DE3824172A1 - Method for the location of leaks in pipework - Google Patents

Abstract

In order to locate points of leakage in warm-running or cold-running pipework in operation conveying liquid, a trace gas is dissolved in the liquid and the liquid laden in this way is fed into the pipework. The trace gas passing over into the gas phase at the point of leakage is collected and detected above the defective pipework.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung von Leckagestellen an flüssigkeitsführenden, im Erdboden verlegten Rohrleitungen mit Hilfe eines in die Rohrleitung eingespeisten Spürgases, das oberhalb der defekten Rohrleitung aufgefangen und bestimmt wird.The invention relates to a method for locating leakage points on liquid-carrying pipes laid in the ground With the help of a tracer gas fed into the pipeline, the above the defective pipeline is caught and determined.

Die Lecksuche mit Hilfe von Spürgasen war bisher nur möglich, wenn ein Rohrleitungsabschnitt abgeschiebert und entleert wurde. In den entleerten Rohrleitungsabschnitt wird das Prüfgas, z. B. ein Helium-Stickstoff-Gemisch, unter Druck eingefüllt. Das Gas diffundiert aus der Leckstelle bis zur Erdoberfläche und kann dort nachgewiesen werden. Dieses Verfahren besitzt den Nachteil, daß durch die Unterbrechung des Transportvorganges größere Netzbereiche unversorgt bleiben können. Bei gasführenden Rohrleitungen tritt keine Unterbrechung ein, weil das Spürgas dem Gas zugemischt werden kann. Bei Fernwärme- oder Trinkwasserleitungen kann eine Lecksuche mittels Spürgasen eine für den Kunden unzumutbar lange Zeit in Anspruch nehmen.Leak detection with the help of tracer gases was previously only possible if a section of pipeline was pushed off and emptied. In the the pipeline section is emptied, the test gas, e.g. B. a Helium-nitrogen mixture, filled under pressure. The gas diffuses from the leak to the earth's surface and can be detected there will. This method has the disadvantage that Interruption of the transport process, larger network areas are not supplied can stay. There is no interruption in gas pipelines because the tracer gas can be mixed into the gas. At District heating or drinking water pipes can be leaked using Detection gases take an unreasonably long time for the customer to take.

Eine Leckortung ohne Unterbrechung der Flüssigkeitsförderung ist durch eine Temperaturmessung möglich, wenn die Mediumtemperatur deutlich höher als die Umgebungstemperatur ist. Tritt heißes Medium aus flüssigkeitsführenden Rohrleitungen aus, so wird das Temperaturfeld um die Rohrleitungen gestört. Die erhöhten Temperaturen im Bereich der Leckagestellen können sich bis zur Erdoberfläche auswirken. In diesem Fall ist es möglich, die Leckagestelle durch eine berührungslose Temperaturmessung an der Oberfläche zu bestimmen, oder man wertet die Bodentemperaturen oberhalb der Rohrleitungstrasse aus. Dieses Verfahren, das ebenso wie das Spürgasverfahren eine punktgenaue Ortung von Leckagestellen erlaubt, ist nur bei warmgehenden Rohrleitungen, z. B. Fernwärmeleitungen, anzuwenden. There is a leak location without interrupting the liquid delivery possible through a temperature measurement if the medium temperature is significantly higher than the ambient temperature. Occurs hot medium from liquid-carrying pipelines, so it will Temperature field around the pipes disturbed. The heightened Temperatures in the area of the leakage points can reach Impact on the earth's surface. In this case it is possible to Leakage point through a non-contact temperature measurement on the To determine the surface, or to evaluate the soil temperatures above the pipeline road. This procedure, the same like the tracer gas method, precise location of leak points allowed, is only for hot pipes, e.g. B. District heating pipes.  

Bei neu zu verlegenden Fernwärmeleitungen, aber auch bei anderen Leitungen werden häufig in die Isolierung spezielle Meßadern zur Leckerkennung und -ortung eingeschäumt. Bei diesen drahtgebundenen Verfahren wird zur Leckortung eine elektrische Widerstandsvergleichsmessung oder eine elektrische Impulslaufzeitmessung herangezogen. Die Anwendung dieses Verfahrens macht es notwendig, daß die Leitungen vor der Verlegung mit den erforderlichen Meßdrähten ausgerüstet worden sind. Ein nachträglicher Einbau ist wegen der Höhe der entstehenden Kosten nicht wirtschaftlich, so daß dieses Verfahren nur bei neuverlegten Systemen eingesetzt werden kann.With new district heating pipes to be installed, but also with others Cables are often used in the insulation for special measuring wires Leak detection and location foamed. With these wired The procedure is used to locate an electrical leak Resistance comparison measurement or an electrical Pulse transit time measurement used. The application of this procedure makes it necessary to connect the cables with the necessary measuring wires have been equipped. An afterthought Installation is not economical due to the amount of the costs incurred, so that this method is only used in newly installed systems can be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ortung von Leckagestellen an in Betrieb befindlichen, flüssigkeitsführenden, warm- und kaltgehenden Rohrleitungen zu schaffen.The invention has for its object a method for location of leakage points at liquid-carrying, to create hot and cold pipes.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention in a generic method solved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Im Falle einer Leckage würde Flüssigkeit in die Umgebung abströmen. Dabei verdampft ein Teil der mit dem Spürgas beladenen Flüssigkeit, so daß das Spürgas mit dem Dampf in die umgebende Gasphase gelangt. Außerdem gelangt das Spürgas aus der Flüssigkeit in die Gasphase, weil ein entsprechendes Konzentrationsgefälle zwischen dem gelösten Gas in der Flüssigkeit und der Umgebung vorhanden ist. Das von der flüssigen in die gasförmige Phase übertretene Spürgas gelangt diffusiv oder konvektiv an die Erdoberfläche und kann dort mit entsprechend empfindlichen Meßgeräten, z. B. bei Helium mittels eines Massenspektrometers nachgewiesen werden.In the event of a leak, liquid would flow out into the environment. Part of the liquid loaded with the tracer gas evaporates, so that the tracer gas reaches the surrounding gas phase with the steam. In addition, the tracer gas from the liquid enters the gas phase, because there is a corresponding concentration gradient between the solved Gas is present in the liquid and the environment. That from the liquid tracer gas that has passed into the gaseous phase diffuses or convective to the surface of the earth and can be there accordingly sensitive measuring devices, e.g. B. with helium by means of a Mass spectrometer can be detected.

Die Erfindung sei im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung zur Ortung von Leckagestellen erläutert. The invention is based on an exemplary embodiment and a location device shown in the drawing explained by leakage points.  

Eine Rohrleitung 1, die eine warme Flüssigkeit oder eine solche von Umgebungstemperatur führt und z. B. als Fernwärme- oder als Trinkwasserleitung dient, ist unterirdisch verlegt. Fernwärmesysteme enthalten in Abständen Schächte, in denen die Rohrleitung 1 mit einer Absperrarmatur 2 und Entleerungs- oder Entlüftungsarmaturen 3, 4 versehen ist. Tritt in einer solchen Rohrleitung 1 eine Leckagestelle 5 auf, so strömt die unter Druck stehende Flüssigkeit in das Erdreich 6 ab.A pipe 1 which carries a warm liquid or one of ambient temperature and z. B. serves as district heating or as a drinking water line, is installed underground. District heating systems contain shafts at intervals, in which the pipeline 1 is provided with a shut-off valve 2 and drain or vent valves 3 , 4 . If a leakage point 5 occurs in such a pipeline 1 , the liquid under pressure flows into the soil 6 .

Zur Ortung der Leckagestelle 5 ist an die Entleerungs- oder Entlüftungsarmaturen 3, 4 je eine Leitung 7, 8 z. B. ein Druckschlauch angeschlossen. Beide Leitungen 7, 8 sind mit einer Einrichtung zur Beladung der Flüssigkeit mit einem Spürgas verbunden. Die Einrichtung besteht vorzugsweise aus einer Kolonne 9, die eine Sprühdüse 10 und einen Bodenauslaß 11 aufweist. Die Sprühdüse 10 ist über die Leitung 7 mit der ersten Entleerungs- oder Entlüftungsarmatur 3 verbunden. Der Bodenauslaß 11 ist über die Leitung 8 mit der anderen Entleerungs- oder Entlüftungsarmatur 4 verbunden. In der Leitung 8 ist eine Pumpe 12 angeordnet. An die Kolonne 9 ist weiterhin ein Behälter 13 angeschlossen, der ein unter Druck stehendes Spürgas z. B. Helium oder eine Heliumgasmischung enthält.To locate the leakage point 5 is a line 7 , 8 z to the drain or vent fittings 3 , 4 . B. connected a pressure hose. Both lines 7 , 8 are connected to a device for loading the liquid with a tracer gas. The device preferably consists of a column 9 which has a spray nozzle 10 and a bottom outlet 11 . The spray nozzle 10 is connected via the line 7 to the first emptying or venting valve 3 . The bottom outlet 11 is connected via line 8 to the other emptying or venting fitting 4 . A pump 12 is arranged in line 8 . At the column 9 , a container 13 is also connected, which is a pressurized tracer gas z. B. contains helium or a helium gas mixture.

Wird eine Leckstelle in der Rohrleitung 1 vermutet, so wird die erste Entleerungs- oder Entlüftungsarmatur 3 geöffnet, so daß mittels der Pumpe 12 ein Teilstrom der unter Druck durch die Rohrleitung 1 strömenden Flüssigkeit über die Leitung 7 in die Kolonne 9 gelangt. Dieser Teilstrom wird mit Hilfe der Sprühdüse 10 in dem Innenraum der Kolonne 9 versprüht. Gleichzeitig wird durch Öffnen der Ventile im Behälter 13 Spürgas in die Kolonne 9 eingeführt. Das Spürgas löst sich in der Flüssigkeit. Die mit dem Spürgas beladene Flüssigkeit wird über die Leitung 8 in die Rohrleitung 1 eingespeist. If a leak in the pipeline 1 is suspected, the first emptying or venting valve 3 is opened, so that by means of the pump 12 a partial flow of the liquid flowing under pressure through the pipeline 1 reaches the column 9 via the line 7 . This partial flow is sprayed with the aid of the spray nozzle 10 in the interior of the column 9 . At the same time, tracer gas is introduced into the column 9 by opening the valves in the container 13 . The tracer gas dissolves in the liquid. The liquid loaded with the tracer gas is fed into the pipeline 1 via the line 8 .

Oberhalb der Stelle, an der die Leckagestelle 5 vermutet wird, wird entlang der Erdoberfläche 14 eine Absaugesonde 15 zugeführt. Die Absaugesonde 15 ist über eine Absaugeleitung 16 mit einer Absaugepumpe 17 verbunden, an die ein Nachweisgerät 18 angeschlossen ist. Wird Helium als Spürgas verwendet, so besteht das Nachweisgerät 18 aus einem Massenspektrometer. Mit diesem Massenspektrometer läßt sich das Spürgas Helium nachweisen, das aus der austretenden Flüssigkeit an der Leckagestelle 5 in die Gasphase und durch das Erdreich 6 an die Erdoberfläche 14 gelangt.Above the point where the leakage point 5 is suspected, a suction probe 15 is fed along the earth's surface 14 . The suction probe 15 is connected via a suction line 16 to a suction pump 17 to which a detection device 18 is connected. If helium is used as the tracer gas, the detection device 18 consists of a mass spectrometer. With this mass spectrometer, the tracer gas helium can be detected, which reaches the gas phase from the escaping liquid at the leakage point 5 and through the soil 6 to the earth's surface 14 .

Trinkwasserrohrleitungsnetze enthalten anstelle von Schächten Hydranten. An diese Hydranten wird die beschriebene Einrichtung zur Beladung eines Teilstromes der Flüssigkeit mit Spürgas angeschlossen. Anstelle der beschriebenen dezentralen Beladung kann das Spürgas auch zentral z. B. bei Fernwärme im Heizkraftwerk in den gesamten Flüssigkeitsstrom eingebracht werden.Drinking water pipeline networks contain instead of manholes Hydrants. The device described is attached to these hydrants for loading a partial flow of the liquid with tracer gas connected. Instead of the decentralized loading described the tracer gas also centrally z. B. for district heating in the CHP in the entire liquid flow can be introduced.

Claims (3)

1. Verfahren zur Ortung von Leckagestellen an flüssigkeitsführenden, im Erdboden verlegten Rohrleitungen mit Hilfe eines in die Rohrleitung eingespeisten Spürgases, das oberhalb der defekten Rohrleitung aufgefangen und bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Spürgas in der Flüssigkeit gelöst wird, daß die so beladene Flüssigkeit in die Rohrleitung eingespeist wird und daß das an der Leckagestelle in die Gasphase übertretende Spürgas aufgefangen wird.1. A method for locating leakages on liquid-carrying, buried pipelines with the aid of a tracer gas fed into the pipeline, which is collected and determined above the defective pipeline, characterized in that the tracer gas is dissolved in the liquid so that the liquid so loaded is fed into the pipeline and that the tracer gas which passes into the gas phase at the leakage point is collected. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Flüssigkeitsstrom mit dem Spürgas beladen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the entire Liquid flow with the tracer gas is loaded. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stelle der Rohrleitung ein Teilstrom der Flüssigkeit abgezogen wird und daß dieser Teilstrom mit dem Spürgas beladen und nach der Beladung wieder in die Rohrleitung eingespeist wird.3. The method according to claim 1, characterized in that on one A partial flow of the liquid is drawn off in place of the pipeline and that this partial stream is loaded with the tracer gas and after the load is fed back into the pipeline.