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Verfa@@en zur Lecküberwachung verlegter Rohrleitungsstränge Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Lecküberwachung verlegter Rohrleitungsstränge, bestehend
aus zwei koaxialen Rohren, zwischen denen ein Kontrollraum vorgesehen ist und der
Kontrollraum nahezu evakuiert und mittels einer Meß-und einer Saugleitung mit einer
Leckanzeigter verbunden ist Es ist üblich, Doppelrohrkonstruktionen entweder nach
dem Vakuumprinzip oder mit einer Druckgasanlage zu überwachen.
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Bei der Druckasüberwachung wird der Kontrollraum mit einem Überdruck
beaufschlagt, der über dem Förderdruck des zu transportiertierenden Mediums liegt.
Im Schadensfalls dringt, je nach dem welches Rohr zerstört wurde, das Druckgas in
den Innenraum des Ionenrohres ein oder entweicht durch das Außenrohr. Der Druck
im Kontrollraum sinkt, wodurch eine Alarmgabe ausgelöst wird. Druckgasüberwachungsanlagen
weren den im allgemeinen bei größeren Rohrleitungssystem oder bei Förderleitungen
für Medien der Gefahrenklasse A1 und B eingesetzt.
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Bei der Überwachung nach dem Vakuumprinzip wird der Kontrollraum der
Leitungen evakuiert. Eine Vakuumpumpe, die über einen Druck schalter ein- d ausgeschaltet
wird, erzeugt einen vorgegebenen Unterdruckbereich. Da eine absolute Dichtheit der
Gesamtanlage nicht erreicht wird, sinkt im Regelfall der Unterdruck langsam wieder
ab Bei Erreichen eines an Druckschalter eingestellten Grenzwertes wird die Vakuumpumpe
wieder eingeschaltet und evakuiert den Kontrollauf raum den vorgegebenen Unterdruck.
Bei intaktem Rohrleitungs-und
Überwachungssystem pendelt der Unterdruck
zwischen diesen beiden Werten.
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Im Schadensfall wird der im Kontrollraum vom Leckanzeiger erzeugte
Unterdruck durch eindringende Luft (Leck am Außenrohr) oder durch das Eindringen
des zu transportierenden Mediums (Leck im Innenrohr) abgebaut.
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Fällt der Unterdruck im Kontrollsystem unter den oberen Regelwert
des Betriebsvolumens, so wird bei Erreichen eines Grenzwerts die Alarmgabe ausgelöst.
Beispiel: Betriebsvakuum 5.300 mm WS - Pumpe aus 4.700 mm WS - Pumpe ein 4.300 mm
WS - Alarmgabe Die Leckanzeigegeräte werden mit einer 5aug- und einer Meßleitung
an den Kontrollraum angeschlossen. Bei der bisher praktizierten Anschlußtechnik
wurde bei Einstrangleitungen Meß- und Sauganschluß an einem Rohrende angeschlossen.
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Bei dem im Rohrleitungsbau häufig eingesetzten Zweistrangsystem (Vor-
und Rücklaufleitung) kann die Neß- und Saugleitung getrennt angeschlossen werden1
wenn der Kontrollraum an den gegenüberliegenden Rohr enden überbrückt wird.
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Die Empf@indlichkeit der Leckanzeige im Schaden#all wird beeinflunt
durch: t. evtl. geometrischen Höhenunterschied zwischen der Leckstelle und der Meßstelle
2. hydraulischen Widerstand des Kontrollraums 3. Reibungswiderstände im Leck Die
unter Punkt 2 und 3 genannten Einflüsse werden wesentlich
von der
Beschaffenheit der Öffnung und der Dichte und Zähigkeit des eindringenden Mediums
bestimmt. Luftlecks (Zerstörung des Außenrohres) werden auch bei langen Rohrleitungen
und kleinen Leckagen schnell angezeigt. Schwierigkeiten bei der Schadensmeldung
ergeben sich bei kleinen Durchbrüchen des Innenrohres, wenn viskose Medien, zum
Beispiel Heizöl EL,transportiert werden. Durch den Strömungswiderstand der Öffnung
kann ein erhtlicher Teil des Drucks der eindringenden Flüssigkeit abgebaut werden.
Die in di-esem Fall bei sehr geringen Öffnungen eindringenden Flüssigkeitsmengen
breiten sich allmählich im Kontrollraum aus und bewirken dadurch einen Druckanstieg.
Versuche haben gezeigt, daß der durch die Strömung im Kontrollspalt entstehende
Druckverlust und die sich gleichzeitig auswirkende Adhäsion der eingedrungenen Flüssigkeit
zu den Rohrwandungen so groß sein kann, daß es zu einem Stillstand des Flüssigkeitsstromes
führen kann.
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Wenn dieser Vorgang allmählich über einen langen Zeitraum abläuft,
kann ein Teil des Kontrollspaltes mit dem durch das Innenrohr zu fördernde Medium
gefüllt sein, ohne daß es zu einer Leckanzeige kommt. Es können Flüssigkeit s stopfen
im Kontrollraum entstehen, die einen Teil der Doppelrohrleitung von der Überwachungsanlage
trennt, Diese Gefahr besteht besonders bei Einsatz-und Verlegebedingungen, wo bei
der Rohrleitungsführung Höhensprünge nicht zu umgehen sind. Das gleiche gilt für
Rohrleitungen, die mit dem im Rohrleitungsbau üblichen Gefälle verlegt werden und
der Höhenunterschied zwischen Rohrleitungsanfang und -ende größer als der Durchmesser
der Leitung ist. Sdlte in dem durch den Stopfen nicht überwachten Teil der Rohrleitung
eine minimale Öffnung auch im Außenrohr entstehen, kann das umweltgefährdende Medium
nach außen gelangen, ohne daß eine Alarmgabe erfolgt. Dieser Vorgang wird allerdings
nur eintreten, wenn durch die Außenrohrleckage die gleiche oder geringere Menge
austritt, wie die Menge, die durch das Innenrohrleck in den Kontrollraum gelangt.
Bei größeren Außenrohrleckagen
wird der Fliissigkeitsstopfen durch
die größere Ausflußmenge abgebaut und es erfolgt eine Alarmgabe durch das entstehende
Luftleck. Da im Schadensfall die kleine Außenrohröffnung nicht auszuschließen ist,
werden vakuumüberwachte Doppelrohrleitungen in ihrer überwachbaren Länge eingeschränkt.
Kontrollräume langer Rohrleitungen werden in einzelne Überwachungszonen geteilt
und jeweils mit einem Leckanzeigegerät ausgerüstet oder an eine Druckgasüberwachungsanlage
angeschlossen. Die Kosten der Druckgasüberwachungsanlage sind jedoch wesentlich
höher als die einer Vakuumanlage (Eostenverhältnis 4 : 1).
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Der Erfindung lag von daher die Aufgabe zugrunde, die wesentlich wirtschaftlicheren
Vakuumanlagen dahingehend zu verbessern, daß auch lange Rohrleitungen mit einem
Überwachungsgerät iiberwacht werden können und eine Leckage schnell angezeigt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst,
daß gemäß der Erfindung die Meßleitung an dem einen Ende des Rohrleitungsstranges
und die Saugleitung an dem anderen Ende des Rohrleitungsstranges angeschlossen wird
und an der Meßleitung ein künstliches Leck mit definierten Mengendurchsatz angebracht
wird. Im Falle einer durch Innenrohrleckage entstehenden Stopfenbildung im Kontrollraum
werden eß-und SauganschluPJ voneinander getrennt. Durch das künstliche Leck wird
der Unterdruck im Meßanschluß abgebaut und löst eine Alarmgabe aus. Die Alargabe
kann durch das vorhergehende Einschalten der Vakuumpumpe zeitlich nicht mehr hinausgezögert
werden, da die Pumpe nur den an der Saugleitung angeschlossenen Kontrollraum evakuiert.
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Es dürfte in der Praxis kaum vorkommen, daß Rohrleitungen über größere
Strecken ohne Höhenunterschied verlegt werden.
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Sollten sich trotzdem Einsatzgebiete ergeben, bei denen eine
waagrechte
Verlegung erforderlich ist, so ergeben sich auch hier Vorteile durch das erfindungssemäße
Verfahrcn. Die bei einer waagrechten Rohrleitung durch Leckage des Innenrohres eindringende
Flüssigkeit wird sich in dem unteren Teil des Kontrollraumes ausbreiten. Auch hier
werden die zu überwi@-denden Widerstände bzw. Adhäsionskräfte bei einem bestin:mten
Ausbreitungsfaktor den Flüssigkeitsstrom zum Stillstarfd bringen. Der obere durchgehende
Raum wird weiter überwacht.
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Entsteht bei dieser Rohrleitung ein Außeneck, wird durch das große
Druckgefälle zwischen Rohrumgebung und dem Kontrollraum Luft in den Kontrollraum
eindrltigen. Nit der durch das künstliche Leck eindringenden Luft wird der Unterdruck
wie bei Luftlecks schnell abgebaut und eine Atarmgabe ausgelöst.
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Das künstliche Leck wird zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nähe des
Leckanzeigers angebracht. Als kiinstliches Leck kann ein Filterstein oder ein Kapillarröhrchen
eingesetzt werden.
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In Weiterfiihrung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig,
daß am Rohranfang die Saugleitung den Kontrollraum mit einer Pumpe verbindet und
von der Saugleitung eine Meßleitung zu einem Vakuumschalter fiihrt und eine Meßleitung
am Rohrende den Kontrollraum mit einem weiteren Vakuumschalter verbindet und beide
Yakuumschalter mittels einer elektrischen Steuerleitung verbunden werden. Auf diese
Weise kann auf die Rückfiihrung der Meßleitung zum Leckanzeiger ver-zichtet werden.
Der durch die Meßleitung dem Vakuunischalterange zeigte Druckanstieg im Falle einer
Stopfenbildung wird auf elektrischem Wege über die Steuerleitung dem Leckanzeiger
mitgeteilt und es können Maßnahmen ergriffen werden, die Rohrleitung stillzusetzen.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, in der Saugleitung eine Flüssigkeitssicherung
anzuordnen. Diese Maßnahme ist dann von Vorteil, wenn sich in dem Kontrollraum bereits
aus dem Innenrohr austretendes
Medium angesammelt hat, ohne daß
es zu einer Stopfenbildung kommt. Das flüssige Medium wird dann von der Vakuumpumpe
aus dem Kontrollraum ausgesaugt und durch die Flüssigkeitssicherung gefiihrt, in
der sie sich ansammelt und ein Abschalten der Anlage bewirken kann. Dieser Effekt
wird noch verbessert, wenn man ebenfalls in der Auspuffleitung der Pumpe eine Flüssigkeitssicherung
anordnet.
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Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestelLten
Ausfiihrungsbeispiele näher erläutert.
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In der Figur 1 ist eine aus Vorlauf 13 und Rücklauf 14 bestehende
Rohrleitun schematisch dargestellt. Vorlauf 13 und Rücklauf 14 sind über die Verbindungsleitung
8 an ihrem Ende miteinander verbunden. An dieser Stelle befindet sich auch die nicht
dargestellte Pumpenstation, die das Medium durch die Rohrleitung fördert. Der Kontrollraum
des Vorlaufes 13 ist über eine Saugleitung 7 mit einer Vakuumpumpe 2 verbunden,
während am Ende des Rücklaufes 14 eine Meßleitung 5 den Kontrollraum mit einem Unterdruckschalter
1 verbindet.
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11l der Meßleitung 5 wird ein künstliches Lcck mit einem definierten
egendurchsatz erzeugt, und zwar in der Weise, daß man an die meßleitung 5 einen
Filter oder ein Kapillarröhrchen 4, durch den Luft von außen in die Meßleitung 5
einströmen kann, anschließt. Die in den Filter oder das Kapillarröhrchen einströmende
Luft wird über einen Lufttrockner 3 und einen Luftfilter 12 gereinigt bzw. getrocknet.
Das Trocknungsmedium (zum Beispiel Kalziumclorid, Siliziumgel) in dem Lufttrockner
3 wird jährlich ausgetauscht. Dadurch wird eine Kondensation von Feuchtigkeit im
Kontrollraum unterbunden. In der Saugleitung 7 ist noch eine Flüssigkeitssicherung
9 eingebaut, ebenso wie in der Auspuffleitung 6 hinter der Vakuumpumpe 2. Diese
Flüssigkeitssicherungen stellen eine zusätzliche Sicherheit dar. Sie können die
Rohrleitungsanlage
unter Umständen still setzen, bevor es zu einer
Stopfenbildung in dem Kontrollraum der Rohrleitungsstränge 13 und 14 kommt.
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In der Figur 2 ist eine Rohrleitung verlegt, die lediglich aus einem
Strang besteht. Während die Saugleitung 7 an dem einen Ende des Rohrleitungstranges
den Kontrollraum mit der Vakuumpumpe 2 und den Unterdruckschalter 1 über eine Meßleitung
5' verbindet, ist ein weiterer Unterdruckschalter 1' über die Meßleitung 5 mit dem
Kontrollraum am anderen Ende des Rohrleitungsstranges verbunden. Im Falle einer
Stopfenbildung in dem Kontrollraum des Rohrleitungsstranges steigt der Druck in
dem Kontrollraum, der in der Figur links vom Stopfen gelegen ist, an, wodurch der
Unterdruckschalter 1' betätigt wird. Bei Betätigung des Unterdruckschalters 1' wird
dem Unterdrucks chalt er 1 über die elektrische Steuerleitung 10 ein Signal übermittelt.
Das Abschalten der Rohrleitungsanlage kann dann entweder auf elektrischem Wege oder
manuell durch das Überwachungspersonal geschehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil anwenden
bei einem Rohrsystem, welches aus zwei koaxialen Rohren besteht, von denen zumindest
eines schraubenlinienförmig gewellt ist. Diese, unter dem Handelsnamen HFlexwell-Sicherheitsleitunglf
auf dem Markt erhältlichen Rohre, eignen sich ganz besonders zur Foritung von umweltgefährdenden
Medien wie Heizöl.