DE3013465C2 - - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Ortung einer Leckstelle in einer von einem Medium durchströmten Rohrleitung, insbesondere Wasserleitung, un­ ter Nutzbarmachung eines von der Leckstelle abgegebenen bzw. erzeugten Störfeldes, z. B. Schall oder Druckveränderung oder Lichtabsorption, wobei man in die Rohrleitung einen Aufneh­ mer einführt und den Aufnehmer längs des der Rohrleitung be­ wegt, bis ein an dem Aufnehmer über ein Kabel angeschlosse­ ner, außerhalb der Rohrleitung angeordneter Empfänger ein Lecksignal anzeigt.

Zur Ortung von Leckstellen an unterirdisch verlegten Rohr­ leitungen sind mehrere Verfahren bekannt. Ein erstes Verfah­ ren stützt sich auf das Abhorchen der Rohrleitung von der Erdoberfläche aus, wobei der dann zum Beispiel durch aus­ tretendes Wasser an der Leckstelle erzeugte Körperschall erfaßt werden muß. Nachteil dieser Methode ist jedoch, daß der an der Leckstelle entstehende Körperschall von den dort herrschenden Druck- und Umgebungsverhältnissen abhängig ist. So kann zum Beispiel kein Körperschall erzeugt werden, wenn das ausströmende Wasser außerhalb der Rohrleitung auf Wasser oder Luft trifft. Ferner diese Abhorchmethode dort seine Grenze, wo das über der Leckstelle befindliche Erdreich noch nicht verdichtet ist, und somit einen schlechten Körperschall- Leiter darstellt. Unter bestimmten Voraussetzungen können auch wesentlich lautere Umweltgeräusche (z. B. Verkehrslärm), als der von der Leckstelle ausgehende Körperschall, dieses Verfahren behindern oder gar unmöglich machen. Zudem muß in nachteiliger Weise die Leitung über die gesamte Länge abge­ horcht werden.

Es ist ferner ein Verfahren bekannt, mittels dessen die an der Leckstelle auftretende Druckänderung durch eine einem Meßmolch beigefügte Druckmeßeinrichtung erfaßt wird, deren Werte über einen Sender an die Erdoberfläche abgestrahlt werden. Das Einbringen eines Meßmolches setzt allerdings voraus, daß die zu untersuchende Rohrleitungslänge entleert und geschnitten werden muß.

Andere bekannte Verfahren sehen eine Abtrennung vom übrigen Rohrleitungssystem der Rohrleitungslänge vor, in der die Leck­ stelle vermutet wird, wobei durch Blähsäcke, Dichtkörper und dgl. stromauf und stromab der vermuteten Leckstelle ein Rohr­ raum geschaffen wird, der, partiell oder vollständig entleert, zur Ermittlung eines Lecks mit Druck beaufschlagt wird. Den Druck bzw. den Druckabfall messende Mittel geben dann den Hin­ weis auf das Vorhandensein einer Leckstelle.

Schließlich ist noch ein Verfahren bekannt, welches eine Fern­ sehkamera vorsieht, die durch einen Rohrstrang gezogen wird, in dem ein Leck zu vermuten ist.

Diese bekannten Verfahren erfordern jedoch jeweils eine par­ tielle oder vollständige Entleerung der auf ein Leck hin zu untersuchenden Rohrleitungslänge, oder zumindest einen Unter­ bruch des Rohrleitungsbetriebes für die Dauer der Durchfüh­ rung des Verfahrens in dem Bereich, in welchem ein Leck ver­ mutet wird.

Vorliegender Erfindung liegt mit diesem Stand der Technik deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiterzubilden, und eine Vorrichtung zur Ausführung des so weitergebildeten Verfahrens zu schaffen, daß, unter Wegfall ei­ ner vollständigen oder partiellen Entleerung der zu untersu­ chenden Rohrlänge und/oder Unterbrechung des Rohrleitungsbe­ triebs für die Dauer der Ausführung des Verfahrens, eine punktgenaue, exakte Ortung von Leckstellen schnell und ko­ stengünstig durchgeführt werden kann.

Mit dieser Aufgabenstellung ist gemäß vorliegender Erfin­ dung als Lösung ein Verfahren der oberbegrifflich definier­ ten Gattung vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem ersten Arbeitsschritt die unter Druck stehende mit Fluid gefüllte Rohrleitung mit einer druckdichten Anbohr­ schelle üblicher Bauart versehen wird, daß in einem zweiten Arbeitsschritt über diese Anbohrschelle der Aufnehmer mit dem daranhängenden Anschlußkabel zusammen mit einem Führungs­ band in die Rohrleitung eingeführt wird, und daß in einem drit­ ten Arbeitsschritt der Aufnehmer mittels des steifen Führungs­ bands in der Rohrleitung bewegt wird.

Wesentliches Merkmal des Verfahrens vorliegender Erfindung ist also, daß die Leckstelle durch einen Aufnehmer erfaßt wird, und anschließend nach erfolgter Signalgabe durch den Aufnehmer, eine Ortung des Aufnehmers selbst entweder durch eine Längenmessung des ausgefahrenen Aufnehmers oder durch induktive, berührungslose Ortung erfolgt.

Zur Durchführung des Verfahrens ist folglich eine Vorrich­ tung vorgesehen, die gemäß vorliegender Erfindung eine An­ bohrschelle, einen Aufnehmer und einem den Aufnehmer mit dem Empfänger verbindenden Anschlußkabel sowie Führungsband um­ faßt.

Eine Leckstelle in einer Rohrleitung erzeugt ein verschie­ denartiges Störfeld. Das unter Druck stehende durchströmen­ de Medium erzeugt einmal Ausströmgeräusche an der Leckstel­ le, die dann von einem als Körperschallmikrofon ausgebilde­ ten Aufnehmer erfaßt werden. Zum anderen wird jedoch auch in der Nähe einer Leckstelle im Rohrinneren eine Druckän­ derung erzeugt, die von einem als Drucksensor ausgebildeten Aufnehmer erfaßt werden kann.

Schließlich verändert eine Leckstelle in einem Rohr auch die Lichtabsorption an den Rohrinnenwänden. Wenn eine Licht­ quelle vorhanden ist, die die Rohrinnenwände bestrahlt, so findet an allen Teilen der Rohrinnenwand eine Reflexion statt, mit Ausnahme am Ort der Leckstelle. Wenn der Aufneh­ mer dann als Lichtmeßkopf ausgebildet ist und den reflek­ tierten Anteil des Lichtes von der Rohrinnenwand mißt, er­ folgt durch die Leckstelle dann entsprechend auch eine Ver­ änderung der Lichtabsorption an der Rohrinnenwand, und eine dementsprechende Signalausgabe des Lichtmeßkopfes.

Sobald durch den Aufnehmer die Leckstelle durch Veränderung des erfaßten Meßsignals festgestellt ist, muß in einem nach folgenden Arbeitsschritt festgestellt werden, wo sich der Aufnehmer befindet, um dadurch die Leckstelle im Rohr zu orten.

Nach einer ersten Ausführungsform erfolgt die Ortung des Auf­ nehmers im Rohr über eine Längenmessung am Anschlußkabel. Hier­ bei wird es bevorzugt, wenn mit dem Anschlußkabel gleichzeitig ein Führungsband verbunden ist, das so steif ausgebildet ist, daß es leicht und ohne zu knicken im Rohr vorgeschoben werden kann. An dem Führungsband sind dann entsprechende Längenmarkierungen angebracht, so daß bei Erfassung der Leckstelle durch den Aufnehmer nur noch an der Anbohrschelle die Längenmarkierung am Führungs­ band abgelesen werden muß, um so genau die Länge zwischen der An­ bohrschelle und der gefundenen Leckstelle zu kennen.

In einer weiteren Ausführungsform wird es bevorzugt wenn das Meß­ verfahren zur Ortung des Aufnehmers berührungslos und induktiv durchgeführt wird. Hierzu wird in das Anschlußkabel des Auf­ nehmers ein elektromagnetischer Strom eingespeist, der ein elek­ tromagnetisches Wechselfeld erzeugt. Der Aufnehmer ist mit seinen stromempfindlichen Teilen gegenüber dem Anschlußkabel über eine Anschlußweiche getrennt. Die Anschlußweiche ist nur durchgängig für die Meßsignale des Aufnehmers, während sie nicht durchgängig ist, wenn ein elektromagnetischer Strom von Seiten der Meß- und Registrieranordnung in das Anschlußkabel eingespeist wird. Hier­ durch wird eine Beschädigung des Aufnehmers durch den eingespeisten elektromagnetischen Strom vermieden.

Längs des Rohres kann nun eine induktiv messende Sonde verschoben werden, die dann kein Signal mehr abgibt, wenn die Sonde sich etwa über den Aufnehmer befindet, weil das elektromagnetische Wechselfeld nur im Bereich des Anschlußkabels erzeugt wird. In der Gegend, wo das von der Sonde aufgenommene induktive Signal plötzlich abbricht oder wesentlich schwächer wird, kann dann der Aufnehmer lokalisiert werden und die Leckstelle ist somit eben­ falls gefunden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisiert gezeichneter Querschnitt durch ein Rohr mit Darstellung eines auf das Ausströmgeräusch an der Leck­ stelle ansprechenden Körperschallmikrofon,

Fig. 2 schematisiert gezeichnete Darstellung zur induktiven Ortung der Lage des Aufnehmers,

Fig. 3 schematisiert eine weitere Ausführungsform mit einem Auf­ nehmer, der auf die Druckveränderungen an der Leckstelle anspricht,

Fig. 4 schematisiert eine dritte Meßanordnung mit der die Licht­ absorption an der Leckstelle erfaßt wird.

In Fig. 1 ist der Mittenlängsschnitt durch ein Rohr 1 dargestellt, wobei die dargestellten Größenverhältnisse unmaßstäblich sind. In das Rohr wird über eine Anbohrschelle 19 druckdicht das An­ schlußkabel 6 zusammen mit dem als Körperschallmikrofon 5 aus­ gebildeten Aufnehmer eingeschoben, wobei das Anschlußkabel 6 und der Aufnehmer 5 an einem relativ steifen Führungsband 7 befestigt sind. Das Führungsband kann ein Stahlband oder ein Kunststoffband sein, was die notwendige Führungssteifigkeit aufweist.

Die Anbohrschelle 19 braucht auch nicht in axialer Richtung des Rohres 1 angeordnet sein sondern sie kann auch wie Fig. 4 zeigt, in der Rohrwandung selbst angeordnet sein. Wesentlich ist nur, daß das Anschlußkabel 6 und das Führungskabel 7 druckdicht in das Rohr 1 eingeführt werden, damit der Druck im Rohr 1 aufrecht erhalten bleiben kann.

Das Anschlußkabel 6 wird in einen Verstärker 1 eingeleitet, an dem ein Lautsprecher 9 und ein Schreiber 10 ansetzen. Diese Registrieranordnung bestehend aus Verstärker 8, Lautsprecher 9 und Schreiber 10 ist jedoch nur beispielsweise zu verstehen; in der Praxis werden wesentlich aufwendigere Meß- und Registrier­ anordnungen verwendet.

Der Aufnehmer wird nun in Pfeilrichtung 24 von der Anbohrschelle 19 her in das Rohr 1 eingeschoben und dabei das Meßsignal am Schrei­ ber 10 beobachtet. Sobald eine wesentliche Verstärkung des Meß­ signals vorliegt, nimmt der Aufnehmer den durch das Ausströmge­ räusch an der Leckstelle 2 verursachten Schall auf. Der Schall wird einerseits in Pfeilrichtung 4 in das Rohr hineingeleitet und andererseits in Pfeilrichtung 3 strömt das Druckmedium nach außen. Sobald ein wesentlicher Zeigerausschlag am Schreiber 10 festgestellt wird befindet sich das Körperschallmikrofon unter­ halb der Leckstelle 2.

Zur Lokalisierung des Ortes der Leckstelle 2 sind nun gemäß Fig. 1 am Führungsband 7 Längenmarkierungen 11 angeordnet, so daß jetzt einfach die entsprechende Länge abgelesen werden kann und damit dann feststeht in welcher Entfernung vom Meßort sich die Leck­ stelle 2 befindet. Die Leckstelle 2 ist damit geortet.

Fig. 2 zeigt ein elektronisches Ortungsverfahren. Hierbei ist im Körperschallmikrofon 5 eine Frequenzweiche eingebaut, welche das Körperschallmikrofon 5 schützt, wenn statt der Verstärkeranordnung 8, 9, 10 ein hochfrequentes Signal auf das Anschlußkabel 6 gegeben wird. Hierzu wird ein Signalgenerator 12 verwendet, dessen Signal über den Verstärker 13 verstärkt wird und das dann über das An­ schlußkabel 6 eingespeist wird. Hierdurch wird im Anschlußkabel 6 ein elektromagnetisches Wechselfeld 14 erzeugt das zirkular in allen Pfeilrichtungen 15 ausstrahlt.

Außerhalb des Rohres 1 wird nun eine Suchspule 16 mit einer da­ ran angeordneten Registriereinrichtung 17 von der Anbohrschelle 19 her in Pfeilrichtung 18 nach rechts verschoben und hierbei der entsprechende Registrierausschlag beobachtet. Sobald der Registrier­ ausschlag wesentlich zurückgeht befindet sich die Suchspule 16 ungefähr am Ende des Anschlußkabels 6 etwa über dem Körperschall­ mikrofon 5. Damit ist der Ort des Körperschallmikrofons 5 draht­ los und induktiv geortet und somit steht auch der Ort der Leck­ stelle 2 fest.

Fig. 3 zeigt ein anderes Meßverfahren, bei dem ein Drucksensor 20 mit seinem Anschlußkabel 21 wiederum am Führungsband 7 befestigt ist. Es kann entweder im Drucksensor 20 selbst der Druck/Spannungs­ wandler vorgesehen sein oder es kann auch am Ort der Registrier­ einrichtung ein entsprechender Wandler 23 vorgesehen sein, dessen Ausgangssignal über den Verstärker 8 verstärkt und vom Schreiber 10 angezeigt wird. Die Leckstelle 2 verursacht bei Position 22 Druck­ änderungen in der Druckflüssigkeit des Rohres 1, die vom Druck­ sensor 20 aufgenommen werden. Durch Ablesung des Schreiberaus­ schlages des Schreibers 10 kann dann wieder die Leckstelle 2 durch den Drucksensor 20 erfaßt werden.

Die Ortung des Druckmessers 20 erfolgt dann entweder nach der in Fig. 1 beschriebenen Methode (Längenmarkierung 11) oder nach der in Fig. 2 beschriebenen induktiven Suchmethode.

Fig. 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel für ein Meßverfahren eine Anordnung mit der die Lichtabsorption an der Leckstelle 2 gemessen wird.

Am Führungsband 7 ist diesmal ein Lichtkabel 26 befestigt das zwei Lichtleitfaserbündel enthält. Das eine Lichtleiterfaserbündel führt von einer Stromquelle außerhalb über die Anbohrschelle 32 zu einer Lichtquelle 27 am Ende des Lichtleitfaserbündels, während gegenüber dem direkten Licht der Lichtquelle 27 abgeschirmt ein Lichtmeßkopf 28 vorgesehen ist, der den von der Lichtquelle 27 an der Rohrinnenwand 29 reflektierten Lichtstrahlanteil (Reflexions­ licht 30) aufnimmt und erfaßt.

Der Lichtmeßkopf 28 kann entweder nur aus einer lichtempfindlichen Fläche eines Lichtleitfaserbündels bestehen, es kann aber auch ein photosensitiver Wandler sein, beispielsweise eine Photozelle oder ein anderer Aufnehmer.

Das von der Lichtquelle 24 an der Rohrinnenwand 29 reflektierte Licht strahlt auf den Lichtmeßkopf 28 ein, so daß über das Anschluß­ kabel, den Verstärker 8 und den Schreiber 10 ein Meßausschlag er­ zielt wird. Sobald sich der Lichtmeßkopf 28 in der Nähe der Leck­ stelle 2 befindet wird ein Teil des reflektierten Lichtes von der Leckstelle 2 absorbiert, so daß sich der vom Lichtmeßkopf 28 er­ faßte (Reflexionslicht 30) wesentlich vermindert. Die Veränderung des Meßausschlages kann am Schreiber 10 festgestellt werden, so daß hierdurch ebenfalls die Leckstelle 2 festgestellt wird.

Die Ortung der Lage des Aufnehmers erfolgt dann ebenso entsprechend der in Fig. 1 oder Fig. 2 beschriebenen Methode.

Claims (5)

1. Verfahren zur Ortung einer Leckstelle in einer von einem Medium durchströmten Rohrleitung, wobei man in die Rohrlei­ tung einen Aufnehmer einführt und den Aufnehmer längs des Rohres bewegt, bis ein an den Aufnehmer über ein Kabel ange­ schlossener, außerhalb der Rohrleitung angeordneter Empfän­ ger ein Lecksignal anzeigt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem ersten Arbeitsschritt die un­ ter Druck stehende, mit Fluid gefüllte Rohrleitung (1) mit einer druckdichten Anbohrschelle (19) üblicher Bauart ver­ sehen wird, daß in einem zweiten Arbeitsschritt über diese Anbohrschelle (19) der Aufnehmer mit dem daranhängenden An­ schlußkabel (6) zusammen mit einem Führungsband (7) in die Rohrleitung (1) eingeführt wird und daß in einem dritten Ar­ beitsschritt der Aufnehmer mittels des steifen Führungsban­ des (7) in der Rohrleitung (1) bewegt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anbohrschel­ le (19), einen Aufnehmer und einem den Aufnehmer mit dem Em­ pfänger verbindenden Anschlußkabel (6, 21) sowie Führungsband (7).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Führungsband (7) mit Längsmarkie­ rungen versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Führungsband (7) als Stahl- oder Kunststoffband ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Anschlußkabel ein magnetisches Wech­ selfeld erzeugbar ist, das von dem außerhalb der Rohrleitung (1) angeordneten Empfänger geortet wird.