DE19620239C1 - Pipeline maintenance method for water drains - Google Patents

Pipeline maintenance method for water drains

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Abstract

The method uses a laser device inserted in the pipeline with a video camera for visual monitoring of the required maintenance procedure for cleaning, repair, or internal lining of the pipeline. The laser light is provided by CO2 laser or a diode laser and is directed on to the work point via at least one optical fibre light guide (6). The operating source for the laser is housed within a maintenance vehicle (3) parked adjacent to a manhole for access to the pipeline system.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Innensanieren unbegehbarer Rohrleitungen, insbesondere für Abwässer, unter Verwendung eines innerhalb des Rohres unter Kamerabeobachtung verbringbaren Geräts, an dem ein Bearbeitungskopf angeordnet ist.The present invention relates to a method for the interior renovation of non-accessible pipelines, in particular for waste water, using one inside the pipe device that can be brought under camera observation, on which a Processing head is arranged.

Derartige Verfahren sind seit längerem bekannt, um mit er­ träglichem Aufwand Schäden an der öffentlichen Kanalisa­ tion zu beheben. Zunächst werden die Rohre mit einer ver­ fahrbaren Kamera inspiziert, um Schäden aufzuspüren, an­ schließend müssen in den meisten Fällen sowohl die Rohre als auch die Einläufe unter Kameraeinsatz gereinigt wer­ den. Nach einer Grobreinigung mit scharfem Wasserstrahl werden in die Arbeitskonsole eines vor Ort verbringbaren Gerätes Fräser oder Schleifer eingespannt, die mechanisch, zumeist mit Druckluftantrieb, störende Anlagerungen oder Rohrkanten abtragen (DE 31 51 319 C2, DE 31 51 320 C2, DE 42 43 529 A1, DE 1 95 11 741 A1, DE 94 00 793 U1, PCT/ CH89/00199).Such methods have long been known to work with him damage to the public sewerage tion to fix. First, the pipes with a ver inspected mobile camera to track down damage in most cases both pipes must be closed as well as the enemas cleaned using a camera the. After a rough cleaning with a sharp water jet are brought into the work console of an on-site Device cutter or grinder clamped mechanically, mostly with compressed air drive, annoying deposits or Remove pipe edges (DE 31 51 319 C2, DE 31 51 320 C2, DE 42 43 529 A1, DE 1 95 11 741 A1, DE 94 00 793 U1, PCT / CH89 / 00199).

Für die Sanierung haben sich verschiedene Methoden heraus­ gebildet.Various methods have emerged for the renovation educated.

Häufig wird das sogenannte Injektionsverfahren eingesetzt, bei dem z. B. mit Zementmörtel oder Acrylharz undichte Rohrverbindungen abgedichtet werden (DE 38 10 615 A1, DE 1 95 31 272 A1).The so-called injection method is often used, at the z. B. leaking with cement mortar or acrylic resin Pipe connections are sealed (DE 38 10 615 A1, DE 1 95 31 272 A1).

Bei einem anderen Abdichtungsverfahren werden die undich­ ten Stellen mit kunstharzgetränkten Glasfasermatten ver­ klebt (DE 39 34 832 C1, DE 41 04 185 A1, DE 44 00 742 A1, DE 89 16 033 U1, EP 0 335 223 B1, EP 0 499 153 B1). In another sealing method, they become unsightly ver places with resin-impregnated glass fiber mats sticks (DE 39 34 832 C1, DE 41 04 185 A1, DE 44 00 742 A1, DE 89 16 033 U1, EP 0 335 223 B1, EP 0 499 153 B1).  

Nach einem weiteren Verfahren wird Zementmörtel durch ei­ nen schnell rotierenden Schleuderkopf an die Innenwand des Kanalrohres geschleudert (DE 38 01 471 A1, DE 40 12 606 A1).According to a further process, cement mortar is applied by egg quickly rotating centrifugal head on the inside wall of the Sewer pipe flung (DE 38 01 471 A1, DE 40 12 606 A1).

Bekannt sind auch Verfahren, bei denen feste Kurzrohr- oder aushärtbare Schlauch-Inliner über die ganze Länge des zu sanierenden Rohrabschnitts eingebracht werden (DE 22 40 153 C3, DE 37 32 694 A1, DE 40 21 456 A1, DE 41 04 185 A1, DE 42 31 961 A1).Methods are also known in which fixed short-tube or curable tube inliners along the entire length of the to be rehabilitated pipe section (DE 22 40 153 C3, DE 37 32 694 A1, DE 40 21 456 A1, DE 41 04 185 A1, DE 42 31 961 A1).

Weiterhin ist es bekannt, die Rohrleitung von innen her mit einer wäßrigen Kunststoffdispersion zu beschichten, die nach dem Abbinden eine elastische, beständige Folie bilden soll (DE 40 12 605 A1).Furthermore, it is known from the inside of the pipeline to coat with an aqueous plastic dispersion, which, after setting, is an elastic, durable film should form (DE 40 12 605 A1).

Auch ist schon ein Verfahren beschrieben worden, bei dem Kunststoff auf das Innenrohr aufgeschmolzen und fort­ schreitend zu einem warmplastischen Kunststoffschlauch ge­ formt wird, der gegen die Innenwand gedrückt wird und dort zu einem Auskleidungsrohr abgekühlt wird (DE 41 19 161 A1).A method has also been described in which Plastic melted onto the inner tube and away striding to a warm plastic hose is formed, which is pressed against the inner wall and there is cooled to a lining pipe (DE 41 19 161 A1).

Alle bekannten Verfahren kommen nicht ohne metallische, keramische oder diamantbesetzte Schneid-, Fräs-, Bohr-, Säge- und Schleifeinrichtungen aus. Diese müssen für vor­ bereitende Reinigungs- und Putzarbeiten ebenso eingesetzt werden wie zum abschließenden Schlichten, Verputzen, Auf­ schneiden der Einläufe usw.All known processes do not come without metallic, ceramic or diamond-studded cutting, milling, drilling, Sawing and grinding equipment. This must be done before preparatory cleaning and cleaning work also used are like for finishing, plastering, finishing cutting the enemas etc.

In Abhängigkeit von den zu bearbeitenden Materialien, wo­ bei überwiegend hochfester Beton zu nennen ist, verschlei­ ßen dabei die überaus teuren Werkzeuge sehr schnell, zumal alle Arbeiten nur unter Kamerabeobachtung verrichtet wer­ den können, die ein millimetergenaues Arbeiten aufgrund des häufig ungünstigen Beobachtungswinkels, der Licht- und Staubverhältnisse sowie überhaupt der nur zweidimensiona­ len Wahrnehmung am Monitor nicht zuläßt. Weiterhin müssen für jede Bearbeitung, auch an nur einer Stelle, häufig an­ dere Werkzeuge eingesetzt werden, um ein Problem zu lösen, was fast immer mit zeitraubendem Verholen, Neubeschicken und Positionieren der Vorrichtung verbunden ist.Depending on the materials to be machined, where with predominantly high-strength concrete, wear eat the extremely expensive tools very quickly, especially all work only under camera observation those who can work with millimeter precision the often unfavorable viewing angle, the light and Dust conditions and generally only two-dimensional len does not allow perception on the monitor. Furthermore must  for each processing, even in just one place, frequently whose tools are used to solve a problem almost always with time-consuming moving, re-loading and positioning the device.

Auch besteht bei den abschließenden Arbeiten immer die Ge­ fahr, daß aufgrund von mechanischen Schwingungen und Er­ schütterungen die bereits sanierten Abschnitte wieder zu lecken beginnen.There is also always Ge in the final work drive that due to mechanical vibrations and Er the already rehabilitated sections shake up again start licking.

Für Vermessungsaufgaben in Abwasserkanälen ist aus jünge­ rer Zeit ein Inspektionssystem bekannt geworden, bei dem ein Kamerasystem nicht nur einwandfreies Bildmaterial über entdeckte Schäden liefert, sondern diese Schäden, vornehm­ lich Risse, auch noch mit einem im Kamerakopf integrierten Lasermeßsystem als Voraussetzung für eine technisch und wirtschaftlich optimierte Sanierungskonzeption millimeter­ genau vermißt. Sanierungsarbeiten selbst sind damit jedoch nicht zu bewerkstelligen ("Defekte Kanäle mit Lasertechnik vermessen" in: UMWELT, Band 24, 1994, Nr. 7/8-Juli/August, Seiten 352 und 353).For surveying tasks in sewers it is young Inspection system has become known, in which a camera system not only about flawless image material delivers discovered damage, but this damage, posh cracks, also with an integrated in the camera head Laser measurement system as a prerequisite for a technical and Economically optimized renovation concept millimeter exactly missed. However, renovation work itself not to be accomplished ("Defective channels with laser technology measured "in: UMWELT, volume 24, 1994, No. 7/8-July / August, Pages 352 and 353).

Letztlich ist es seit langem bekannt, Licht von einem Punkt zu einem anderen über Lichtleiter zu übertragen. Als Lichtleiter werden dabei entweder Glasfaserleiter oder Kunststoffmonofile eingesetzt ("Crofon-Lichtleiter" in: Technische Rundschau, Jg. 64, 1972, Heft 21, Seite 57). Das Einsatzspektrum umfaßt im industriellen Bereich Funk­ tionen wie Abtasten, Signalübertragung, Überwachung und Nachführung sowie einfaches Beleuchten.Ultimately, it has long been known, light from one Point to another via light guide. As Optical fibers are either fiber optic or Plastic monofilaments used ("Crofon light guide" in: Technische Rundschau, vol. 64, 1972, issue 21, page 57). The range of applications in the industrial sector includes radio functions such as scanning, signal transmission, monitoring and Tracking and simple lighting.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verfahren zu entwic­ keln, das effektiver im Einsatz ist und hilft, Werkzeugko­ sten zu sparen. Außerdem soll sich das Verfahren durch ei­ ne relativ einfache Handhabung, große Arbeitsgeschwindig­ keit und hohe Betriebssicherheit auszeichnen. Das Gerät soll leicht zu reinigen und zu warten sein, kleinbauend und damit auch für Rohre kleiner Nennweiten einsetzbar sein, z. B. für Rohre in der chemischen Industrie oder in Förderleitungen.The object of the invention is to develop a method keln, which is more effective in use and helps most to save. In addition, the procedure should be through ei ne relatively easy to use, great work speed excellence and high operational reliability. The device should be easy to clean and maintain, small size and can therefore also be used for pipes with small nominal sizes  be, e.g. B. for pipes in the chemical industry or in Conveyor lines.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den begleitenden Unteransprüchen 2 bis 12 gekennzeichnet.The object is achieved according to the invention with a method Claim 1 solved. Advantageous further developments are in marked the accompanying subclaims 2 to 12.

Indem das energiereiche Licht eines Lasers für die Ar­ beitsgänge Reinigen, Schneiden, Knabbern, Abt ragen, Auf­ tragen, Erwärmen, Verkleben, Aushärten, Schweißen und Be­ schichten der Rohre, Rohrverbindungen, Stoßstellen, der eingebrachten Beschichtungsmaterialien und/oder der einge­ brachten Inliner einzeln oder in beliebiger Kombination von Arbeitsgängen eingesetzt wird, kann in vielen Fällen auf herkömmliche mechanische Werkzeuge und Vorsätze ver­ zichtet werden. Als Laser eignen sich je nach bevorzugtem Einsatzfall Festkörperlaser, CO₂-Laser oder Laserdioden.By using the high-energy light of a laser for the ar Cleaning, cutting, nibbling, removing, opening wear, heating, gluing, curing, welding and loading layers of pipes, pipe connections, joints, the introduced coating materials and / or the brought inliners individually or in any combination of operations is used in many cases to conventional mechanical tools and attachments to be waived. Depending on the preferred, suitable lasers are suitable Solid-state lasers, CO₂ lasers or laser diodes are used.

Der Laser wird entweder im Rohr direkt am Gerät erzeugt oder über mindestens eine Glasfaserleitung an die Bearbei­ tungsstelle geleitet und dort, gegebenenfalls zu einem Strahl gebündelt oder in mehrere Strahlen aufgeteilt, ein­ gesetzt.The laser is either generated in the tube directly on the device or via at least one fiber optic line to the processing tion center and there, if necessary, to a Beam bundled or split into several beams set.

Für jede Bearbeitungsaufgabe wird entweder eine Spezialdü­ se eingesetzt oder es werden mehrere Bearbeitungsaufgaben mit einer einrichtbaren Düse vorgenommen.For each machining task either a special nozzle is used se used or there are several processing tasks made with an adjustable nozzle.

Die durch Verdampfen abgetragenen Teile können leicht ab­ gesaugt oder abgespült werden.The parts removed by evaporation can easily be removed be vacuumed or rinsed off.

Die Energieversorgung für zumindest stärkere Laser erfolgt von einem auf dem Erdboden stehenden Bedienungs- und Gerä­ tefahrzeug aus.The energy supply for at least stronger lasers takes place from an operating and device standing on the ground vehicle off.

Für viele Anwendungsfälle wird es zweckmäßig sein, den La­ ser auch auf dem Bedienungs- und Gerätefahrzeug zu installieren und in eine Glasfaserleitung einzukoppeln, die von ei­ ner Haspel getrennt oder gemeinsam mit anderen Material­ und/oder Energieversorgungs- und/oder Überwachungsleitun­ gen abspulbar ist.For many applications it will be useful to use the La install it on the service and equipment vehicle and to couple into a fiber optic line, which is from ei  a reel separately or together with other material and / or power supply and / or monitoring line is unwindable.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Düse für den Laserstrahl mittels geeigneter Mittel, wie z. B. Druckluft oder elektromechanischer Stellmittel, vor Ort auf das zu bearbeitende Objekt positioniert.According to an advantageous development of the invention the nozzle for the laser beam using suitable means, such as B. compressed air or electromechanical actuators, positioned on site on the object to be processed.

Entsprechend der zu lösenden Aufgabe kann in weiterer Aus­ gestaltung der Erfindung der Laserstrahl am Bearbei­ tungsort mittels fester, verstellbarer oder rotierender optischer Vorsätze, wie Linsen, Prismen oder Spiegel, ge­ richtet, verändert, abgelenkt, verteilt und/oder fokus­ siert werden.According to the task to be solved in further design of the invention of the laser beam on the machining location by means of fixed, adjustable or rotating optical attachments, such as lenses, prisms or mirrors, ge judges, changes, distracts, distributes and / or focuses be settled.

Zum Schutze der beobachtenden Kamera sind dem Objektiv auswechselbare Lichtfilter vorsetzbar.To protect the watching camera are the lens interchangeable light filters can be provided.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Fig. 1 näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment and the associated FIG. 1.

In einem unbegehbaren Abwassersammelrohr 1 ist eine Schad­ stelle 2 zu sanieren. Hierzu fährt ein Geräte- und Bedie­ nungswagen 3 zum nächstgelegenen Einstiegsschacht 4. Zu­ nächst wird mit einem nicht näher dargestellten Kamerawa­ gen die genaue Schadstelle 2 aufgespürt und die Art des Schadens, ein Riß im Abwassersammelrohr 1, ermittelt. Mit einem Laser soll zunächst die Schadstelle 2 zur Sanierung vorbereitet werden, d. h., es sollen Ablagerungen abgetra­ gen werden und ein verfugbarer Spalt geschaffen werden. Vom Geräte- und Bedienungswagen 3 aus wird ein im Abwas­ sersammelrohr 1 selbstfahrendes Gerät 5 eingebracht, das über Steuer-, Versorgungs- und Glasfaserleitungen 6, die auf einer oder mehreren getrennten Haspeln 7 im Geräte- und Bedienungswagen 3 aufgerollt sind, mit dem Geräte- und Bedienungswagen 3 verbunden ist. Die Energieversorgung er­ folgt mittels entsprechender Aggregate 8 vom Geräte- und Bedienungswagen 3 aus. Am Gerät 5 ist stirnseitig ein La­ serkopf 9 ausrichtbar und fokussierbar befestigt. Der La­ serkopf wird positioniert und der über das Glasfaserkabel eingekoppelte Laser mittels einer Düse auf die zu bearbei­ tende Stelle fokussiert. Über einen nicht näher darge­ stellten Monitor im Fahrerhaus des Geräte- und Bedienungs­ wagen 3 kann die Arbeit verfolgt und beeinflußt werden. Die zugehörige Kamera ist entweder auf einem getrennten Wagen montiert oder befindet sich gleichfalls auf dem Ge­ rät 5. Nach Abschluß der vorbereitenden Arbeiten wird im Beispiel mit einem Zweikomponentenharz aus den mitgeführ­ ten Behältern 10, 11 die Schadstelle 2 geschlossen, worauf mit dem Laser das Aushärten beschleunigt und/oder über­ stehendes Material abgetragen werden kann.In an inaccessible waste water collecting pipe 1 , a damaged site 2 is to be renovated. For this purpose, an equipment and service trolley 3 drives to the nearest manhole 4 . Next, the exact damage location 2 is tracked down with a camera not shown and the type of damage, a crack in the sewage pipe 1 , is determined. With a laser, the damaged area 2 should first be prepared for renovation, ie deposits should be removed and an available gap should be created. From the device and control trolley 3 , a self-propelled device 5 is introduced into the waste water collecting pipe 1 , which is connected to the device via control, supply and fiber optic lines 6 , which are rolled up on one or more separate reels 7 in the device and service trolley 3. and control trolley 3 is connected. The energy supply he follows by means of appropriate units 8 from the equipment and service trolley 3 . On the device 5 , a laser head 9 is fastened at the front and can be focused and focused. The laser head is positioned and the laser, which is coupled in via the fiber optic cable, is focused on the area to be processed by means of a nozzle. The work can be tracked and influenced via a monitor not shown in the driver's cab of the equipment and control trolley 3 . The associated camera is either mounted on a separate cart or is also on the device 5 . After completing the preparatory work, the damaged area 2 is closed in the example with a two-component resin from the containers 10 , 11 which are carried along, whereupon the hardening can be accelerated with the laser and / or removed by standing material.

Für alle mit dem Laser auszuführenden Arbeiten muß das Ge­ rät 5 nicht, wie sonst unumgänglich, im Abwassersammler arretiert werden, was erhebliche Vorteile hinsichtlich der Vereinfachung des Gerätes 5 und der Arbeitsgeschwindig­ keit, insbesondere bei Arbeiten über eine längere Weg­ strecke, wie Aufschneiden eines Inliners, mit sich bringt.For all work to be carried out with the laser, the device 5 does not have to be locked in the sewage collector, as is otherwise inevitable, which has considerable advantages in terms of simplifying the device 5 and the working speed, in particular when working over a long distance, such as cutting open an inliner , brings with it.

Claims (12)

1. Verfahren zum Innensanieren unbegehbarer Rohrleitungen, wie z. B. für Abwässer, unter Verwendung eines innerhalb des Rohres unter Kamerabeobachtung verbringbaren Geräts, dadurch gekennzeichnet, daß das energiereiche Licht eines Lasers für die Arbeitsgänge Reinigen, Schneiden, Knabbern, Abtragen, Auftragen, Erwärmen, Verkleben, Aushärten, Schweißen und Beschichten der Rohre, Rohrverbindungen, Stoßstellen, der eingebrachten Beschichtungsmaterialien und/oder der eingebrachten Inliner einzeln oder in belie­ biger Kombination von Arbeitsgängen eingesetzt wird.1. Method for the interior renovation of non-accessible pipelines, such as. B. for waste water, using a device that can be moved inside the tube under camera observation, characterized in that the high-energy light of a laser for the cleaning, cutting, nibbling, removing, applying, heating, gluing, curing, welding and coating of the tubes, Pipe connections, joints, the introduced coating materials and / or the introduced inliners are used individually or in any combination of operations. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das energiereiche Licht eines Festkörperlasers, eines CO₂-Lasers oder von Laserdioden Verwendung findet.2. The method according to claim 1, characterized in that the high-energy light of a solid-state laser, one CO₂ laser or laser diodes is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht des Lasers über mindestens eine Glasfaserleitung (6) an die Bearbeitungsstelle geleitet und dort eingesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the light of the laser is guided via at least one glass fiber line ( 6 ) to the processing point and is used there. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaserleitung (6) und damit der Laser am Bearbei­ tungsort in mindestens zwei Teilstränge aufgezweigt wird oder aus mindestens zwei Teilsträngen gebündelt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the glass fiber line ( 6 ) and thus the laser at the machining site is branched into at least two partial strands or is bundled from at least two partial strands. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Bearbeitungsaufgabe eine entsprechender Düse ver­ wendet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that a corresponding nozzle for each machining task is applied. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bearbeitungsaufgaben mit einer einrichtbaren Düse vorgenommen werden.6. The method according to claim 1, characterized in that multiple machining tasks with one adjustable nozzle be made. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Verdampfen abgetragenen Teile abgesaugt oder ab­ gespült werden.7. The method according to claim 1, characterized in that  the parts removed by evaporation suctioned off or be rinsed. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung für den Laser von einem auf dem Erd­ boden stehenden Bedienungs- und Gerätefahrzeug (3) aus er­ folgt.8. The method according to claim 1, characterized in that the energy supply for the laser from a standing on the ground operating and equipment vehicle ( 3 ) from it follows. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie eines Lasergenerators in eine Glasfaserleitung (6) eingekoppelt wird, die von einer Haspel (7) getrennt oder gemeinsam mit anderen Material- und/oder Energiever­ sorgungs- und/oder Überwachungsleitungen abspulbar ist.9. The method according to claim 1, characterized in that the energy of a laser generator is coupled into a glass fiber line ( 6 ), the supply and / or monitoring lines can be unwound separately from a reel ( 7 ) or together with other material and / or Energiever . 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse mittels geeigneter Mittel, wie z. B. Druckluft oder elektromechanischer Stellmittel, positionierbar und/oder einrichtbar ist.10. The method according to claim 1, characterized in that the nozzle by means of suitable means such. B. compressed air or electromechanical actuators, positionable and / or can be set up. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl am Bearbeitungsort entsprechend seiner Aufgabe mittels fester, verstellbarer oder rotierender op­ tischer Vorsätze, wie Linsen, Prismen oder Spiegel, ge­ richtet, verändert, abgelenkt, verteilt und/oder fokus­ siert wird.11. The method according to claim 1, characterized in that the laser beam at the processing location according to its Task with fixed, adjustable or rotating op table attachments such as lenses, prisms or mirrors judges, changes, distracts, distributes and / or focuses is settled. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kameraobjektiv auswechselbare Lichtfilter vorsetz­ bar sind.12. The method according to claim 1, characterized in that replaceable light filters in front of the camera lens are cash.
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