DE19711194A1

DE19711194A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Rohrleitungen

Info

Publication number: DE19711194A1
Application number: DE19711194A
Authority: DE
Inventors: Horst Sklarz; Sirko Sklarz; Soeren Sklarz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1997-10-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Rohrleitungen, insbesondere von Abwasserleitungen, wobei an zwei Stellen innerhalb des Rohres aufblasbare Dichtblasen vorgesehen sind, die in das zu prüfende Rohr eingeführt werden und für die Dichtigkeitsprüfung über einen Luftanschluß aufgeblasen werden und abdichtend an der Innenwand des Rohres anlie gen, wobei zwischen den Dichtblasen ein Prüfraum gebildet wird, der eine Luftprüfung, eine Unterdruckprüfung und/oder eine Wasserprüfung ermöglicht und von außen Prüfleitungen für Wasser und/oder Luft in den Prüfraum geführt werden.

Dichtigkeitsprüfeinrichtungen zum Feststellen von Undich tigkeiten in Entwässerungskanälen und Entwässerungslei tungen sind seit längerer Zeit bekannt.

Dabei wird nach dem Abdichten des zu prüfenden Abschnit tes, z. B. eines Entwässerungskanals, in einer bestimmten Meßzeit ein auftretender Wasserverlust bestimmt und aus der Höhe des Wasserverlustes auf den Zustand des Kanals geschlossen.

Um geringere Leckagemengen zu ermitteln, ist es auch be kannt, daß der zu prüfenden Leitung ein Behälter vorge schaltet wird. Mittels eines in dem Behälter angeordneten Ultraschallsensors wird der bei auftretenden Leckagen fallende Wasserspiegel im Behälter ermittelt und hieraus auf die Größe des vorhandenen Lecks geschlossenen.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 93 12 583.6 ist eine Anlage zur Prüfung der Wasserdichtigkeit von Freispie gelentwässerungsleitungen bekannt. Bei der dort gezeigten Anlage wird eine zu prüfende Leitung durch Dichtblasen abgeschlossen und eine Prüfwasserleitung in das abge schlossene Volumen hineingeführt. An diese Prüfwasserlei tung ist ein Drucksensor angeschlossen. In der zu prüfen den Leitung kann ein Prüfdruck eingestellt und die einge speiste Prüfwassermenge bestimmt werden. Als Meßmittel für die während der Prüfdauer in die zu prüfende Leitung eingespeisten Prüfwassermenge ist ein geschlossenes zylindrisches Gefäß vorgesehen, das einen an die Prüflei tung anschließbaren Auslaß im Bereich eines Gefäßbodens sowie ein im oder am Deckel des Gefäßes angeordnetes Reflexionsmeßgerät zur Ermittlung des Wasserstandes in einem Gefäß aufweist. Darüber hinaus ist ein Druckluftan schluß oberhalb des höchsten Wasserstandes mit einem Druckminderer zur Einstellung des Luftdruckes entspre chend dem gewählten Prüfdruck vorgesehen.

Nachteilig ist dabei, daß Meßfehler auftreten, die durch die Einstellung des Prüfdruckes mittels eines Druckminde rers sowie durch die Bestimmung des Wasserstandes mit einem Reflexionsmeßgerät verursacht werden. Das Re flexionsmeßgerät liefert aufgrund der unruhigen Was seroberfläche fehlerbehaftete Meßwerte, was in Verbindung mit einer unzureichenden Druckstabilität zu Meßergebnis sen führen, die eine exakte Bestimmung kleiner Leckage mengen nicht ermöglichen.

In DE 44 02 075 C1 ist ein Verfahren zur Prüfung eines Volumens auf Dichtigkeit und zur Feststellung der Größe einer Leckagemenge bekannt, wobei durch Bestimmung des Relativdruckes zwischen dem Meßvolumen und der Umgebung mit einem ersten Druckmeßsensor und der Bestimmung des Differenzdruckes zwischen der Testflüssigkeit und dem verbliebenen Volumen oberhalb der Testflüssigkeit im Meß volumen mit einem zweiten Druckmeßsensor die im Prüfvo lumen auftretenden Flüssigkeitsverluste und damit die Leckagemenge ermittelt wird.

Dabei ist nachteilig, daß für die Messung eine aufwendige Bedienung erforderlich ist und Meßfehler, durch lange Zuleitungen, durch undichte Blasen sowie durch Tempera turunterschiede zwischen dem Meßgerätestandort und dem Prüfvolumen auftreten. Außerdem sind fehlerhafte Meßpro tokolle durch beabsichtigte oder unbeabsichtigte Bedie nungsfehler möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Kanal rohren anzugeben, die eine genaue und reproduzierbare Messung ermöglichen.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den in den Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es handelt sich dabei um eine Meßmethode zur vollautoma tischen, rechnergesteuerten Prüfung für Rohrleitungen, insbesondere von Abwasserleitungen, die nach DIN 4033 bzw. nach EURO-Norm auf Dichtigkeit zu prüfen sind.

Bei der vorliegenden Erfindung läuft dieser Vorgang voll automatisch rechnergesteuert und damit unmanipulierbar ab. Nach Beendigung des automatischen Ablaufs wird ein Dichtigkeitsprotokoll mittels eines Druckers, der über eine Steuereinheit mit der Vorrichtung gekoppelt ist, ausgedruckt. Gegenüber dem im Stand der Technik bekannten Anordnungen und Verfahren weist die Erfindung eine hohe Meßgenauigkeit und einfache Bedienung auf. Dies wird er reicht:

1. Dadurch, daß bei Messungen mit Luft oder Unterdruck die Messung direkt an der Dichtblase im Kanal mittels Druckgeber und Sperrventil durchgeführt wird. Dadurch werden Fehlmessungen durch Fehler im Befüllschlauch ver hindert. Ferner kann mit dem automatisierten Vorgang eine Temperaturkompensation erfolgen und die entspre chende Füllmenge über den Rechner ermittelt und automa tisch in die Vorrichtung eingegeben werden. Dadurch wer den Fehlmessungen bei offenliegenden Leitungen, wie dies insbesondere bei Neubauten der Fall ist, vermieden. Durch einen Seitenkanalverdichter wird ein schnelles Befüllen großer Rohrleitungen ermöglicht.
2. Dadurch, daß bei Messungen mit Wasser die Leckagemenge mit einem Volumenmesser ermittelt und ein vorgeschalteter Meßbehälter dabei mit dem erforderlichen Differenzdruck beaufschlagt wird. Der Differenzdruck von Rohrsohle zu Gerätehöhe wird von Druckmeßeinrichtungen im Wasserzulei tungssystem erfaßt und vom Rechner bei der Vorgabe des Drucks auf dem Vorratsbehälter erfaßt. Vorteilhaft ist dabei, daß Rohre aller Durchmesser geprüft werden können. Der Füll- und Meßvorgang kann beliebig oft wiederholt werden. Ist eine Füllmenge des Meßbehälters entleert, so wird die Prüfung bis zur Füllung des Meßbehälters unter brochen und danach die Volumenmessung weitergeführt. Die Befüllhöhe des Meßbehälters wird dabei über eine Niveau regelung gemessen. Vorteilhaft bei dieser Meßmethode ist, daß das sonst erforderliche waagerechte Ausnivellieren des Meßgerätes hierbei nicht erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnun gen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Leitungsplan zur Befül lung der Blasen,

Fig. 2 einen schematischen Leitungsplan für die An ordnung zur Luft- bzw. Vakuummessung und

Fig. 3 einen Anordnungsplan zur Wasserprüfung und

Fig. 4 einen Anwendungsbeispiel für den Einsatz zur Kanalprüfung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird der Druck P, der von einem hier nicht dargestellten Kompressor erzeugt wird, über Luftleitungen, die von den Magnetventilen K7 und K8 gesteuert werden, den Blasen B1 und B2 zugeführt. Unmittelbar an jeder Blase ist eine Druckmeßeinrichtung DM angebracht, die den Druck in der Blase auswertet und entsprechende Signale an eine Datenverarbeitungseinrich tung im Gerät weiterleitet. Das gesamte Gerät befindet sich üblicherweise in einem Fahrzeug fest installiert, so daß die Einrichtungen in einfacher Weise an den zu prü fenden Meßort gebracht werden kann.

Fig. 2 erläutert die für die Druckluft- bzw. Vakuum meßung vorgesehene Anordnung. Die Luft tritt hierbei am Lufteingang LE ins Gerät ein. Hinter dem Lufteingang LE befindet sich das Magnetventil K6. Die Luft gelangt dann weiter über die Magnetventile K9 und K0 zum Verdichter, der als Drehschieberverdichter ausgebildet ist, um eine hohe Verdichtungsleistung zu ermöglichen. Vom Verdichter V wird die Luft zum Magnetventil K11 geleitet. Das Magnetventil K11 leitet die Luft entweder (wie in der dargestellten Schaltungsphase) ins Freie oder über das geöffnete Magnetventil K9 bei geschlossenen Magnetventil K6 an den Luftausgang LA.

Die zur Wasserprüfung verwendete Vorrichtung ist in Fig. 3 erläutert. Hierbei gelangt das Wasser bei Befüllung direkt vom Wasserzulauf WZ über das Grobfilter F1, das zur Druckminderung dienende Regelventil R1 und das Magnetventil K1 zum Wasserablauf WA. Bei der Direktbefül lung ist des Magnetventil K1 geöffnet und die Magnetven tile K2 und K5 sind geschlossen.

Beim Nachfüllen und während der Messung bleibt das Magnetventil K1 geschlossen. Das Wasser kann beim Nach füllen über ein Grobfilter F1 und ein Feinfilter F2 sowie das Magnetventil K2 in den Vorratsbehälter VB gelangen. Der Vorratsbehälter ist mit einer Entlüftung versehen, die über das Magnetventil K3 gesteuert wird, welches mit einem Füllstandsensor im Vorratsbehälter VB verbunden ist. Der Vorratsbehälter VB kann über das Magnetventil K4 mit dem Druck P beaufschlagt werden. Das aus dem Vorrats behälter VB in den Wasserablauf WA gelangende Wasser wird von einem Durchflußmengenmeßgerät D erfaßt. Zwischen Vor ratbehälter VB und Durchflußmengenmeßgerät D sind der Druckmesser DM und ein Sicherheitsventil S1, das bei überschreiten eines Sollwertes für den Überdruck geöffnet wird, angebracht. Vom Durchflußmengenmeßgerät D gelangt das austretende Wasser über das Magnetventil K5 bei geschlossenen Magnetventil K1 in den Wasserablauf WA.

Fig. 4 zeigt die Anwendung zur Prüfung eines Kanalroh res. Das Kanalrohr ist dabei mit den Blasen B1 und B2 abgedichtet, zwischen denen der Prüfraum gebildet wird. An den Blasen befinden sich jeweils Druckmesser DM, mit denen der Solldruck in den Blasen überwacht werden kann.

Die Luftprüfung wird nach folgendem Ablauf vollautoma tisch ausgeführt:
Sämtliche Werte, die für die Prüfung gebraucht werden, werden von einem Rechner nach Vorschriften und Normen erstellt und an die Steuerung weitergegeben. Eine Manipu lierung der Meßwerte, sowie ein Eingriff in den Meßablauf ist damit nicht möglich.

Die optischen Anzeigen für Blaseninnendruck, Druck-Zeit- Diagramm usw. werden online auf einem Monitor des Rech ners angezeigt. Auf dem Rechner können die Daten gespei chert und anschließend ausgedruckt werden.

Der Prüfvorgang beginnt mit dem Befüllen der Blasen. Hierzu werden zunächst die Absperrblase und die Prüfblase gesetzt. Anschließend werden die Blasen automatisch mit dem vom Rechner vorgegebenen Wert gefüllt, der Innendruck wird dabei ständig über Drucktransmitter überprüft. Durch die ständige Drucküberwachung kann bei Bedarf Luft nach gefüllt werden, so daß ein eventuelles Lösen der Blasen verhindert wird.

Danach erfolgt das Vorfüllen des Prüfraumes. Dabei kann der Druckaufbau im Prüfraum erst beginnen, wenn ein aus reichender Blaseninnendruck erreicht ist. Der Prüfdruck wird vom Rechner vorgegeben.

Um eine schnelle Befüllung zu erreichen, wird zum Befül len ein Drehschieberverdichter verwendet, der von der Steuerung automatisch betätigt wird.

Die Messung des Prüfdrucks wird in unmittelbarer Nähe der Prüfblase vorgenommen, dadurch sind Abweichungen des Meßergebnisses, die durch das Luftvolumen in den Befül leitungen und Armaturen entstehen können, ausgeschlossen. Nach dem Erreichen des Prüfdruckes beginnt eine vom Rech ner vorgegebene Beruhigungszeit, nach der eventuell nach gefördert wird.

Nach dem Ablauf der Vorfüllzeit beginnt die eigentliche Messung. Der Prüfdruck wird dabei von einem Druckmesser gemessen, der sich unmittelbar an der Blase befindet. Hierzu ist der Prüfraum direkt hinter dem Druckmesser mit einem Schieber abgesperrt, um eine genaue Messung zu erhalten. Die Meßzeit wird vom Rechner vorgegeben, wobei die Messung nicht abbrechbar ist. Nach Ablauf der Meß zeit besteht die Möglichkeit, die Prüfung zu wiederholen.

Nach Beendigung der Prüfung beginnt eine Entlüftungs phase. Hierbei wird zuerst der Prüfraum entlüftet, danach erfolgt die Entleerung der Blasen. Der Vorgang wird dabei ständig überwacht.

Bei der Wasserprüfung wird anstatt eines Druck-Zeit-Dia grammes ein Verlustmengen-Zeit-Diagramm erstellt.

Das Befüllen der Blasen erfolgt in gleicher Weise wie bei der Luftprüfung.

Der Prüfraum kann erst befüllt werden, nachdem der erfor derliche Blaseninnendruck erreicht ist.

Das Befüllen des Prüfraumes mit Wasser erfolgt über das Gerät durch Leitungen mit großem Querschnitt. Üblicherweise werden Leitungen mit nichts 1,5 ′′ verwendet.

Kurz bevor der Prüfraum ganz gefüllt ist, meldet dies ein Sensor, der an der Blase im Prüfraum befestigt ist. Dar aufhin wird die Direktbefüllung unterbrochen und der Vorratsbehälter im berät gefüllt. Die vollständige Fül lung wird jetzt über den Vorratsbehälter fortgeführt. über einen Sensor an der Entlüftungsleitung im Gerät wird festgestellt, daß die Leitung vollständig gefüllt ist, wenn über die Entlüftungsleitung 30 s lang keine Luft festgestellt wird, wird die Befüllung gestoppt und es beginnt nun die vom Rechner vorgegebene Beruhigungszeit, die je nach dem Rohrmaterial des Prüfraumes vorgegeben wird.

Beruhigungszeit kann vorzeitig beendet werden, um direkt mit der Messung zu beginnen.

Nach Ablauf oder Abbruch der Beruhigungszeit beginnt die Messung. Die Meßzeit wird vom Rechner vorgegeben. Die Messung kann nicht unterbrochen werden. Für die Messung wird ein Druck, der einer Wassersäule von 5 m entspricht aufgebaut. Dies erfolgt durch Druckbeaufschlagung des Vorratsbehälters. Der benötigte Druck wird aus der schon vorhandenen Wassersäule (Rohrsohle-Gerätehöhe) und der noch benötigten Wassersäule vom Rechner ermittelt und der Wert an die Steuerung weitergegeben. Die Steuerung steuert und überwacht den Druckregler.

Die eigentliche Messung der Verlustsmenge erfolgt mit ei nem hochgenauen magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerät. Bei größeren Rohrleitungen kann es vorkommen, daß die Füllung des Vorratsbehälters nicht ausreicht. In diesem Fall wird die Messung kurzzeitig unterbrochen, bis der Behälter wieder gefüllt ist. Der Füllstand wird ständig mit Füllstandsmessern überwacht. Nach dem erneuten Befül len wird die erforderliche Wassersäule wieder hergestellt und die Messung fortgeführt. Nach dem Ablauf der Meßzeit besteht die Möglichkeit, die Messung zu wiederholen oder zu beenden.

Nach Beendigung der Prüfung beginnt die Entleerungsphase, wozu zuerst das Wasser aus dem Prüfraum abgelassen wird und danach das Entleeren der Blasen erfolgt. Auch hierbei wird der Vorgang wird dabei ständig überwacht. Anschlie ßend wird die gesamte Anlage entwässert und ausgeblasen.

Bezugszeichenliste

K1-K12 Magnetventile
F1/F2 Filter
R1 Regelventil
S1 Sicherheitsventil
D Durchflußmengenmeßgerät
VB Vorratsbehälter
V Verdichter
DM Druckmeßgerät
WZ Wasserzulauf
WA Wasserablauf
P Druck
B1/B2 Blasen
LA Luftausgang
LE Lufteingang

Claims

1. Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Rohren, bei der an zwei Stellen innerhalb des Kanalrohres aufblasbare Dichtblasen vorgesehen sind, die in das zu prüfende Rohr eingeführt werden und für die Dichtigkeitsprüfung über einen Luftanschluß aufgeblasen werden und abdichtend an der Innenwand des Rohres anliegen, wobei zwischen den Dichtblasen ein Prüfraum gebildet wird, der eine Luftprü fung, eine Unterdruckprüfung und/oder eine Wasserprüfung ermöglicht und wobei durch eine der Dichtblasen von außen Prüfleitungen für Wasser und/oder Luft in den Prüfraum geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

- Setzen der Blasen in einem definierten Abstand;
- Füllen der Blasen mit Luft bis der Sollwert in den Bla sen erreicht ist und ein Druckmesser am Luftanschluß ein Signal an eine Steuereinheit abgibt;
- Nachfüllen der Blasen, wenn Signal vom Druckmesser an zeigt, daß ein vorgegebener Meßwert für den Blasendruck unterschritten wird;
- Ermitteln der notwendigen Füllmenge mittels Rechner;
- Füllen des Prüfraumes bis vom "Füllsensor" die vom Rechner vorgegebene Füllmenge angezeigt wird;
- Abwarten der vom Rechner vorgegebenen Beruhigungszeit;
- erforderlichenfalls Korrektur der Füllmenge durch Nach füllen und
- Aufzeichnen des Meß-Diagramms.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Luftprüfung der Prüfdruck vom Rechner unter Be rücksichtigung der geometrischen Abmessungen und des Rohrwerkstoffs des Prüfabschnittes, die Füllmengen und die Vorfüllzeit sowie die Meßzeit ermittelt wird und au tomatisch die zugehörigen Ventile gesteuert werden und ein Zeit-Druck-Diagramm ausgedruckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Wasserprüfung der Prüfabschnitt über das Gerät gefüllt wird, wobei ein Sensor, der direkt an der Blase angeordnet ist, das Erreichen des maximalen Füllstandes signalisiert und daraufhin die Direktfüllung unterbrochen wird, ein im Gerät angebrachter Meßbehälter gefüllt und die vollständige Füllmenge des Prüfabschnittes über die sen Meßbehälter erfolgt, wobei über einen an einer Ent lüftungsleitung angebrachten Sensor das vollständige Fül len signalisiert und die Belüftung gestoppt wird, an schließend eine vom Rechner vorgegebene Beruhigungszeit abläuft und danach die Messung nach einer vom Rechner vorgegebenen Zeit abläuft und ein Verlustmengen-Zeit-Dia gramm ausgedruckt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Messung ein bestimmter Meßdruck durch Druckbeauf schlagung des Vorratsbehälters erzeugt wird, wobei die erforderliche Druckbeaufschlagung als Differenz von benö tigtem Druck und dem vorhandenen Wasserdruck aufgrund der Höhenunterschiede von Rohrsohle und Gerätehöhe vorgegeben wird.

5. Vorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Rohren, bei der an zwei Stellen innerhalb des Rohres aufblasbare Dichtblasen vorgesehen sind, die in das zu prüfende Rohr eingeführt werden und für die Dichtigkeitsprüfung über einen Luftanschluß aufgeblasen werden und abdichtend an der Innenwand des Rohres anliegen, wobei zwischen den Dichtblasen ein Prüfraum gebildet wird, der eine Luftprü fung, eine Unterdruckprüfung und/oder eine Wasserprüfung ermöglicht und wobei durch eine der Dichtblasen von außen Prüfleitungen für Wasser und/oder Luft in den Prüfraum geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an einer der Dichtblasen ein Druckprüfelement und eine Sperrventil angebracht sind und aß das Gerät mit einer Steuereinheit gekoppelt ist, die die Füllmenge für den Prüfraum automatisch ermittelt, die Prüfung auswertet und den Ausdruck einen Meßprotokolls steuert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundgerät, welches mittels Leitungen mit dem Prüfraum verbunden ist, für die Luftmessung im Gerät ein Kompressor zur Füllung der Blasen und ein Verdichter zur Füllung des Prüfraumes angebracht sind, die von der Steuereinheit über zusätzliche Magnetventile gesteuert werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundgerät, welches mittels Leitungen mit dem Prüfraum verbunden ist, für die Wassermessung ein Vorratsbehälter angebracht ist, der mit einer steuerbaren Druckbeaufschlagungseinrichtung und einem Durchflußmen genmeßgerät verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohr ein Temperaturfühler ange bracht ist, dessen Meßwerte im Rechner bei der Ermittlung der Druckbeaufschlagung berücksichtigt werden.