DE2261308A1 - Verfahren zum herstellen einer rohrleitung - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen- einer Rohrleitung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer aus mindestens einem Kunststoffrohr bestehenden Rohrleitung, mit Mitteln zum Bestimmen von Leckstellen bei Flüssigkeitsfuhrung.
• Es ist heute nicht möglich-, ein Rohr, z.B. eine in die Erde verlegte Kanalisationsrohrleitung, auf Dichtigkeit hin zu überwachen. Es wurde bisher aus Sicherheitsgründen das eigentliche Leitungsrohr der Flüssigkeit in ein zweites Schutzrohr verlegt. Bei auftretenden Undichtigkeiten konnten diese wohL grundsätzlich festgestellt, jedoch örtlich nicht lokalisiert werden. Die heutigen Anforderungen bezüglich Umweltschutz sind doch so streng, dass beispielsweise Abwasserleitungen, die durch Grundwassergebiete führen, überwachbar sein müssen. Dies ist bisher nur möglich, wenn das Flüssigkeit führende Rohr in einem Schutzrohr oder in einem begehbaren Tunnel verlegt wird.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung einer Flüssigkeit führenden Rohrleitung, welche mit einfachsten Mitteln eine derartige lrberwachung zum Bestimmen und zum Lokalisieren von Leckstellen erlaubt. In diesem Sinne zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren dadurch aus, dass man in die Rohrwand einen oder mehrere Leiter einbringt, deren elektrischer Widerstand wesentlich höher ist, als derjenige des übrigen Stromkreises um im Falle eines Lecks im Rohr einen elektrischen Kreis zu schliessen und den Schluss festzustelzen, Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen in rein schematischer Darstellung: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt aus einer armierten Kunststoffrohrleitung, mit angedeuteter Leckstelle, Fig 2 ein Schaltschema einer Anordnung zum Bestimmen und Lokalisieren einer Leckstelle in einem Flüssigkeit führenden Rohr, Fig. 3 eine Nahtstelle zweier Rohre in einer Leitung, in Längsschnitt.
• Das in Fig. 1 dargestellte, armierte Kunststoffrohr 2 wird mit Iiilfe einer Bandage 1 zu einem Rohr mit der Rohrachse 3 gewickelt. Um dieses innere Rohr werden anschliessend mit Kunststofftchläuchen 6 ummantelte Drahtspiralen 5 schraubenförmig um die Rohrachse 3 auf das innere Rohr aufgewunden.
• Zwischen der Aussenfläche des Innenrohres und den schraubenförmig aufgewundenen Drahtspiralen bzw. den Emmantelungsschläuchen werden ein oder mehrere achsparallele Leiter 8 eingebracht, welche aus hochohmigen' Widerstandsdraht bestehen.
• Es ist natürlich oftmals einfacher, einen dråht- oder bandförrnigen Leiter schraubenförmig um das Innenrohr zu wiekein und damit den Einbau des Rohres bezüglich Lage im Boden zu vereinfachen. Die Enden der Leiter 8 ragen als freie Anschlussenden lD und 11 aus dem Rohr. Eine im Rohr vorfrandene Leckstelle 13 lässt die im Rohr strömende Flüssigkeit an dieser Stelle 13 durch die innere Wand auslaufen, wobei die Flussgkeit auf einen derachsparallelen Leiter 8 trifft. Im Inneren des Rohres2 befindet sich eine Elektrode 15. Die unter Kontrolle zu haltende, Flüssigkeit führende Leitung 2 wird elektrisch an den Enden A und B der freien Anschlüsse 10 und 11, mittels Messdrähten 17 und 18 angeschlossen, während der Messdraht 19 vom entsprechenden Anschlussende C der inneren Elektrode 15 zu einer Messwarte 20 mit einem Drehschalter 21 führt. Beim Ueberwachen sind alle zueinander parallel geschalteten Leiter 8 auf diesen Drehschalter 21 geführt (Punkt B eim Ansprechen der Leck-Ueberwachungsanlage kann dann mit Hilfe des Drehschalters 21 lokalisiert werden, welcher der Leiter 8 benetzt ist.Dazu wird jeder Leiter 8 einzeln angeschlossen. Es werden mithin vorerst alle diese Leiter 8 im Ueberwachungsfalle über ein entsprechendes Verbindungssegment des Schalters parallel geschaltet, während zum Lokalisieren einer Leckstelle die einzelnen Leiter 8 mit Hilfe dieses Schalters einzeln ins Prüfsystem eingeschaltet werden können.
• Die entsprechenden Klemmen 22 der Messwarte 20 sind mit A', B' und C' bezeichnet. Es ist offensichtlich, dass die Messdrähte 17, 18 und 19 normalerweise Kilometer lang sind, da die zu überwachende Flüssigkeitsleitung und die Messwarte örtlich sehr weit auseinanderliegen können.
• In Fig. 2 ist ferner zwischen der inneren Elektrode 15 und der Messwarte 20 ein Widerstand Hrn angegeben. Dies ist ein Teil des Widerstandes durch die Flüssigkeit, welche natürlich leitend sein muss (ionisiert), damit überhaupt im Leckfalle ein Strom fliessen kann. Dies erst ermöglicht eine Lokalisierung des Leckes. Der andere Teil des Widerstandes Rm ist der Leitungswiderstand des Messdrahtes 19.
• In Fig. 3 ist die Verbindung zweier Rohrenden 26 mit den entsprechenden freien Anschlussenden 10 und 11 dargestellt, welche über eine Lötstelle 29 miteinander verbünden sind.
• Die Lötstelle -29 ist durch eine Schutzmanschette 39 abgedeckt und damit vor äusseren Einflüssen geschützt-.
• Erfolgt-im Rohr 2, d.h. in der inneren Bandage 1 ein Druchbruch der Flüssigkeit (Leckstelle), so wird der folgende Stromkreis geschlossen: C' -C-Elektrode 15 -Flüssigkeit bis Durchbruchstelle D-A-A' bzw. D-B-B'.
• Die Länge der Rohrleitung zwischen den Punkten A und'B betrage L Meter, der Widerstand bei Einlage eines einzelnen achsparallelen Leiters 8 sei EL, die Teilwiderstände zwischen den Punkten A-D-bzw. B-D seien Ra und Rb, während die Widerstände der Messleitung A-A' mit Rra und B-B' mit Rrb bezeichnet sind. Definitionsgemäss sind dann, wie aus Fig. 2 folgt, die äusseren Widerstände R1 und R2 zwischen den Punkten A'B' bzw. B'C': R1 = R ra + R a + Rmv wobei Rm den Widerstand von der Klemme C' der Messwarte 20 über die Elektrode 15 und die Flüssigkeit im Rohr 2 bis zur Leckstelle D bezeichnet.
• Analog wird R2 = Rrb + Rb + Rm Die beiden Widerstände R1 und R2 können gemessen werden.
• Gesucht werden die Widerstände Ra und Rb. Es sei R2 grösser R1. Es wird dann: R2 - R1 = (Rb + Rrb + Rm)- (Ra + Rra + Rm) R2 - R1 = Rb + Rrb Ra Rra (I) RL = Rb + Ra (II) Rb = R2 - R1 + RL + Rra - Rrb (I) * (11) 2 Analog kann die Grösse Ha bestimmt werden. Daraus ist es möglich, den Punkt D zu lokalisieren, da die Widerstände Ra : Rb sich wie die entsprechenden Rohrabschnitte verhalten.
• Praktisches Zahlenbeispiel der Fehlerortsbestimmung.
• Bekannt: Messleitungen Rra = 20 Ohm L = 450 Meter (Ohm) Rrb = 5 Ohm RL = 1,11.. (Meter) L RL = 500 Ohm Gesucht : Fehlerort in Meter Lx Gemessen : R1 = 300 Ohm R2 = 425 Ohm 425 - 300 = RB + 5 - Ra - 20 . .. (1) 5 0 0 = R + R ö . (1 1 ) a 2.Rb - 15 = 425 - 300 + 500 ..........(I) + (11) Rb = 320 (Ohm) Rb . L = 320 . 450 = 288 Meter = Lx RL 500 Das Leck befindet sich 288 m vom Anfang des Rohres entfernt.
• Anstelle eines oder mehrerer achsparalleler Leiter 8 oder schraubenförmig aufgewundener Leiter 8 ist es auch möglich, die ganze Messung mit Hilfe der schraubenförmig aufgewundenen Drahtspiralen 5 durchzuführen, welche aufgrund ihrer Länge als hochohmiger Widerstand wirken, und daher nicht aus Konstantandraht bestehen müssen, sondern aus einem Draht, welcher auch der Armierungseigenschaft der.Drahtspiralen 5 gerecht wird, beispielsweise aus Stahldraht. Anderseits kann man anstelle der Drahtspiralen 5 einen Schlauch, z.B. einen Kunststoffschlauch mit aussen angeheftetem Leiter, schraubenförmig um das Innenrohr wickeln.
• Bei der Montage des Kunststoffrohres 2 in den Rohrgraben wird so vorgegangen, dass der mit verarbeitete Widerstandsdraht bei parallel zur Leitungsachse verlaufendem Leiter längs den tiefsten bzw. untersten Punkten des Rohres verläuft.
• Bei schraubenförmig gewickeltem Leiterdraht ist hierauf nicht zu achten. Der Widerstandsdraht 8 ist sowohl gegen medien, wie Abwässer im Rohr, als auch gegen das umgebende Erdreich galvanisch isoliert. Nach dem Verlegen des Rohres im Rohrgraben wird der Leiser 8 geprüft und zwar sowohl auf Potentialfreiheit gegenüber dem Abwasser bzw. der Flüssigkeit im Rohr 2, als auch gegen die Erde.
• Es erfolt ferner die Messung seines genauen Widerstandes unter Berücksichtigung der flessleitungswiderstände Rra und Rrb.
• Erst nach Ausführung dieser Messungen wird der Rohrgraben aufgefüllt, d.h. das Rohr bzw. die Rohrleitung zugedeckt. Vorsichtigerweise werden auch während des Zudeckens die Messungen bezüglich Potentialfreiheit und bezüglich Widerstand ausgeführt, um eine allfällige Beschädigung des Rohres während des Eindeckens frühzeitig zu erkennnen. Die innere Elektrode 15 kann aus rostfreiem Stahl? z.B. "Hastellóy--C (eingettagene Schutzmarke), herges$ellt werden, Diese Elektrode 15 steht dauernd mit dem sich im Rohr 2 befindenden Medium in Berührung, Zur Ueberwachung liegt in der Messwarte 20 an den Klemmen At, B1, C' dauernd eine Spannung. Sofern das verlegte Rohr 2 leckfrei ist, kann am entsprechenden Ueberwachungsinstrument über A' bzw, B' und C1 kein Stromfluss konstatiert werden; denn der Widerstand des nicht über eine Leckstelle geschlossenen Stromkreises ist praktisch unendlich gross.
• Die beschriebene Ueberwachung ist auch wirksam gegen Lecks von aussen, d.h. Defekte am Kunststoffarssenmantel des Rohres 2. Die Messung erfolgt dann sinngemäss von A' bzw. B' gegen die Erde und nicht gegen die Elektrode 15.
• Tritt eine Undichtigkeit im Sunststoffrohr, d.h. im inneren Mantel 1 auf, welcher Fall wegen Grundwasserverschmutzung von grösster Bedeutung ist, so wird die in den Hohlraum zwischen die beiden Bandagewicklungen eindringende Flüssigkeit mit dem Widerstandsdraht 8 bzw. einem der Widerstände 8 und/ oder den Spiralen 5, sofern diese in das elektrische Ueberwachungsnetz einbezogen sind, einen elektrisch geschlossenen Stromkreis ergeben, worauf das entsprechende Instrument in der Messwarte 20 ausschlägt und bei Erreichen eines Grenzwertes beispielsweise eine akustische Signalanlage zum Ansprechen bringt.
• Werden mehrere achsparallele Leiter 8 im Rohrquerschnitt auf dem Umfang angeordnet, um Lecke des Rohres 2 in irgendeiner Rohrlage feststellen zu können, so ristes mdglich, diese Leiter 8 bzw. deren Enden, z.B. beim Anschluss B' der Messwarte 20, auf einen Drehschalter zu bringen welcher zum grundsätzlichen Feststellen ein Leitersegment aufweist, auf das die Enden dieser zueinander parallel geschalteten Leiter 8 zum Aufliegen kommen. Zum Lokalisieren und Erfassen jedes einzelnen Leiters 8 kann der Schalter mit einem Einzelanschluss zum Abtasten entsprechend gedreht werden.
• Es ist aber auch möglich, die Rohrleitung in Measstrecken zu unterteilen und die einzelnen Messstreckenleiter getrennt auf die Adern eines Vieladerkabels, z.B. eines Telephonkabels, zu führen. Durch ständiges Abtasten der zu den einzelnen Adern gehörenden Segmente eines Drehschalters kann, motorisch angetrieben, eine zeitlich ununterbrochene Lecküberwachung mit automatischer Alarmauslösung stattfinden.
• Es ist auf die beschriebene Art und Weise möglich, bezüglich Lecken überwachbare Rohrsysteme aufzubauen und nicht nur das Lecken der Systeme festzustellen, sondern den genauen Leckort mühelos zu finden.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer aus mindestens einem Kunststoffrohr bestehenden Rohrleitung, mit Mitteln zum Bestimmen von Leckstellen bei Flüssigkeitsführung, dadurch gekennzeichnet, dass man in die Rohrwand einen oder mehrere Leiter einbringt, deren elektrischer Widerstand wesentlich höher ist, als derjenige des übrigen Stromkreises, um im Falle eines Lecks im Rohr einen elektrischen Kreis zu schliessen und den Schluss festzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einem Band ein Rohr wickelt, auf diesem Rohr einen oder mehrere Leiter aufbringt und dass man anschliessend über das erste Rohr, zumindest im Bereich der Leiter, eine zweite Bandage erstellt, welche die Leiter auch nach aussen abisoliert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zwischen das gewickelte Rohr und dem oder den Leitern eine Zwischenlage, z.B. aus Kunststoff, Papier oder Karton, einlegt, welche vorzugsweise bis 20OOC temperaturbeständig ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Leiter als Einzelleiter parallel zur Rohrachse und/oder schraubenförmig gewunden auf dem ersten Rohr anordnet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Enden der Leiter auf einen Wählschalter führt, um die Leckstelle zu identifizieren.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Leiter Draht, Band oder etz verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man auf das innere Rohr ein zweites Rohr aus elektrisch nicht leitendem Material schraubenförmig aufwickelt, und dass man diesen Rohrwickel mit einem weiteren Band nach aussen abschliessend umwickelt und anschliessend verbindet, vorzugsweise zusammensintert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man den Leiter in das schraubenförmig zu wickelnde Rohr aussen anbringt, z.B. anheftet.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Leiter der Rohrleitung messstreckenmässig unterteilt und jedes dieser Teilstücke an eine andere Ader eines vielådrigen Kabels, z.B. eines Telephonkabels anschliesst.

L e e r s e i t e