DE2458055A1

DE2458055A1 - Monitoring system for metal pipelines - has capacitor constructed from pipeline itself and additional insulated conductor with electrical measurement and alarm

Info

Publication number: DE2458055A1
Application number: DE19742458055
Authority: DE
Inventors: Friedrich Donath; H Juergen Ing Gr Kleinwaechter; Gert Dipl Ing Niemann; Klaus Dipl Ing Schimmelpfennig
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1974-12-07
Filing date: 1974-12-07
Publication date: 1976-06-16

Abstract

The system for monitoring metallic supply pipeline systems uses a process in which the capacity of a condenser, constructed by means of the pipeline wall itself and a conductor of insulated design but connected to the pipeline wall, or of two such insulated conductors, is statically measured. If a certain preselected capacitance level is exceeded, a system is brought into operation which sounds an alarm signal. The insulating material used has an air content of at least 30-50% and may consist of an open celled foamed material.

Description

Verfahren zur Überwachung von metallischen Leitungsrohren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von metallischen Leitungsrohren auf Dichtigkeit.METHOD OF MONITORING METAL LINE PIPES The invention relates to a method for monitoring metallic conduits for leaks.

An die Uberwachung von Rohrleitungen, insbesondere solchen, in denen umweltgefährdende Medien fortgeleitet werden, werden hohe Anforderungen gestellt. Das Austreten der Flüssigkeit aus der Rohrleitung im Ber-eich einer Fehlerstelle muß möglichst rechtzeitig gemeldet werden. Zur Uberwachung von Rohrleitungen ist es bekannt, Meldeleiter vorzusehen, deren Isolationswiderstand gegeneinander oder gegenüber der Rohrleitung überwacht wird. Zu diesem Zweck ist eine Schaltungsanordnung zur Feststellung, Ortung und ggf. Anzeige von Leckstellen in Rohrleitungsstrecken bekannt geworden, bei der eine mitlaufende, von der Rohrleitung isolierte Meldeader, die an einer auftretenden Leckstelle mit der Rohrleitung elektrisch verbunden ist, vorgesehen ist. An der Meldeader jedes Sireckenabschuittes liegt eine definierte Meßspannung an. Ein Spannungsmesser mißt den Spannungsabfall zwischen einem Ende der Meldeader und einer Leckstelle als Maß für die Entfernung der Leckstelle. (PATENTANMELDUNG P 23 37 983.1) Diese Überwachungsmethode, die auch bei elektrischen Kabeln bekannt geworden ist, versagt dann, wenn in dem Leitungsrohr ein isolierendes Medium, wie beispielsweise Heizöl, transportiert wird.For the monitoring of pipelines, especially those in which Environmentally hazardous media are forwarded, high demands are made. The leakage of the liquid from the pipeline in the area of a fault must be reported as early as possible. For monitoring pipelines is it is known to provide signaling conductors whose insulation resistance against each other or against the pipeline is monitored. For this purpose there is a circuit arrangement for determining, locating and, if necessary, displaying leaks in pipelines became known, in which a moving message leader, isolated from the pipeline, which is electrically connected to the pipeline at a leakage point, is provided. There is a defined one on the message leader of each Sireckenabsuittes Measuring voltage. A voltmeter measures the voltage drop between one end the reporting wire and a leak as a measure of the distance from the leak. (PATENT APPLICATION P 23 37 983.1) This monitoring method, which is also known for electrical cables has become, fails if an insulating medium such as for example heating oil, is transported.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung von Rohrleitungen anzugeben, welches unabhängig von der Art des transportierten Mediums ein Leck schnell und sicher anzeigt.The invention is therefore based on the object of a method to specify the monitoring of pipelines which, regardless of the type of transported medium indicates a leak quickly and safely.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Kapazität eines aus dem Leitungsrohr und einen isolierten, den Leitungsrohr anliegenden, Leiter bzw. aus zwei igolierten, det Leitungsrohr anliegenden, Leitern gebildeten Kondensators steig gemessen und bei Überschreiten eines Schwellenwerts ein Alarm ausgelegt wird. Im der Falle eines Lecks wird zwischen den Leitern befindliche Luftraum von dem austretenden Medium ausgefüllt und eine Änderung der Kapazität bewirkt, die gemessen werden kann. Es kann sowohl die kapazität zwischen dem Leitungsrohr und einem Leiter als auch zwischen zwei isolierten Leitern gemessen werden. Der an dem Meßgerät eingestellte Schwellenwert wird umso eher erreicht werden1 je größer der Luftanteil der Isolierung des Leiters ist. Es hat sich des-halb als zweckmäßig erwiesen, daß die Isolierung des Leiters einen Luftanteil von zumindest 30 ,, vorzugsweise 50 % aufweist. Diese Werte sind erreichbar, wenn man die Isolierung des Leiters aus offenzelligem Schaumstoff herstell. Infolge von Kapillarwirkung werden sich die Hohlräume in der Schaumstoffisolierung schnell auffüllen und somit eine schnelle Kapazitätsänderung bewirken. Es hat sich aber auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Isolierung aus einem wendelförmig auf den Leiter aufgebracHbn Band besteht. Auf die Wendel könnte dann noch eine Bandbewicklung aufgebracht sein, die aber ein Eindringen des Mediums in den Raum zwischen Leiter und Bewicklung nicht behindern dürfte. Das Band besteht zweckmäßigerweise aus saugfähigem Papier.This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning solved by the fact that the capacity of one of the conduit and an insulated, the conductor adjacent to the conduit or from two igolierte, det conduit adjacent, conductors formed capacitor rise measured and when exceeded an alarm is issued after a threshold value. In the event of a leak, between the ladders located air space filled by the escaping medium and a Causes change in capacitance that can be measured. It can both the capacity between the conduit and a conductor and between two insulated conductors be measured. The threshold value set on the measuring device is reached all the sooner the greater the proportion of air in the conductor's insulation. It has therefore become Proven to be useful that the insulation of the conductor has an air content of at least 30, preferably 50%. These values are achievable if you take the isolation of the conductor made of open-cell foam. As a result of capillary action the voids in the foam insulation will fill up quickly and thus cause a rapid change in capacitance. But it has also proven to be beneficial proven when the insulation is applied to the conductor in a helical manner Band exists. A tape winding could then be applied to the helix, but that does not allow the medium to penetrate into the space between the conductor and the wrapping likely to hinder. The tape is expediently made of absorbent paper.

Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is shown schematically on the basis of FIGS. 1 to 3 Embodiments explained in more detail.

Um das medium-fu'hrende Wellrohr 1 ist ein kunststoffisolierter Draht 2 herumgewickelt, so daß er am Boden der Wellentäler des Wellrohres 1 zu liegen kout, Der Draht 2 und das Wellrohr 1 stellen die beiden Beläge eines Kondensators dar. Der Raum zwischen Draht 2 und Wellrohr 1 enthält als Dielektrikum teilweise Kunststoff (Drahtisolierung) und teilweise Luft.A plastic-insulated wire is around the medium-carrying corrugated pipe 1 2 wrapped around so that it lies at the bottom of the troughs of the corrugated pipe 1 kout, The wire 2 and the corrugated tube 1 represent the two layers of a capacitor The space between wire 2 and corrugated tube 1 contains partially as a dielectric Plastic (wire insulation) and partly air.

Tritt aus dem Wellrohr 1 infolge eines Lecks das Medium aus, wird ein Teil dieser Luft durch das Medium ersetzt. Im Falle von Heizöl isfiflielektri=itätskonstante 2,3 mal so groß wie die von Luft, so daß die Kapazität des Kondensators ansteigt.If the medium emerges from the corrugated pipe 1 as a result of a leak, will some of this air is replaced by the medium. In the case of heating oil, isfiflielektri = ity constant 2.3 times as large as that of air, so that the capacitance of the capacitor increases.

Die Kapazität wird laufend durch eine Meßvorrichtung 3, beispielsweise eine Meßbrücke1 gemessen und bei Anstieg über einen voreinstellbaren Schwellenwert durch eine Alarmvorrichtung 4 ein Alarm ausgelöst. In der unteren Hälfte der Figur 1 sind in das Wellental des Wellrohres 1 zwei isolierte Drähte 2 eingelegt, die den Kondensator bilden. Die Meßvorrichtung 3 mißt die Kapazität zwischen diesen beiden Drähten 2.The capacity is continuously measured by a measuring device 3, for example a measuring bridge1 is measured and when it rises above a preset threshold value an alarm is triggered by an alarm device 4. In the lower half of the figure 1 two insulated wires 2 are inserted into the trough of the corrugated pipe 1, the form the capacitor. The measuring device 3 measures the capacitance between them both wires 2.

Um eine möglichst große Anderung der Kapazität frühzeitig messen zu können, kommt es darauf an, den Luftanteil der Isolierung des Drahtes 2 möglichst groß zu halten, Die Isolierung des Drahtes 2 sollte deshalb zweckmäßigerweise aus einem offenzelligem Schaumstoff bestehen9 dessen Luftanteil ca. 50 X beträgt. Im Falle einer Leckage wird sich der Schaumstoff infolge von Kapillarwirkung mit den austretenden Medium vollsaugen und eine Änderung der Kapazität bewirken.In order to measure the largest possible change in capacity at an early stage can, it depends on the air content of the insulation of the wire 2 as possible To keep it large, the insulation of the wire 2 should therefore expediently be made an open-cell foam material9 whose air content is approx. 50%. in the In the event of a leak, the foam is due to capillary action with the Soak up the escaping medium and cause a change in capacity.

Ein weiteres Beispiel eines Drahtes 2 mit einer Isolierung, deren Luftraumanteil sehr hoch ist, ist in der Figur 2 dargestellt. Um den Draht 2 ist eine Bandwendel 5 aus saugfähigem Papier gewickelt, die mit einer Lage 6 aus Papier oder Kunststoff bedeckt ist. Im Falle einer Leckage dringt das Medium in den Raum zwischen der Bewicklung 6 und dem Draht 2 ein und Vndert somit die Dielektrizitätskonstante und damit die Kapazität. Mit dieser Konstruktion sind ebenfalls LuStraumanteile von mindestens 50 % erzielbar. Das beschriebene Uberwachungsverfahren findet bevorzugt Anwendung bei jeder Art von Wellrohr. So zum Beispiel bei einem unter dem Handelsnamen Flexwell-Sicherheitsleitung' erhältlichen Leitungsrohr' welches aus zwei konzentrischen Wellrohren besteht, und bei der auf den inneren Wellrohr eine Armierung aus metallischem Flachband zur Vermeidung von Längenausdehnungen vorgesehen ist.Another example of a wire 2 with an insulation whose The proportion of air space is very high, is shown in FIG. To the wire 2 is a coil 5 of absorbent paper wound with a layer 6 of paper or covered with plastic. In the event of a leak, the medium penetrates the room between the winding 6 and the wire 2 and thus changes the dielectric constant and with it the capacity. With this construction there are also room parts from at least 50% achievable. The monitoring method described is preferred Use with any type of corrugated pipe. For example with one under the trade name Flexwell safety line 'available line pipe' which consists of two concentric There is corrugated pipes, and in the case of the inner corrugated pipe a reinforcement made of metallic Flat belt is provided to avoid linear expansion.

Der isolierte Draht bzw. die isolierten Drähte sind bei dieter Rohrkonstruktion in dem Wellental des inneren Wellrohre angeordnet.The insulated wire or wires are at the pipe construction arranged in the wave trough of the inner corrugated pipes.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Figur 3 schematisch dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein wärmeisoliertes Leitungsrohr, welches aus zwei koaxialen metallischen Wellrohren 1 und 7 besteht, zwischen denen eine Schicht 8 aus aufgeschäumtem Kunststoff vorgesehen ist. Die isolierten Drähte 2 sind im Wellental des Rohres 1 gelegen. Um zu verhindern, daß die Wellung beim Her stellung sverfahren durch Schaumstoff ausgefüllt wird, ist eine Abdecklage 9, die aus einem wendelförmig aufgebrachten Band besteht, vorgesehen.Another embodiment is shown schematically in FIG. This is a thermally insulated conduit, which consists of two coaxial metallic corrugated pipes 1 and 7, between which a layer 8 of foamed Plastic is provided. The insulated wires 2 are in the wave trough of the pipe 1 located. In order to prevent the corrugation during the production process through Foam is filled, is a cover layer 9, which is applied from a helically Band exists, provided.

Die Anordnung der Leiter 2 im Wellental ist nur beispielsweise beschrieben. Es könnte ebenso denkbar sein, den oder die Leiter parallel zum Wellrohr 1 bzw. mit einer beliebigen Steigung um das Wellrohr 1 zu wickeln.The arrangement of the conductors 2 in the wave trough is only described as an example. It could also be conceivable that the conductor (s) parallel to the corrugated pipe 1 or to wrap around the corrugated pipe 1 with any pitch.

Claims

Patent claims

1. Procedure for monitoring metallic conduit pipes for leaks, characterized in that the capacity of one insulated from the conduit and one, the Conductor adjacent to the conduit, or two insulated conductors adjacent to the conduit Conductors formed capacitor measured continuously and when a threshold value is exceeded an alarm is triggered.

2. Application of the method according to claim 1 to a flow through which liquid flows metallic corrugated pipe, in its helically running wave valley at least an insulated conductor is arranged.

3. Line pipe according to claim 2, characterized. that the Insulation of the conductor an air content of at least 30%, preferably 50 , having.

4. Line pipe according to claim 2 or 3, characterized in that the insulation consists of open-cell foam.

5. Line pipe according to claim 2 or 3, characterized in that the insulation consists of a helically applied tape to the conductor.

6. Line pipe according to claim 5, characterized in that the Tape is made of absorbent paper.

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