DE2603715B2 - Verfahren zur Leckerkennung und Leckortung bei Rohrleitungen - Google Patents

Verfahren zur Leckerkennung und Leckortung bei Rohrleitungen

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DE2603715B2 DE19762603715 DE2603715A DE2603715B2 DE 2603715 B2 DE2603715 B2 DE 2603715B2 DE 19762603715 DE19762603715 DE 19762603715 DE 2603715 A DE2603715 A DE 2603715A DE 2603715 B2 DE2603715 B2 DE 2603715B2
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2807—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes
    • G01M3/2815—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes using pressure measurements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means

Description

PzIl =
dz
am Ende der Rohrleitung durch Messung zweier Differenzdrücke. Bestimmte Änderungen dieser beiden Meßsignale (Vergrößerung des Differenzdrucks am Anfang der Leitung, Verkleinerung am Ende) lassen auf das Eintreten eines Lecks schließen. Dieses Verfahren arbeitet jedoch nicht zuverlässig genug und die Leckortung ist ungenau, da nur Leckraten Ober 2% festgestellt werden konnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kleine Lecks während des Betriebs frühzeitig zu erkennen und zu lokalisieren. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Verfahrensschritte gelöst
Anstelle der Druckgradienten pz\ und pzii können auch die Massenströme M\ und M\\ verwendet werden. Mit dem Bezugswert Kf ist dann die Kreuzkorrelationsfunktion zu bilden mit
x~ Kf, - Ä/und y= Kfn-Kf.
Eine Verschiebung der Kreuzkorrelationsfunktion zu negativen Werten hin tritt dann ein, wenn ein Leck entstanden ist Sobald eine Leckmeldung vorliegt, werden aus den Signalen χ und y durch Aufsummieren die Werte S(x)und S(y) gebildet Daraus ergibt sich die auf die Gesamtlänge /der Leitung bezogene Leckstelle
l I S(y)-S(x) ■
Das Verfahren kann sowohl für den stationären Betrieb als auch im nichtstationären Betrieb (Ai# const) verwendet werden.
Zur Meßwertverarbeitung sind vor allem Geräte der digitalen Signalverarbeitung (Mikroprozessoren, Prozeßrechner) geeignet, die auf einfache Weise die Berechnung der Kreuzkorrelationsfunktion für Werte von τ #0 gestatten.
Zusammenstellung von Formelzeichen
Druck
Ortskoordinate
Index, bezeichnet den Leitungsabschnitt vor dem Leck
Index, bezeichnet den Leitungsabschnitt nach dem Leck
Druckgradient
Gesamt-Druckdifferenz in der Leitung
Länge der Leitung
Leckstelle
Fluidstrom
Abweichung des Druckgradienten am Anfang vom Bezugswert
Abweichung des Druckgradienten am Ende vom Bezugswert
Kreuzkorrelationsfunktion aus den Signalen
so
pg 55 / zl Kf χ
60 y
65
Leckstelle, bezogen auf die Gesamtlänge der
Leitung
kontinuierliche Zeit
diskrete Zeit Ar-OT0-0,1,2,...
Abtastzeit

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Leckerkennung und Leckortung bei Fluidleitungen, wobei in dem zu überwachenden Rohrabschnitt die Druckgradienten pz\ und pz\\ am Anfang bzw. am Ende des Abschnitts gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Gesamtdifferenzdruck 4p«es gemessen wird, daß ApnJl ermittel wird, daß dieser Wert von den Druckgradienten subtrahiert wird, daß anschließend von den sich ergebenden Signalen χ und y die Kreuzkorrelationsfunktion
    Druckgradienten
    bzw.
    - τ μ ^ τ ^
    τ = - M,
    k = tin
    fydt
    Jydt — Sxdt
    bzw.
    ermittelt wird.
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leckerkennung und Leckortung bei Fluidleitungen, z. B. bei Mineralöl-, Wasser- und Gasfernleitungen, aber auch anderen technischen Prozessen mit Stoffströmen, während des Betriebs.
    Die bisher verwendeten Verfahren zur Leckerkennung bei Pipelines während des Betriebs erlauben eine Erkennung bei Leckagen von ä2% des Massenstroms. Eine zuverlässige Lokalisierung ist erst für etwa £ 10% möglich. Eine genauere Überwachung kann bisher nur im Stillstand oder währnd des Betriebs mit großem geräieiechnischem Aufwand (Schallanalyse mit Molchen, ölmeldesonden) durchgeführt werden. Mit den bisher bekannten Verfahren zur Leckerkennung, die auf der Messung von Drücken und Durchflüssen und der Beobachtung ihrer Änderungen beruhen, lassen sich offenbar keine Verbesserungen mehr erzielen. Die Gründe dafür sind unvermeidliche Meßfehler, nicht zu kompensierende Temperatur- und Druckeinflüsse und das dynamische Verhalten der Meßgrößen.
    Ein 1970 angegebenes Verfahren zur Leckerkennung und -lokalisierung ist in »Leckerkennung und Ortung von Verlusten beim Betrieb von Mineralöl-Fernleitungen, Teile 1 bis 3« von H. Schaffhausen und L Heger beschrieben (Technische Überwachung 11 (1970), Nr.5, S. 135-137, Nr. 6, S. 213-215, und Nr. 7, S. 236 - 238). Dieses Verfahren erfordert die Erfassung des
    ι ο
    15
    20
    gebildet wird, daß zur Leckortung die Signale χ und y über der Zeit integriert bzw. aufsummiert werden und daß der Leckort mit
    25
    30
    35
    40
    PzI =
    dz
    am Anfang ucd des Druckgradienten
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