DE19612800A1 - Leak location in empty non-metallic non-electrically conducting drain pipelines - Google Patents

Abstract

The method includes a nozzle (D) mounted on a movable carriage (Z). A signal cable (SIG) is led to the ground (FE), across the hose drum (ST) with the water supply (WZ) and the electrical recorder (EL). The liquid jet of a specified diagram (FL) contains an imposed freely selectable but maintained constant pressure, which is used at a defect point behind the outer wall in the ground region or in the electrolytic conducting invasion zone, designed in the filling or embankment bed. The rise of the electric current per unit time, is used for the indirect measurement of the amount of liquid leaving from the leak, injected depending on the pressure in the pore space. The liquid by the application of salt, contains a higher electrical conductivity.

Description

Die Erfindung dient der Erfassung von Schadstellen in nichtmetallischen (oder auch von innen und außen mit Isolierstoff überzogenen metalli­ schen) Rohrleitungen, wobei die Untersuchung unter der Bedingung des Nichtgefülltseins der Leitung durchgeführt wird.The invention serves the detection of damaged areas in non-metallic (Or also metalli covered from the inside and outside with insulating material pipe), the investigation under the condition the line is not filled.

Voraussetzung ist noch, daß die Rohre übererdet oder in Kiessandschüt­ tungen eingebettet sind, womit die Möglichkeit der elektrischen Ankopp­ lung einer Fernerde gegeben ist.The prerequisite is that the pipes are earthed or in gravel sand are embedded, with the possibility of electrical coupling development of a remote earth is given.

Insonderheit dient die Erfindung der Leckage-Erfassung bei bereits länger verlegten Abwasserkanal-Rohren, wobei die Lage des Grundwasserspie­ gels relativ zu den Rohren weitgehend unerheblich ist; es lassen sich also die negativen Folgen von Leckagen sowohl für Exfiltrationen als auch für Infiltrationen gleichermaßen durch die Untersuchungen offen­ baren.In particular, the invention is used to detect leaks for a long time laid sewer pipes, the location of the groundwater spike gels is largely insignificant relative to the pipes; it can be thus the negative consequences of leaks both for exfiltration and also open to infiltration through the examinations cash.

Erfindungsgemäß wird eine Flüssigkeit in Form eines (Salz-) Wasser­ strahls (FL) vom Innern des Rohres über eine Düse (D) gegen die Rohr­ wandungen gespritzt und gleichzeitig als Träger eines elektrischen Stro­ mes verwendet, der bei beschädigten Rohrwand-Stellen vom Wasser­ strahl aus durch die Lecks hindurch über das Erdreich oder die Kiessand­ schüttung zur Fernerde (FE) läuft und in seiner Stärke in einer übertage befindlichen elektrischen Einrichtung (EL) registriert wird. Beim Vorhan­ densein eines angestrahlten Lecks steigt die Stromstärke in Abhängigkeit der Leckgröße und der Umgebungspermeabilität für Wasser an. Der Strom wird über ein Kabel in der Signalleitung (SIG) der Düse zugeführt, die zweckmäßigerweise in die Schlauchleitung (SCHL) für die Salzwas­ serzuführung integriert ist. Am Schacht wird der Schlauch über eine Um­ lenkrolle (UR) geführt und mit einer Schlauchtrommel (ST) verlängerungs­ fähig oder kürzungsfähig bereitgehalten. Die Wasserzuführung (WZ) an der Trommel erfolgt über den Hydraulik-Adapter (HA), der Strom wird an der Trommel über einen Schleifkontakt (SK) abgenommen.According to the invention, a liquid is in the form of a (salt) water jet (FL) from the inside of the tube via a nozzle (D) against the tube injected walls and at the same time as a carrier of an electric current mes used when the pipe wall is damaged by water radiate through the leaks over the soil or the gravel sand Filling to the distant end (FE) is running and in its strength in one surface electrical device (EL) is registered. With the existing The intensity of an illuminated leak increases depending on the current leak size and ambient permeability for water. Of the Power is supplied to the nozzle via a cable in the signal line (SIG), which expediently in the hose line (SCHL) for the salt water feeder is integrated. At the shaft, the hose is over an um swivel castor (UR) and with a hose reel (ST) extension capable or capable of being shortened. The water supply (WZ) on the drum is done via the hydraulic adapter (HA), the power is on removed from the drum via a sliding contact (SK).

Damit der Zustand der gesamten Rohrleitung oder von größeren Anteilen derselben flächendeckend erfaßt werden kann, wird die an einen Schlitten mit Lage-zentralisierenden Kufen (Z) geführte Düse auf zweifache Weise bewegt. Einmal wird sie quer zur Rohrlängsrichtung um einen Drehpunkt in Rohrmitte gedreht, wodurch ein Kreisausschnitt des Rohres in die Untersuchung einbezogen ist. Zum anderen wird der Schlitten längs in Kanalrichtung langsam durch Zug am Schlauch bewegt, so daß durch die Summe der beiden Bewegungskomponenten die Rohrinnenwand mit spi­ raligen Bahnen lückenlos durch die Auftreffstellen des Strahls abgescannt werden kann.This means the condition of the entire pipeline or of larger parts the same can be detected across the board, that on a sled with position-centralizing skids (Z) guided nozzle in two ways emotional. On the one hand, it becomes transverse to the pipe longitudinal direction around a pivot point rotated in the middle of the tube, creating a circular section of the tube into the Investigation is involved. On the other hand, the sled is lengthways in Channel direction slowly moved by pulling on the hose, so that through the Sum of the two movement components the inner wall of the pipe with spi raligen webs scanned completely through the points of impact of the beam can be.

Die Ausmessung leerer Rohrleitungen mit einem Flüssigkeitsstrahl ist - soweit bekannt - nur in den Offenlegungen Dt. Patentamt DE 42 38 738 A1 (Anspruch 8) und DE 43 24 469 A1 beschrieben.The measurement of empty pipelines with a liquid jet is -  as far as known - only in the disclosures Dt. Patent office DE 42 38 738 A1 (claim 8) and DE 43 24 469 A1 described.

Bei der jetzt vorliegenden Erfindung wird erstmals außer der Beladung des Flüssigkeitsstrahls mit einem elektrischen Strom zusätzlich eine Drucksteuerung und eine elektrische Bewertung der hinter den Lecks ent­ stehenden Injektionszone (IJ) vorgenommen.In the present invention, for the first time, the load is removed of the liquid jet with an additional electric current Pressure control and an electrical evaluation of the behind the leaks standing injection zone (IJ).

Bislang wird bei übererdeten und auch älteren Rohrleitungen häufig ver­ sucht, die Leckagegefahr über Dichtheitsmessungen in Abhängigkeit von genormten Drucken von Wasser oder Luft zu erkennen. Dieses Vorgehen ist jedoch außer bei neuverlegten Rohrleitungen DIN-mäßig nicht abgesichert und auch künftig aus prinzipiellen Gründen auf sinnvolle Weise nicht normungsfähig. Es hat darüberhinaus viele Nachteile, u. a. den Mangel, daß kontinuierliche und damit erst wirtschaftliche Messungen über größere Rohrlängen etwa von den Ausmaßen einer Haltung wegen der zahlreichen Queranbindungen von Hausanschlußleitungen überhaupt nicht möglich sind, da zur Dichtung mühsam engabständige Packer zu beiden Seiten installiert werden müssen und ferner, daß je Ein­ zeltest große Zeitspannen für die Arbeitsaufwendungen und für die Außerbetriebsetzung des Gesamtsystems erforderlich sind. Für die hier vorgeschlagene punktuelle Abtastung hingegen sind Drucknormungen (für den Wasserstrahl) aus hier nicht näher zu besprechenden Gründen eher möglich und sinnvoll, und es kann über die Option der Drucksteue­ rung des Flüssigkeitsstrahles eine hypothesenärmere Normierungsgrenze zwischen den Zuständen "dicht" oder "undicht" definiert werden. Querlaufende Hausanschlußleitungen behindern die Ausmessung einer Haltung überhaupt nicht mehr, insgesamt kann die Untersuchung zügig von Schacht zu Schacht kontinuierlich durchgeführt werden.So far, is often used in over-grounded and older pipelines seeks to determine the risk of leakage via tightness measurements to recognize standardized pressures of water or air. This procedure is not DIN-compliant, however, except for newly installed pipelines secured and in the future for sensible reasons Way not standardizable. It also has many disadvantages, u. a. the lack of continuous and therefore economical measurements over longer pipe lengths, for example due to the dimensions of a posture of the numerous cross connections of house connection lines at all are not possible because packers are laboriously tight to seal must be installed on both sides and also that each one zeltest large periods of time for the work and for the Decommissioning of the entire system is required. For those here The proposed point sampling, on the other hand, is pressure standardization (for the water jet) for reasons not to be discussed here rather possible and sensible, and it can be done via the option of printing tax the normalization limit of the hypothesis between the states "tight" or "leaky". Transverse house connection lines hinder the measurement of one Posture no longer at all, overall the examination can be done quickly be carried out continuously from shaft to shaft.

Der Aufbau der Injektionszonen hinter den Lecks besteht in einer Füllung des bis dahin Luft- oder Frischwasser-gefüllten Porenvolums der Überer­ dung oder der Schüttungseinbettung mit dem Salzwasser des gegen die Wand geschleuderten Strahls. Aus dem Strahldruck und dem Strahldurch­ messer läßt sich unter Kenntnis der Düsenbewegung die zu erwartende Injektionsmenge berechnen. Bei einem kreisrunden Loch als Leck ent­ steht extern am Rohr eine Halbkugel, deren elektrischer Austrittswider­ stand des Stromes in Richtung Fernerde wegen der Ansalzung des Was­ sers so gering ist, daß er gegenüber den anderen Serienwiderständen als null angesehen werden kann, so daß sich damit eine gute Möglichkeit zu einer rechnerischen Erfassung des Vorganges anbietet. Der hierzu gehö­ rige elektrische Strom kann zur Eliminierung der unbekannten primären Anfangsbedingungen vor der Bestrahlung im zeitlichen Verlauf über seine Impulsform oder in 2 Phasen vor und nach einer gewissen Bestrah­ lungsdauer als Differenz gemessen werden. Mit beiden Methoden lassen sich Rückschlüsse auf die Porosität und damit die ausgetretene Wasser­ menge ziehen.The structure of the injection zones behind the leaks consists of a filling of the pore volume of the Überer that had been filled with air or fresh water until then dung or the bedding with the salt water of the against the Wall thrown beam. From the jet pressure and the jet through Knowing the nozzle movement can be the expected one Calculate the injection quantity. If there is a circular hole as a leak there is a hemisphere externally on the pipe, whose electrical exit resistance the current in the direction of Fernerde because of the salting of the What sers is so low that it compared to the other series resistances as null can be viewed, so this is a good way to offers a computational recording of the process. The belonging to it Electrical current can help to eliminate the unknown primary Initial conditions before irradiation over time its pulse shape or in 2 phases before and after a certain irradiation duration can be measured as a difference. Leave with both methods draw conclusions about the porosity and thus the leaked water draw a lot.

Damit ergibt sich die Erfindung, für die Schutz begehrt wird, aus der druckgesteuerten Leckgrößen- und Permeabilitäts-abhängigen Erzeugung einer Invasionszone im Hinblick auf deren elektrische Ausmessung zur Er­ kennung der Wasseraustrittsmenge, deren Umfang auch für den norma­ len Betrieb der Abwasserentsorgung und damit zum gesuchten Gefähr­ dungspotential für das bei einer Kontamination in Mitleidenschaft gezoge­ ne Grundwasser korrelierbar ist.This results in the invention for which protection is sought from the pressure controlled leak size and permeability dependent generation  an invasion zone with regard to its electrical measurement to the Er identification of the amount of water leakage, the extent of which also applies to norma len operation of wastewater disposal and thus to the hazard sought potential for contamination ne groundwater is correlated.

Eine nicht unwesentliche Ergänzung und Verbesserung des Verfahrens kann damit gewonnen werden, daß simultan noch andere Parameter zur Untersuchung des Erhaltungszustandes der Rohrwandungen zur Mes­ sung verwendet werden. So können beispielsweise gleichzeitig die Auf­ treffgeräusche des Flüssigkeitsstrahles mit Mikrophonen registriert wer­ den, mit deren Hilfe eine weitere Größe in Form der Erkennung der Geo­ metrie der lädierten Stellen der Rohrwandung gewinnbar ist.A not insignificant addition and improvement of the process can be obtained from the fact that other parameters for Investigation of the state of conservation of the pipe walls for measurement solution can be used. For example, the up Impact noises of the liquid jet with microphones registered who with the help of another size in the form of the recognition of the geo Metrie of the damaged areas of the pipe wall can be obtained.

Claims (8)

1. Verfahren und Vorrichtungen zur Ortung von Leckagen bei nicht metallischen (an Außen- und Innenwand nicht elektrisch leitenden) im Erdreich verlegten (Abwasser-) Rohrleitungen im nicht flüssigkeitsgefüllten Zustand, unter Verwendung eines von innen über eine Düse gegen die Wandung geschleuderten Flüssigkeitsstrahles, der gleichzeitig vermöge der Verwendung einer elektrischen Stromquelle und einer im umgebenden Erdreich installierten Fernerde als Träger eines durch die Leckagen hin­ durchfließenden elektrischen Stromes dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrahl vorgegebenen Durchmessers einen frei wählbaren aber konstanten Druck aufgeprägt erhält und die sich an einer Defektstelle hinter der Außenwand im Erdreich oder in der Schüttungseinbettung ausbil­ dende elektrolytisch leitende Invasionszone im zeitlichen Verlauf über den Anstieg des elektrischen Stromes zur indirekten Messung der in den Poren­ raum druckabhängig injizierten aus dem Leck austretenden Flüssigkeits­ menge verwendet wird.1.Procedures and devices for locating leaks in non-metallic (waste water) pipelines laid in the ground in the non-liquid-filled state (not electrically conductive on the outer and inner walls), using a liquid jet thrown against the wall via a nozzle, which at the same time the use of an electrical power source and a remote end installed in the surrounding earth serves as a carrier of an electrical current flowing through the leaks, characterized in that the liquid jet of a given diameter receives a freely selectable but constant pressure and which is located at a defect location behind the Outer wall in the ground or in the bedding forming electrolytically conductive invasion zone over time over the increase in electric current for indirect measurement of the pressure-injected in the pore space emerging from the leak n amount of liquid is used. 2. Vorrichtung nach 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch Ansalzung eine höhere elektrische Leitfähigkeit erhält.2. Device according to 1., characterized in that the liquid through Salting receives a higher electrical conductivity. 3. Vorrichtung nach 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Düse um die Rohrmitte und quer zur Rohrlängsachse rotiert und zusätzlich deren Dreh­ punkt in geeigneter von der Drehzahl und dem Strahldurchmesser abhän­ gigen Geschwindigkeit längs dem Rohr entlanggezogen wird, so daß durch den Strahl die gesamte Rohrinnenfläche berührt und auf Leckhinweise abge­ scannt werden kann.3. Device according to 1., characterized in that the nozzle around the Pipe center and rotates transversely to the pipe longitudinal axis and also their rotation point depending on the speed and the jet diameter speed is pulled along the pipe, so that by the jet touches the entire inner surface of the pipe and is checked for leaks can be scanned. 4. Vorrichtung nach 1., dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer optimalen Ausmeßbarkeit der Invasionszonen und für eine wirtschaftlich ver­ trägliche Bearbeitung einer Rohrhaltung oder eines Rohrnetzes mehrere Düsen in einer Reihenanordnung beliebig längs oder quer zur Kanalachse oder längs und quer verwendet werden und daß ferner die Strahlrichtung aufgrund der Düsenorientierung beliebige Neigung gegenüber der Senk­ rechten zur Rohrwandung erhalten kann.4. The device according to 1., characterized in that to achieve a optimal measurability of the invasion zones and for an economically ver sluggish processing of a pipe system or a pipe network several Nozzles in a row arrangement along or across the channel axis or be used lengthways and crossways and that further the beam direction due to the nozzle orientation any inclination towards the sink can get right to the pipe wall. 5. Vorrichtung nach 1., dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzwasser zur Ermöglichung eines Kreislaufes wieder aufgenommen wird und hierzu sinnvoll konstruierte Auffangschirme in Düsennähe für die an der Wand re­ flektierten Wassermengen und sinnvoll konstruierte Aufsaugvorrichtungen im Sohlbereich für die nach unten abgeflossenen Wassermengen verwendet werden.5. The device according to 1., characterized in that the spray water to allow circulation to be resumed and for this purpose sensibly constructed collecting screens near the nozzle for the right on the wall inflected amounts of water and sensibly constructed suction devices in the Bottom area used for the downflows of water will. 6. Vorrichtung wie nach 2. mit rotierenden sowie längsverschiebbaren Wand-abscannenden Vorkehrungen, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Strommessung noch vermöge der Existenz von Mikrophonen nahe den Düsen die Auftreffgeräusche des Wasserstrahles zum Erhalt von Informa­ tionen über die geometrische Form der Schadstellen gemessen werden.6. Device as in 2. with rotating and longitudinally displaceable Wall-scanning arrangements, characterized in that except the current measurement due to the existence of microphones close to the Nozzles of water jet impingement to obtain informa ions can be measured via the geometric shape of the damaged areas. 7. Vorrichtung wie nach 2., dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssig­ keitsstrahl außer mit einem elektrischen Strom vermöge der Existenz eines Schallgebers noch zusätzlich mit akustischer Energie beladen wird, deren an der Wand verursachte Reflexion beim Rücklaufen auf dem Flüssigkeitsstrahl in entgegengesetzter Richtung durch Schallsensoren aufgenommen wird und Rückschlüsse über den geometrischen Zustand der Leckagestellen und de­ ren externe Umgebung zuläßt.7. The device according to 2., characterized in that the liquid beam except with an electric current due to the existence of a Sound generator is additionally loaded with acoustic energy, the other the wall caused reflection when running back on the liquid jet is picked up in the opposite direction by sound sensors and  Conclusions about the geometric condition of the leak points and de external environment. 8. Vorrichtung wie nach 2. und 7., dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der akustischen Erregung und Aufnahme nunmehr Geber und Aufnehmer für elektromagnetische Wellen verwendet werden.8. Device as in 2. and 7., characterized in that instead the acoustic excitation and recording now donor and sensor for electromagnetic waves are used.