DE19737433C1 - Meßeinrichtung zur Ermittlung des Wanddickenabtrages eines Bauteils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Abwasserkanälen und -leitungen beispielsweise wird in neuerer Zeit verstärkt eine Zustandserfassung insbesondere mit Fernsehkameras durchgeführt, wobei Schadensbilder hinsichtlich der Korrosion und/oder des Abriebs aufgenommen werden. Diese Schadensbilder haben in Abhängigkeit vom jeweiligen Ausmaß des Scha­ dens Auswirkungen auf die Standsicherheit und Dicht­ heit der betroffenen Leitungen.

Im Unterschied zu solchen Schadensbildern wie sicht­ baren Rissen und Undichtigkeiten, die unmittelbar eine Beeinträchtigung von Standsicherheit und Funk­ tionssicherheit bedeuten, muß zur Bewertung der Scha­ densbilder "Korrosion" und "Abrieb" der tatsächlich auftretende Wanddickenverlust bekannt sein. Eine Be­ wertung allein auf der Grundlage des visuell bei der Fernsehinspektion erkennbaren Schadensbildes ist nicht möglich, sondern erfordert aufwendige, bei der standardmäßigen Inspektion im allgemeinen nicht ver­ fügbare Meßeinrichtungen. Diese weisen beispielsweise Laserscanner oder Kalibrierscheiben auf. Die hierbei erhaltenen Meßdaten müssen erst ausgewertet werden und können nicht unmittelbar in die Schadensbeschrei­ bung integriert werden. Der Einsatz dieser Meßein­ richtungen beschränkt sich daher auf Sonderfälle und steht einer standardmäßigen Bewertung von Korrosion und Abrieb entgegen. Ihre Verwendung scheidet daher im allgemeinen für Wiederholungsmessungen zur Erfas­ sung des Schadensfortschritts und damit zur Herlei­ tung einer Versagensprognose aus. Diese Umstände füh­ ren oftmals dazu, daß Rohre, die einer Korrosion und/oder einem Abrieb unterliegen, unabhängig vom tatsächlichen Schadensausmaß generell saniert werden.

Aus der DE 36 36 321 A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Feststellung des Verschleißzustandes eines Bau­ teils bekannt, bei der elektrisch leitende Schleifen in Abständen in dem Bauteil eingebettet sind. Mit dem Verschleiß des Bauteils wird jede Schleife unterbro­ chen, wenn das Bauteil an der Stelle abgetragen wird, an der sich die Schleife befindet. Der Leitungszu­ stand jeder Schleife wird periodisch ausgewertet, wobei der elektrisch geschlossene Zustand der Schlei­ fe die strukturelle Unversehrtheit des Bauteils und der elektrisch offene Zustand der Schleife den Ver­ schleiß des Bauteils an der jeweils zugeordneten Stelle anzeigen. Weiterhin offenbart die DE 43 12 354 C1 einen Sensor zum Messen des Verschleißes der Oberfläche eines Ma­ schinenteils in Form eines in das Maschinenteil mit dessen einem Verschleiß ausgesetzter Oberfläche fluch­ tend einzubringenden Stiftes. In diesem Stift ist eine Reihenschaltung aus einer Vielzahl von Widerständen oder eine Parallelschaltung aus einer Vielzahl von Ka­ pazitäten angeordnet, die jeweils über einen Leiter überbrückt bzw. verbunden sind. Jeder der Leiter ist mit einem einen unterschiedlichen Abstand von dem mit der einem Verschleiß ausgesetzten Oberfläche fluchten­ den Ende des Stiftes aufweisenden Abschnitt versehen. Die beiden Enden der Reihen- bzw. Parallelschaltung werden über Meßanschlüsse nach außen geführt. Die Lei­ ter werden mit zunehmendem Verschleiß nacheinander un­ terbrochen, so daß der Widerstand der Reihenschaltung zunimmt bzw. die Kapazität der Parallelschaltung ab­ nimmt.

Diese beiden bekannten Vorrichtungen sind hinsichtlich ihrer gerätemäßigen Realisierung sehr aufwendig, so daß sie für Standardmessungen nicht geeignet sind.

Aus der DE 195 38 144 A1 ist ein verschleißendes Bau­ teil bekannt, welches mindestens ein Element zum Erfas­ sen eines vorgegebenen Verschleißzustandes relativ zum Ausgangszustand aufweist. Das Element ist so in das Bauteil eingesetzt, daß es erst nach Erreichen eines vorbestimmten Verschleißzustandes für dessen Erfassung verwendet werden kann. Dabei kann es entweder einen elektrisch/elektronischen Sensor darstellen, in welchem ein elektrischer Kontakt geöffnet wird, oder es wird optisch wahrnehmbar.

Ferner offenbart die DE 26 55 657 A1 einen Bremsklotz aus Reibmaterial für Zangen von Scheibenbremsen für Motor­ fahrzeuge, bei dem in den Bremsklotz ein färbender Ein­ satz im Abstand von der aktiven Oberfläche des Brems­ klotzes eingebettet ist. Erst wenn ein vorbestimmter Verschleiß des Bremsklotzes stattgefunden hat, wird er in der aktiven Oberfläche sichtbar und vermittelt eine Aussage über die Größe des Verschleißes.

Schließlich wird in der EP 0 105 961 A1 ein Verfahren zum Messen der bereits abgetragenen Schichtdicke wäh­ rend eines subtraktiven Werkstückbearbeitungsprozesses beschrieben. Hierbei wird ein aus dem gleichen Werk­ stoff wie das Werkstück bestehendes Meßmuster gleich­ zeitig mit dem Werkstück dem Bearbeitungsprozeß ausge­ setzt, wobei das Meßmuster aus einem Meßteil und zwei zu den beiderseitigen Keilflächen des Meßteils komple­ mentären, die Keilflächen gegen den Bearbeitungsprozeß abdeckenden Deckstücken besteht. Weiterhin wird in der Ebene der durch die freie Keilfläche und die Deckstücke gebildeten, dem Bearbeitungsprozeß ausgesetzten Ober­ fläche der jeweilige Abstand zwischen den beiden Spal­ ten gemessen, die zwischen den beidseitigen Keilflächen und den anliegenden Deckstücken gebildet sind. Anhand dieses Abstandes und des Keilwinkels kann dann die be­ reits abgetragene Schichtdicke ermittelt werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Meßeinrichtung zur Ermittlung des Wanddickenabtrages eines bei bestimmungsgemäßer Verwendung Korrosion und/- oder Abrieb unterworfenen Bauteils zu schaffen, mit der sich auf einfache, effektive und reproduzierbare Weise im Rahmen von routinemäßig durchgeführten visuellen Inspektionen eine sichere Aussage bezüglich eines be­ reits eingetretenen Wanddickenabtrages und des Scha­ densfortschritts erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungs­ gemäßen Meßeinrichtung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Dadurch, daß die Meßmarke bei bestimmungsgemäßer Ver­ wendung des Bauteils im wesentlichen korrosions- und/- oder abriebfrei ist, ragt bei zunehmendem Wandabtrag des Bauteils die Meßmarke immer weiter aus diesem her­ aus, so daß anhand der Abmessung des freigelegten Teils der Meßmarke senkrecht zur Oberfläche des Bauteils das Ausmaß des Abtrages optisch erfaßt werden kann.

Die Meßmarke weist vorzugweise eine senkrecht zur Wand­ oberfläche unterteilte Skalierung oder eine in dieser Richtung abgestufte Form auf, so daß sich der Wanddic­ kenabtrag des umgebenden Bereichs unmittelbar ablesen und auch photografisch dokumentieren läßt.

Ist das Bauteil ein Rohr, dessen Innenabtrag gemessen werden soll, dann ist die Meßmarke vorteilhaft so aus­ zubilden und anzuordnen, daß sie einen für das durch­ strömende Medium minimalen Widerstand hat.

Die Meßmarke kann unlösbar in dem Bauteil verankert sein, wobei sie zweckmäßig bei der Herstellung des Bau­ teils so in dessen Wand eingesetzt wird, daß sie bündig mit der dem Abtrag unterworfenen Oberfläche abschließt. Es ist auch möglich, eine Vorrichtung zur lösbaren Be­ festigung einer Meßmarke in der Bauteilwand zu veran­ kern. Eine derartige Vorrichtung kann eine Gewindeboh­ rung aufweisen, in die die in Form eines Gewinde­ bolzens ausgebildete Meßmarke eingeschraubt werden kann.

Als Bauteilmaterial dient insbesondere Beton oder Stahlbeton, und die Meßmarke besteht vorzugsweise aus vergütetem Stahl, Keramik, Glas oder Kunststoff, wo­ bei die Wahl des geeigneten Materials im wesentlichen von dem Medium abhängt, mit dem die Meßmarke in Be­ rührung kommt.

Für eine gute visuelle Erkennbarkeit der Meßmarke sollte diese aus einem optisch gut reflektierenden Material bestehen oder mit gut reflektierenden Ele­ menten versehen sein, welche ein automatisches opti­ sches Einmessen ermöglichen.

Die Meßmarke kann weiterhin mit Indikatoren versehen sein, welche beispielsweise durch einen Farbumschlag die Anwesenheit bestimmter chemischer Substanzen im umgebenden Medium, zum Beispiel Säuren anzeigen.

Durch Verwendung mehrerer Meßmarken, die an geeigne­ ten Stellen in das Bauteil eingesetzt sind, kann die Kontur des Wandabtrages festgestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläu­ tert. Diese zeigt einen Ausschnitt aus dem Quer­ schnitt eines Betonrohres 1, in welches eine Meßmarke 2 eingebettet ist. Die Meßmarke 2 befindet sich im Scheitelbereich 3 des Betonrohres 1 in der Weise, daß ihre aus dem Betonrohr 1 herausragende Oberfläche bündig mit dessen Innenfläche abschließt. Die Meßmar­ ke 1 kann jedoch auch so eingesetzt sein, daß sie bereits bei Inbetriebnahme des Betonrohres 1 über dessen Innenfläche vorsteht oder ganz in das Beton­ rohr 1 eingebettet ist, so daß sie erst nach einem bestimmten Wandabtrag sichtbar wird. Die Meßmarke 2 ist mit einer Skalierung versehen, so daß das Ausmaß des Wandabtrages sofort erkennbar ist.

Die Anordnung der Meßmarke 2 im Scheitelbereich 3 des Betonrohres 1 ergibt sich daraus, daß ein Wanddicken­ abtrag infolge Biogener Schwefelsäure-Korrosion ge­ messen werden soll. Grundsätzlich wird man die Meß­ marke 2 dort vorsehen, wo der größte Abtrag zu erwar­ ten ist; dies ist abhängig von der jeweiligen Verwen­ dung des Betonrohres 1.

Claims (11)

1. Meßeinrichtung zur Ermittlung des Wanddickenabtra­ ges eines bei bestimmungsgemäßer Verwendung Korro­ sion und/oder Abrieb unterworfenen Bauteils (1), bei der mindestens eine in der Wand des Bauteils (1) verankerte Meßmarke (2) zumindest nach einem bestimmten Wanddickenabtrag an der Korrosion und/- oder Abrieb unterworfenen Oberfläche der Wand op­ tisch erfaßbar ist, dadurch gekennzeichnet daß die Meßmarke (2) bei bestimmungsgemäßer Ver­ wendung des Bauteils (1) im wesentlichen korro­ sions- und/oder abriebfrei ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßmarke (2) eine senkrecht zur Wandoberfläche unterteilte Skalierung aufweist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßmarke (2) eine senkrecht zur Wandoberfläche abgestufte Form aufweist.

4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke (2) un­ lösbar im Bauteil (1) verankert ist.

5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung für eine lösbare Befestigung der Meßmarke (2) unlösbar im Bauteil (1) verankert ist.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung für die lösbare Be­ festigung der Meßmarke (2) eine Gewindebohrung enthält und die Meßmarke (2) in Form eines Gewin­ debolzens ausgebildet ist.

7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke (2) aus vergütetem Stahl, Keramik, Glas oder Kunststoff besteht.

8. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) aus Beton, Stahlbeton oder Faserzement besteht.

9. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein Rohr (1) ist und die Meßmarke (2) einen für durch das Rohr (1) strömende Medien minimalen Widerstand hat.

10. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke (2) op­ tisch gut reflektierend oder mit optisch gut re­ flektierenden Elementen versehen ist.

11. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Meßmarken (2) im Bauteil (1) so angeordnet sind, daß die Kontur des Abtrages ermittelbar ist.