DE1949470C - Verfahren und Vorrichtung zum Orten von Undichtigkeiten an erdverlegten Gasleitungen - Google Patents

Description

unter konstantem Druck zugeführt wird.

2. Verfaiücn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des dem katalytischen Filter zugeführten Gases etwa konstant gehalten wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Ansaugleitung, einer an diese angeschlossenen ersten Pumpe, einer Einrichtung zur Ausscheidung bestimmter Bestandteile des angesaugten Gases, weicher das angesaugte Gas über eine zweite Pumpe zugefunrt wird, und einem an diese Einrichtung angeschlossenen Wasserstoff-Flammenionisationsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Ansaugleitung (3) angeschlossene zweite Pumps (5) mit einer zu einem an sich bekannten, Aromaten und höhere Kohlenwasserstoffe selektiv verbrennenden katalytischen Filter (11) führenden Druckleitung (7) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytische Filter (11) aus einer an sich bekannten Filterpatrone besteht, die ein von einer Heizwedel (20) umgebenes Rohr (17) aus korrosionsbeständigem Materia! aufweist, in welchem zwischen porösen Stopfen (19) eine Packung eines Aromaten und höhere Kohlenwasserstoffe selektiv verbrennenden, kornförmigen Katalysators (18) eingeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) aus V 2 Α-Stahl besteht und mit Konusendverschlüssen und Überwurfmuttern (16) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Stopfen (19) aus Glaswolle oder Sintermetallplättchen bestehen.

7. Vorrichtung nach einsm der Ansprüche 3 bis fi, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckleitung (7) eine Nebenstromleitung (9) abgezweigt ist, weiche über einen Rückdruckregier (8) mit der Atmosphäre verbundcn ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (7) ein Druckmeßgerät (15) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebcnstromlcitung (9) von der Druckleitung (7) zwischen der zweiten Pumpe (5) und dem katalytischen Filter (11) abgezweigt ist.

^{Die Erfind}.^ung betrifft ein Verfahren zum Orten von Undichtigkeiten an erdverlegten Gasleitungen, bei welchem mittels einer Ansaugleitung über der Rohrtrasse Gas abgesaugt wird, aus einem Teil des angesaugten Gases bestimmte Bestandteile ausgeschieden werden und das restliche Gas einem Wasserstoff-Flammenionisationsgerät zugeführt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 6 807 652 bekannt. Mit einer derartigen Vorrichtung sollen möglicherweise an einer Erdgasleitung vorhandene Undichtigkeitsstellen festgestellt werden, damit dann der Boden oberhalb der Erdgasleitung et u Cgwgi al'i. 11 uiiU UIk C Ti lUf t Ii UgRb I l»5li;TIu liL'ÄCllIgl werden kann. Da die fird- und Stadtgase einen hohen Gehalt an Methan aufweisen, beschränkt man sich zum Orten von Undichtigkeiten auf das Registrieren von Methan. Das üblicherweise als Gesamtkohlenwasserstoffanalysator verwendete Flammenionisationsgeräi spricht jedoch nicht nur auf Methan, sondern auch auf Aromaten un<i höhere Kohlen-Wasserstoffe an. infolgedessen würde die Vorrichtung nicht nur ansprechen, wenn es sich wirklich um eine Undichtigkeitsstelle der unterhalb des Bodens verlegten Gasleitung handelt, sondern auch, wenn sich am Boden Benzin oder Alkohol od. dgi. angesammelt hat. Dieser Schwierigkeit sucht die bekannte Vorrichtung dadurch zu begegnen, daß das abgesaugte Gas durch ein katalytisches Filter gedrückt wird, welches störende Stoffe, beispielsweise die genannten Aromaten und höheren Kohlenwasserstoffe, aus dem dem Wasserstoff-Flammenionisationsgerät zugeführten Gas herausfiltert. Diese stc enden Stoffe werden daher vom Flammenionisationsgerät ferngehalten.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Einschaltung des katalytischen Filters in die zum Flammenionisationsgerät führende Druckleitung nicht besonders vorteilhaft ist, da bei der bekannten Vorrichtung der gesamte durch die Ansaugleitung angesaugte Gasstrom durch das katalytische Filter geleitet werden muß. Die Ansaugung erfolgt dabei mittels einei Pampe mit verhältnismäßig großer Saugleistung. Diese große Saugleistung ist deshalb erforderlich, weil einerseits die Ansaugleitung bei den meisten Ausführungsformen aus einem verhältnismäßig langen Schlauch mit einem Grobfilter besteht und weil andererseits laufend eine verhältnismäßig große Gasmenge untersucht werden soll.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 281 372 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem über erdverlegten Gasleitungen kontinuierlich Gas abgesaugt und einem Flammenionisationsgerät zugeführt wird. Bei dem bekannten Verfahren werden dem angesaugten Gasstrom etwa 10% desselben entnommen und durch eine Pumpe einer Verbrennungskammer zugeführt. Tn dieser Verbrennungskammer werden die im Gas enthaltenen höheren Kohlenwasserstoffe außer Methan verbrannt.

Das bekannte Verfahren reicht nur für sehr geringe Meßanforderungen aus. Da ein verhältnismäßig großer Teil, nämlich größenordnungsmäßig 10% des angesaugten Gases durch das Flammenionisationsgerät durchgesaugt wird, wird sowohl dieses Gerät als auch die vorgeschaltete Verbrennungskammer sehr hoch belastet. Die für derartige Messungen erforderliche Empfindlichkeit kann bei so großen Gas-

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durchsätzen nicht erreicht werden. Das bedeutet ζ B., daß kleine Lecks an Gasleitungen nach diesem bekannten Verfahren nicht ₂emessen werden können. Dies liegt insbesondere daran, daß infolge des großen Gasdurchsatzes die Nullkonstanz der Messung sehr schlecht ist. Das Flammenionisationsgerät hegt bei der in der genannten Auslegeschrift vorgeschlagenen Vorrichtung auf der Saugseite einer weiteren Pumpe. Daher läßt sich der Strom des Probegases durch das Flammenionisationsgerät praktisch nicht konstant halten. Bei dem bekannten Verfahren sind auch keinerlei Maßnahmen zur Konstanthaltung des Probenstroms vorgesehen. Ein Flammenionisationsgerät ist jedoch außerordentlich stark flußabhängig, L daß mit dem bekannten Verfahren keine Nullkonstanz und damit auch keine echten Meßwerte zu '"KS Γ großen und nicht genau zu regelnden Gasdurchsätze ergeben sich bei dem bekannten Verfahren auch verhältnismäßig große Totzeiten das ist die Zeit zwischen dem Ansaugen eines Leckgases

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ST auch die beim bekannten Verfahren vorgesehene Verwendung einer Verbrennungskammer Lm Verbrennen sämtlicher Kohlenwasserstoffe außer Methan oder Äthan ist für die Erzielung der erforderlichen Meßgenauigkeit unzureichend. Einer Verbrennungskammer liegt das Pr.nzip zugrunde, daß die verschiedenen Kohlenwasserstoffe versch.eder. Zündtemperaturen haben. Das g.lt aber nur unter der Voraussetzung, daß für alle Kohlenwasserstoffe gleiche physikalische Bedingungen m der Ve brennungskammer vorliegen. Wenn man die Ver brennungsbedingungen für die höheren Kohlen-Wasserstoffe in der Verbrennungskammer richtig einstellt, die niedrigen Kohlenwasserstoffe aber nicht verbrennen will, dann muß dafür gesorgt werden, daß die Wärme, die bei der Verbrennung der hoheeingestellt _Kt

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iigenschaft der Verbrennungskammer nur unwesent-

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^{Katalysatorseingeschlossenist}·^Dlcse

Art von Filierpatrone ist für die beschriebene An- regler 8 enthaltende Nebenstromlcilung 9 abgezweigt,

wendung besonders geeignet, soll aber nicht mit so deren Ausgang mit der Atmosphäre verbunden ist.

großen Fördermengen beaufschlagt werden, wie Der RUckdruckregler 8 kann den Druck des durch

sie üblicherweise über der Rohrtrassc abgesaugt die Druckleitung 7 dem katalytischen Filter 11 zu-

werdcn. 5 geleiteten Gases auf einen vorbestimmten Druck ein-

Bci einer vorteilhaften Ausgestaltung der Filter- regeln. Das überschüssige Gas wird durch die Nebenpatrone besteht d.is Rohr aus V2A-Stahl und ist mit stromleitung 9 an die Atmosphäre abgeführt.
Konusendverschlüssen und Überwurfmuttern ver- Im katalytischen Filter 11 werden beispielsweise sehen. Die. porösen Stopfen können dabei Vorzugs- Aromaten und höhere Kohlenwasserstoffe verbrannt, weise aus Glaswolle oder Sintermetallplättchcn bc- io so daß im wesentlichen Methan durch eine Kapillare stehen. 12 dem Brenner 13 des Wasserstoff-Flammcnionisa-

Bcvorzugt wird eine Ausführungsform der Vor- tionsgerätes zugeführt wird. Das Gehäuse des Wasserrichtung nach der Erfindung, bei der zur Druck- stofT-Flammcnionisationsgerätcs ist durch eine geregelung des dem i ntalytischen Filter zugeführten strichelte Linie 14 angedeutet. Außer der durch die Gasstromes von der druckleitung eine Nebenstrom- 15 Kapillare 12 zugeführten Probenluft wird dem Brenlciiung abgezweigt ' ird, welche über einen Rück- ner 13 durch getrennte Leitungen Wasserstoff (H,) druckregler mit de Atmosphäre verbunden ist. In und Luft zugeführt. Im Brenner 13 wird ein elcktrodicscm Fall besitze ι die beiden Pumpen etwa gleiche statisches Feld aufrechterhalten, wobei eine Elektrode Saugleistung, und Jie von der zweiten Pumpe in die von der Brennernadel und die andere Elektrode von Druckleitung gedrückte Gasmenge tritt zum größeren ao einem ringförmigen Kollektor gebildet wird. Jc nach Teil durch die Nebenstromleitung wieder in die dem Gehalt an Kohlenwasserstoffen in der Probenlufl Atmosphäre au«,, während ein geringer Teil, bei- fließt ein mehr oder minder starker Ioncnstrom in spielsweise 0,0' bis 0,1 Ve, der von beiden Pumpen diesem elektrischen Feld. Dieser Ionenslrom wird angesaugten C esamtfördermengc dem katalytischen durch eiiisn nicht dargestellten Verstärker verstärkt Filter und dum Flammenionisationsgerät zugeführt as und mittels eines Schreibers zur Anzeige gebracht, wird. Seine Veränderung bezüglich einer vorher gewählten

Zur Anzc'gc des in der Druckleitung eingeregelten Nullpunkteinslellung zeigt den Gehalt an Kohlen-Druckes kf nn dieselbe zusätzlich an ein Dnickmeß- wasserstoff, in diesem Fall Methan, an.
gerät angeschlossen sein. Zweckmäßigerweise zweigt Zur Anzeige des Drucks ist an die Druckleitung 7 man die Nebenstromleitung von der Druckleitung 30 vor dem Druckregler 8 ein Druckmeßgerät 15 anzwischer der zweiten Pumpe und dem katalylischen geschlossen.
Filter ah. Als katalytisches Filter 11 wird vorzugsweise eine

Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung des Ver- Filterpatrone verwendet, wie sie in F i g. 2 dargestellt

fahrers nach der Erfindung die Haltbarkeit des ver- ist. In einem Metallrohr 17 aus V2A-Stahl ist fcin-

wcnrieten katalytischen Filters bei durchschnittlicher 35 körniges Katalysatormaterial 18 zwischen porösen

Benutzung der Vorrichtung etwa ein Jahr betragen Glaswollestopfen 19 eingeschlossen. Das Stahlrohr 17

kr-.nn. ist von einer Heizwcnüel 20 umgeben. Zur liinschal-

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispiels- tung der Filterpatrone zwischen Druckleitung 7 und

weise näher erläutert. Es zeigt Kapillare 12 sind Überwurfmuttern 16 mit entspre-

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Aus- 40 chenden Konusendverschlüssen vorgesehen,

führungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Das Katalysatormaterial 18 kann eine bekannte,

Verfahrens und aus einer Kupferoxydverbindung bestehende Kataly-

Fig. 2 eine teilweise in Längsrichtung geschnittene satormasse sein, und zwar in einer Körnung von 0,5 Ansicht einer bei einer bevorzugten Ausführungs- bis 1,0 mm. Diese Katalysatormasse hat die Eigenform der Vorrichtung verwendeten Filterpatrone. 45 schaft, bei entsprechender Temperatur s kktiv

Nach dem Verfahren wird mittels einer Sonde 1 höhere Kohlenwasserstoffe zu verbrennen, andererübcr der erdverlegten Gasleitung, der sogenannten seits Methan, als den niedrigsten Kohlenwasserstoff, Rohrtrasse, die Atmosphäre unmittelbar fiber der unverbrannt hindurchzulassen. Die fur diese VerErdoberfläche durch eine Ansaugleitung 3 und ein brennung erforderliche erhöhte Temperatur wird in dieselbe eingeschaltetes Grobfilter 2 von zwei par- 50 durch Anschließen der Heizwendel 20 an eine nicht abgeschalteten Pumpen, vorzugsweise Membran- dargestellte elektrische Spannungsquelle erzielt, pumpen 4 und 5, mit etwa gleicher Saugleistung ab- Das Verfahren zum Orten von Undichtigkeiten an gesaugt. Um eine hohe Fordergeschwindigkeit durch erdverlegten Gasleitungen und die Vorrichtung zur die beispielsweise 30 bis 40 m lange Ansaugleitung Durchfuhrung dieses Verfahrens hat sich als besonzu gewährleisten, ist der Ausgang der ersten Pumpe 4 55 ders geeignet erwiesen fur den »Ga$spüreinsatz« mil Ober eine Leitung 6 mit der Atmosphäre verbunden. eigens dafür ausgerüsteten Fahrzeugen. In den Fahr-Dadurch wird die Hälfte der angesaugten Förder- zeugen sind die gesamten Einrichtungen mit den menge wieder in die Atmosphäre znrückgeleiteL Anzeigegerät und einem Schreiber untergebracht.

Die zweite Pumpe 5 drückt den Rest der auge- Um Anzeigeverzögerungen weitgehend zu vermeiden, saugten Fördermenge über eine Druckleitung 7 durch 60 sind hohe Gasgeschwindigkertea notwendig, die nach einen Katalysator 11 und eine Kapillare 12 in den dem Verfahren erreicht werden und von der vor Brenner 13 eines Flammenionisationsgerätes 14. geschlagenen Vorrichtimg auch verarbeitet werden

Von der Druckleitung 7 ist eine einen Rückdruck- können. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

ί 949 470 Patentansprüche·

1. Verfahren zum Orten von Undichtigkeiten an erdverlegten Gasleitungen, bei welchem mittels einer Ansaugleitung über der Rohrtrasse Gas abgesaugt wird, aus einem Teil des angesaugten Gases bestimmte Bestandteile ausgeschieden werden und das restliche Gas einem Wasserstoff-Flammenionisationsgerät zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausscheidung der Bestandteile in an sich bekannter Weise ein katalytisches Filter verwendet wird, welches in dem Gas enthaltene Aromaten und höhere Kohlenwasserstoffe selektiv verbrennt, und daß dem Filter nur ein sehr kleiner Teil in der