabei unerheblich, da# die Schadensstelle nicht auf den cm
festgelegt werden kann. Je nach Gefälle und eintretender Flüssigkeitsmenge tritt
ein Rückstau in der dem Gefälle entgegengesetzten Richtung auf.
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Durch das erfindungsgemäBe Verfahren wird die Sicherheit von Heiznetzen
oder Kohrnetzen erheblich vergrößert, da beim Auftreten von Flüssigkeitseinbrüchen
eine schnelle Beseitigung zur Beschränkung von Schäden möglich ist. Durch die unverzügliche
keldung von Schäden wird die Sicherheit der langlebigen Leitungssysteme erheblich
heraufgesetzt und die Verlegung von Leitungen in grundwassergefährdeten Gebiet,
die bis heute noch recht problematisch ist, wesentlich risikoärmer gemacht. Neben
der Vereinfachung der Schadenssuche und der damit verbundenen Kostenbeschrankung
tritt als Nebenwirkung eine erheblich geringere Behinderung der Öffentlichkeit bei
der Schadenssuche ein, da sich diese auf einen örtlich begrenzten Bereich beschränkt.
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Das Verfahren ist sehr einfach und erfordert einen relativ geringen
Aufwand.