DE19905667A1 - Verfahren und Einrichtung zur Dichtigkeitsprüfung bei Leitungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Leitungen, insbesondere Meßgasleitungen bei Meßeinrichtungen, bei welchen in einem über Ventile begrenzbaren Leitungsabschnitt der Druckabfall über einen Zeitraum gemessen wird gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2. Um ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß Undichtigkeiten im Leitungssystem entweder unmittelbar nach Auftreten oder in einer kurzen Zeit danach ermittelt werden können, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in regelmäßigen Zeitabständen automatisch und mit elektrisch betätigbaren Ventilen ein partieller Leitungsabshcnitt gasdynamisch von den übrigen Leitungen getrennt wird, und daß der zu überwachende Leitungsabschnitt über einen aufgeschalteten Bypass mit Prüfgas gespült, und temporär zur Druckabfallmessung abgeschlossen wird, und daß anschließend der Bypass wieder automatisch geschlossen und der besagte partielle Leitungsabschnitt wieder mit den übrigen Leitungen gasdynamisch verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Leitungen, insbesondere Meßgasleitungen bei Meßeinrichtungen, bei welchen in einem über Ventile begrenzbaren Leitungsabschnitt der Druckabfall über einen Zeitraum gemessen wird gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Die Dichtigkeit von Leitungssystemen, insbesondere auch bei Meßeinrichtungen spielt eine große Rolle bei der Effizienz der durchgeführten Messungen. Ein weiterer Aspekt ist jedoch, daß bei der Verwendung von toxischen und/oder explosiven bzw. brennbaren Meßgasen Undichtigkeiten zu einem erhöhten Risiko für Mensch und Anlage führen. Der Austritt oftmals geruchloser Gase oder von Gasen, die bei Erreichen der menschlichen Geruchsschwelle bereits toxisch wirken, bedingen erhöhte Vorsichtsmaßnahmen im Umgang mit denselben. Ein weiterer Aspekt ist der Austritt brennbarer oder explosiver Gase, die möglicherweise bereits vor Erreichen einer Geruchswahrnehmungsgrenze explosiv wirken. Ein solcher Gasaustritt kann durch Lecks in der Leitungsführung oder der inneren Verrohrung des Gasweges bewirkt werden. Dies wiederum hat Gesundheitsschädigungen zur Folge, oder führt zur Explosionsgefährdung in der Umgebung.

Gängige Techniken im Umgang mit diesem Sicherheitsrisiko sind, daß das gesamte Gerät samt Leitungen gespült wird. Eine kleinere Leckstelle wird dadurch ungefährlich, weil das austretende gefährliche Gas verdünnt wird. Wird zum Spülen ein anderes Gas als Luft verwendet, so kann eine Leckstelle in diesem System jedoch für in diesem Bereich befindliche Menschen deshalb gefährlich werden, weil es in der Nähe der zu schützenden Apparate zu einem Sauerstoffmangel kommen kann.

Eine weitere Technik im Umgang mit brennbaren und explosiven Gasen ist die Verwendung besonders geschützter Apparate im Hinblick auf Explosionsschutz. Diese behandeln jedoch vorrangig die Vermeidung von Zündfunken oder die räumliche Eingrenzung der Gefahren auf bestimmte Raumbereiche oder gegebenenfalls Gehäusebereiche. Damit wird aber die Leckage im ursächlichen Sinne nicht beseitigt, ja noch nicht mal erkannt.

Aus einer internen Arbeitsanweisung der Firma Hartmann & Braun, Prüfanweisung, Zeichnung Nr. 1-9466 A 19 (4) wird vorgeschlagen, einen entsprechenden Leitungsabschnitt per Ventile vom normalen Meßgasfluß abzutrennen bzw. einen geschlossenen Leitungsabschnitt zu erzeugen. Innerhalb dieses Leitungsabschnittes befindet sich entweder noch das Meßgas, oder das Meßgas kann mittels Spüleinrichtung gegen Prüfgas gespült bzw. getauscht werden. Ein entsprechender hermetischer Abschluß mittels der besagten Ventile, erlaubt hernach eine Beobachtung des Druckverlaufes über die Zeit. Fällt der Druck mehr oder weniger stark in einem relativ kurzen Zeitfenster ab, so deutet dies auf eine Leckage hin, die sodann beseitigt werden kann.

Eine Vorgehensweise dieser Art ist zwar an sich vorteilhaft, muß jedoch im jeweiligen Fall von entsprechendem Personal durchgeführt werden. Dies wiederum muß auf eine entsprechende Veranlassung hin durchgeführt werden, da die Dichtigkeitsprüfung bekannter Vorgehensweise mehr oder weniger manuell durchzuführen ist.

Zu den oben ausgeführten übrigen Techniken ergeben sich die Nachteile, daß der Materialaufwand oftmals zu hoch ist und die Maßnahmen für den Explosionsschutz in der Regel zu teuer sind. Ferner wird die Leckage nicht unmittelbar nach ihrem Auftreten entdeckt, da die Leckageprüfung lediglich auf eine Veranlassung hin durchgeführt werden muß.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß Undichtigkeiten im Leitungssystem entweder unmittelbar nach Auftreten oder in einer kurzen Zeit danach ermittelt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Hinsichtlich einer Einrichtung gemäß Gattung der Ansprüche 2 und 3 ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 2 bzw. 3 gelöst.

Das Wesen der Erfindung sowohl in verfahrensgemäßer als auch in einrichtungsgemäßer Weise ist, daß die Dichtigkeitsprüfung automatisiert wird, durch die Verwendung von elektrisch stellbaren Ventilen, welche durch eine digitale Überwachungseinheit temporär derart geschaltet werden, daß in regelmäßigen Zeitabständen ein partieller Leitungsabschnitt gasdynamisch von den übrigen Leitungen getrennt wird, und daß sodann dieser abgeschottete, zu überwachende Leitungsabschnitt über einen aufgeschalteten Bypass mit Prüfgas gespült wird. Dann wird der Leitungsabschnitt mit oder ohne Bypass gasschlüssig abgeschlossen, indem alle Ventile geschlossen werden und der Druckabfall wird sodann automatisch über ein entsprechend einstellbares Zeitfenster gemessen. Der Druckabfall über ein entsprechendes Zeitfenster ergibt dann die Bewertbarkeit darüber, ob eine Undichtigkeit vorliegt oder nicht.

Es gibt im wesentlichen zwei Möglichkeiten, die Messungen durchzuführen. In einem ersten Ausführungsbeispiel befindet sich die Druckmeßzelle innerhalb des Bypasses. Dies gilt für solche Fälle, in denen im Leitungssystem üblicherweise korrosive oder explosive Gase verwendet werden. Auf diese Weise kommt die Druckmeßzelle mit dem eigentlichen reaktiven Meßgas nicht oder nur in hoher Verdünnung in Berührung.

Für den Fall, daß keine korrosiven oder reaktiven Gase im Leitungssystem geführt werden, kann in einem anderen Ausführungsbeispiel die Druckmeßzelle auch im üblichen, meßgasführenden Leitungssystems angeordnet sein. Aber auch in zweitgenannten Fall ist ein Bypass vorgesehen, wobei dann der zu prüfende Leitungsabschnitt respektive dem Bypass gasschlüssig zusammenschalt- und auch abschottbar sind.

In beiden Fällen wird über die Bypassleitung vor dem hermetischen Abschluß die Gasleitung gespült.

Zur Einkopplung bzw. gasschlüssigen Anbindung des Bypasses zur Meßgasleitung ist ein Abzweigventil notwendig. Am Ende der Bypassleitung sowie am anderen Ende der zu überwachenden Leitung oder des Leitungsabschnittes genügen einfache Durchgangsventile. Beide werden über eine digitale Überwachungseinheit aktiviert. Dieselbe erhält auch die Meßwerte der Meßzelle und übernimmt entweder direkt die Auswertung oder gibt die entsprechenden Werte an eine Leitstelle weiter.

Die Erfindung ist einrichtungsmäßig in der Zeichnung dargestellt, wobei an der selben noch die Verfahrensweise erläutert ist.

Es zeigt:

Fig. 1: Ausführungsbeispiel mit einer Druckmeßzelle im Bypass.

Fig. 2: Ausführungsbeispiel mit Druckmeßzelle in der Meßgasleitung.

Zur Realisierung des automatischen und zyklisch wiederkehrenden Ablaufs der Dichtigkeitsprüfung weist die Einrichtung eine elektronische Überwachungseinheit 5 auf, sowie Absperr-/ bzw. Abzweigventile 2, 3,4 und eine Prüfgaszufuhr über einen Bypass 7.

Der zu überwachende Gasweg 1 ist wie in Fig. 1 dargestellt durch Absperrventile 2 und 3 begrenzt. Neben der reinen Absperrfunktion innerhalb des Meßgaspfades des Ventiles 2 enthält das selbe auch noch einen Abzweig, so daß insgesamt ein Abzweigventil entsteht. An diesen Abzweig ist der besagte Bypass angeschlossen, der wiederum an eine Prüfvorrichtung angeschlossen ist, die zusammen mit den Absperrventilen 2 und 3 die Sicherheitseinrichtung realisieren. Die Ventile 2, 3 und 4 sind elektrisch ansteuerbar, so daß diese von der Überwachungseinheit 5 aktiviert werden können.

Im Regelbetrieb der Anlage ist die Prüfvorrichtung nicht aktiv und nicht mit dem Gasweg 1, in dem die gefährlichen Gase transportiert werden, verbunden. In regelmäßigen Zeitabständen wird nun die Prüfeinrichtung durch die elektronische Überwachungseinheit 5 aktiviert. Dabei wird die Gaszufuhr durch Schalten des Absperrventiles 2 abgeschaltet und die Versorgung mit Prüfgas erfolgt über den Abzweigpfad des besagten Ventiles mit dem Prüfgasanschluß im Bypass 7. Der zu prüfende Gasweg wird vom gefährlichen Gasinhalt nunmehr gereinigt.

In einem zweiten Schritt wird zusätzlich der Gasausgang am Absperrventil 3 und die Zufuhr des Prüfgases am Absperrventil 4 geschlossen. Im Gasweg steht nun das besagte Prüfgas mit einem vorher eingestellten Überdruck an. Eine wiederholte Druckmessung mit der Druckmeßeinrichtung 6 kann nun überprüfen, ob der Druck im Gasweg abfällt, das heißt, ob er undicht und damit Gefahren bringend ist, oder ob er dicht und damit in ordnungsgemäßem Zustand ist.

In einem dritten und abschließenden Schritt wird der ursprüngliche Betriebszustand wieder hergestellt. Die Absperrventile werden so geschaltet, daß die Prüfeinrichtung respektive des Bypasses wieder vom Gasweg getrennt wird und dieser nach der Überprüfung wieder in seinen normalen Betriebszustand zurückkehrt.

Die Prüfeinrichtung gemäß Fig. 1 gestattet es, die Druckmeßeinrichtung vom Meßgas fernzuhalten, sprich die selbe im Bypass anzuordnen. Dies kann bei explosiven oder korrosiven Gasen notwendig sein. Wenn die besagte Druckmeßeinrichtung 6 bei dauernder Berührung mit dem gefährlichen Gas keinen Schaden nimmt, oder keine Gefahr erzeugen kann, kann auch ein Aufbau gemäß Fig. 2 verwendet werden. In diesem Falle ist zwar noch immer der Bypass 7 für die Prüfgaszufuhr in der gleichen Weise wie in Fig. 1 vorgesehen, jedoch befindet sich die Druckmeßzelle bzw die Druckmeßeinrichtung 6 im üblichen Gasweg, der nach Abschalten des Prüfzyklusses vom Meßgas durchströmt wird.

Die zeitliche Steuerung der Absperrventile und die Auswertung der Druckmessung wird von der elektronischen Überwachungseinheit 5 übernommen, die es erlaubt, den Sicherheitszustand des Gasweges schnell und in einem voreingestellten Rhythmus ohne Eingriff von außen festzustellen. Dies ist eine wesentliche und vorteilhafte Vorgehensweise, die mit der besagten elektronischen Überwachungseinheit 5 ermöglicht wird. Der besagte Dichtigkeitstest kann sodann automatisch erfolgen ohne manuellen Eingriff. Hierdurch ist es möglich, die Dichtigkeitsprüfung in beliebiger Zahl zyklisch vorzunehmen, so daß die Leckagen immer unmittelbar in demjenigen Prüfzyklus ermittelt werden können, in dem der Fehler auftritt. Im übrigen ist die gesamte Vorgehensweise eine preiswerte Lösung.

Claims (3)

1. Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Leitungen, insbesondere Meßgasleitungen bei Meßeinrichtungen, bei welchem in einem über Ventile begrenzbaren Leitungsabschnitt der Druckabfall über einen Zeitraum gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in regelmäßigen Zeitabständen automatisch und mit elektrisch betätigbaren Ventilen ein partieller Leitungsabschnitt gasdynamisch von den übrigen Leitungen getrennt wird, und daß der zu überwachende Leitungsabschnitt über einen aufgeschalteten Bypass mit Prüfgas gespült, und temporär zur Druckabfallmessung abgeschlossen wird, und daß anschließend der Bypass wieder automatisch geschlossen und der besagte partielle Leitungsabschnitt wieder mit den übrigen Leitungen gasdynamisch verbunden wird.

2. Einrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Leitungen, insbesondere Meßgasleitungen bei Meßeinrichtungen, bei welchem in einem über Ventile begrenzbaren Leitungsabschnitt der Druckabfall mittels Drucksensor über einen Zeitraum gemessen und aus dem Gradienten ggfs auf ein Leck geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung elektrisch/elektronisch ansteuerbare Ventile (2, 3, 4) sowie eine damit ansteuerseitig verbundene digitale Überwachungseinheit (5) enthält, über welche in wählbaren Zeitabständen die Ventile derart beaufschlagbar sind, daß der zu prüfende Leitungsabschnitt (1) zum Spülen mit Spülgas mit einem Bypass (7) über das Ventil (2) gasschlüssig verbindbar ist, und der zu prüfende Leitungsabschnitt (1) mitsamt dem Bypass und dem darin angeordneten Druckmeßeinrichtung (6) zur Gradientenermittlung zwischen den Ventilen (3) und (4) gasdicht abschließbar ist.

3. Einrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Leitungen, insbesondere Meßgasleitungen bei Meßeinrichtungen, bei welchem in einem über Ventile begrenzbaren Leitungsabschnitt der Druckabfall mittels Drucksensor über einen Zeitraum gemessen und aus dem Gradienten ggfs auf ein Leck geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung elektrisch/elektronisch ansteuerbare Ventile (2, 3, 4) sowie eine damit ansteuerseitig verbundene digitale Überwachungseinheit (5) enthält, über welche in wählbaren Zeitabständen die Ventile derart beaufschlagbar sind, daß der zu prüfende Leitungsabschnitt (1) lediglich zum Spülen mit Spülgas mit einem Bypass (7) über das Ventil (2) gasschlüssig verbindbar und nach dem Spülvorgang wieder trennbar ist, und der zu prüfende Leitungsabschnitt (1) mitsamt dem darin angeordneten Druckmeßeinrichtung (6) zur Gradientenermittlung zwischen den Ventilen (2) und (3) gasdicht abschließbar ist.