DE3309704A1 - Vorrichtung zur laufenden ueberwachung eines waermeisolierten leitungsrohres - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur laufenden Uberwachung eines wärmeisolierten Leitungs-
• rohres Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur laufenden Oberwachung eines wärmeisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem metallischen Innenrohr, einem vorzugsweise aus Metall bestehenden Außenrohr sowie einer zwischen den Rohren befindlichen Wärmeisolationsschicht, bei welcher ein elektrischer Leiter parallel zur Rohrachse und im Abstand zum Innen- sowie zum Außenrohr verläuft und bei der der elektrische Isolationswert zwischen dem Leiter und dem Innenrohr ständig gemessen und bei Unterschreiten eines einstellbaren Mindestwertes für den Isojationswert ein Alarm ausgelöst wird.
• Im Fernwärmeleitungsbau hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, daß das bereits durch die konstruktive Gestaltung der Rohrleitungen gegebene hohe Maß an Sicherheit durch eine elektronische Überwachung noch gesteigert werden kann. Bei Rohrleitungen werden Beschädigungen nie völlig auszuschließen sein, und eine Überwachung kann dann dazu beitragen, Reparaturkosten und die Zeit der Unterbrechung der Energieversorgung gering zu halten sowie den Verursacher des Schadens zu ermitteln. Voraussetzung für eine umfassende Einführung der Rohrleitungsüberwachung ist hierbei neben der technisch sicheren Funktion eine angemessene Relation zwischen den Kosten der Überwachung und der gesamten Anlage.
• Die vorliegende Erfindung soll eine Überwachungseinrichtung für ein sogenanntes Stahlmantelrohr schaffen, welches bekanntlich aus einem mediumführenden Innenrohr aus nahtlosem oder geschweißtem Stahlrohr besteht, welches von einem anorganischen Wärmedämmaterial, z. B.
• Kalziumsilikatschalen oder Glas- bzw. Steinwolle, umgeben ist. Durch auf der Wärmeisolation befestigte Distanzstücke wird das Innenrohr zentrisch in einem längsnaht- oder spiralgeschweißten Außenrohr gehalten. Das Außenrohr trägt einen Korrosionsschutz beispielsweise aus Tropenbitumen auf Glasvlies. Die Überwachungsadern werden bei diesem Rohrleitungssystem auf der Wärmeisolation axial verlegt, wobei durch besondere konstruktive Maßnahmen direkte Berührungen zwischen Adern und Stahlteilen vermieden werden. Die Adern werden bereits bei der Herstellung der Rohrabschnitte werksseitig installiert und bei der Verlegung der Rohrabschnitte auf der Baustelle durchgehend verbunden.
• Da aufgrund der Schwerkraft, das entweder bei einer Beschädigung des Außenrohres von außen oder bei einer Beschädigung des Innenrohres von innen in den Ringraum zwischen Innen-und Außenrohr eintretende Wasser sich stets im unteren Bereich der Rohrleitung sammelt, hat man die Überwachungsadern bei diesem Rohrleitungssystem unterhalb des mediumführenden Innenrohres angebracht. Diese Art der Befestigung ist jedoch handwerkl ich schwer durchzuführen.
• Da die wärmeisolierten Leitungsrohre vom Typ Stahlmantelrohr Medien mit einer Temperatur von mehr als 100, üblicherweise zwischen 120 und 1300, transportieren sollen, und der Raum zwischen dem mediumführenden Innenrohr und dem Außenrohr üblicherweise evakuiert ist, ist bei einer Beschädigung des Innenrohres die Schadensstelle mit der bekannten Anordnung nicht genau lokalisierbar, da das Medium bei diesen Bedingungen dampfförmig austritt. Befindet sich das Leck im Innenrohr, beispielsweise an der der Meldeader gegenüberliegenden Seite des Innenrohres, so kann eine Durchfeuchtung der Isolierschicht infolge des Dampfes erst dann ermittelt werden, wenn auch die -Isolierschicht im Bereich zwischen dem Innenrohr und der Meldeader durchfeuchtet ist. Der ausströmende Dampf kann also innerhalb des Ringraumes zwischen Innenrohr und Außenrohr entlangströmen und kondensiert an der inneren Oberfläche des Außenrohres. Da die Stahlmantelrohre normalerweise mit Gefälle verlegt werden, kann es möglich sein, daß das Kondenswasser an einer Stelle die Isolierung zwischen dem mediumführenden Innenrohr und der Meldeader durchfeuchtet, die weit entfernt von der eigentlichen Leckstelle ist Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, die einfach herstellbar ist und die Möglichkeit gibt, Schadensstellen im Innenrohr und im Außenrohr schnell und genau anzuzeigen und zu lokalisieren.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der elektrische Leiter auf der obenliegenden Seite der Isolationsschicht angeordnet ist und daß im axialen Abstand zueinander Meßschleifen an dem elektrischen Leiter angeschlossen sind, die die Isolationsschicht umhüllen. Durch die Anordnung des elektrischen Leiters auf der obenliegenden Seite der Isolationsschicht läßt sich ein Durchverbinden an den Stoßstellen der einzelnen Rohrleitungslängen problemlos durchführen. Durch die Meßschleifen, die elektrisch mit dem Leiter verbunden sind und somit gegenüber dem Innenrohr auf einem elektrischen Potential stehen, wird die gesamte Isolierschicht an dieser Stelle umhüllt, so daß eine Durchfeuchtung an jeder Stelle des Umfangs leicht angezeigt werden kann.
• Um eine Verlagerung des elektrischen Leiters auf der Isolationsschicht zu verhindern, ist dieser mit groben Stichen auf der Isolationsschicht aufgenäht bzw. in die Isolationsschicht eingenäht. Die Meßschleifen sind zweckmäßigerweise lediglich an den Verbindungsstellen der Leitungsrohrlängen angeordnet. Erfahrungen haben gezeigt, daß fast sämtliche Leckagen aus Fehlern in der Schweißnaht an der Stoßverbindung zwischen den Innenrohren der Rohrleitungslängen auftreten. Die Meßschleifen werden also nach dem Schweißen der Innen rohre und dem nachträglichen Aufwickeln der Isolierschicht bei der Verbindung der elektrischen Leiter mit eingelötet oder eingeschweißt bzw. durch eine Klemmverbindung an die Leiter angeschlossen. Der elektrische Leiter besteht zweckmäßigerweise aus einer Nickel-Chrom-Legierung, wogegen die Meßschleifen aus Kupfer bestehen. Der Vorteil der Verwendung einer Nickel-Chrom-Legierung besteht darin, daß diese einmal einen relativ hohen Widerstand und zum anderen dieser Widerstand von der Temperatur nahezu unabhängig ist und somit nach der Widerstandsreferenzmethode ein Schaden leicht geortet werden kann. Die Meßschleifen sind vorteilhafterweise in Ausnehmungen in der Isolationsschicht angeordnet. Durch diese Ausnehmungen werden die Meßschleifen näher zum Innenrohr gebracht, wobei jedoch sichergestellt sein muß, daß ein direkter Kontakt zwischen der Meßschleife und dem Innenrohr mit Sicherheit vermieden ist.
• Es versteht sich von selbst, daß sowohl der elektrische Leiter als auch die Meßschleifen sogenannte blanke Leiter, d. h. ohne Isolationsschicht, sind.
• Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Die zu überwachende Rohrleitung besteht aus einem mediumführenden Innenrohr 1 aus Stahl, einer Wärmeisolationsschicht 2 aus Steinwolle sowie einem Außenrohr 3 aus Stahl, wobei zwischen der Isolationsschicht 2 und dem Außenrohr 3 ein Spalt 4 verbleibt. Ein Meldeleiter 5 aus einer Nickel-Chrom-Leglerung ist an der Außenseite der Isolationsschicht 2 angebracht Zwischen dem Innenrohr 1 und dem Meldeleiter 5 liegt eine Niederspannung von beispielsweise 12 V, mit deren Hilfe der Isolationswert zwischen dem Innenrohr 1 und dem Meldeleiter 5 ständig gemessen werden kann Bei Unterschreiten eines Mindestwertes für diesen Isolationswert, beispielsweise im Falle einer Durchfeuchtung der Isolierschicht 2, wird mittels eines nicht dargestellten Oberwachungsgerätes der Kurzschluß angezeigt und sofort lokalisiert.
• Gemäß der Lehre der Erfindung ist nun der elektrische Leiter 5 bzw. die Meldeader an der oberen Seite der Isolierschicht 2 befestigt. Dies führt zu einer wesentlichen Vereinfachung bei der Montage der Rohrleitungslängen, insbesondere aber bei der Verbindung der Meldeleiter 5 zweier zu verbindenden Rohrleitungsstränge. An definierten Stellen, vorzugsweise jedoch im Bereich der Verbindungsstelle zweier Rohrleitungsstränge, sind an den Meldeleiter 5 Meßschleifen 6 elektrisch angeschlossen, welche die Isolationsschicht 2 umhüllen. Hierdurch ist gewährleistet, daß an jeder Stelle des Umfangs im schadensträchtigen Bereich der Schweißstelle des Innenrohres 1 ein Kurzschluß zwischen dem Meldeleiter 5 und dem Innenrohr 1 gemessen werden kann.
• Der elektrische Leiter 5 ist auf der Isolierschicht 2 mittels eines Fadens 7 (siehe Figur 2) aufgenäht. Die Meßschleife 6, die zweckmäßigerweise aus einem Kupferdraht besteht, ist in einer Ausnehmung 8 untergebracht, die nach dem Aufwickeln der Isolierschicht 2 in diese eingebracht wurde. Vorteilhafterweise ist die Tiefe der Ausnehmung so gewähit, daß der Draht der Meßschleife 6 in der Mitte der Wandung der Isolierschicht 2 angeordnet ist. Wesentlich ist, daß die Meßschleife 6 an jeder Stelle im Abstand zum Innenrohr 1 angeordnet ist. Mit 9 ist noch die Verbindungsnaht zwischen den zwei Innenrohren zweier miteinander verbundener Leitungsrohrstränge bezeichnet, in deren unmittelbarer Nähe die Schleifen 6 angeordnet sein sollten.

Claims (5)

1. Patentanspruche 1Vorrichtung zur laufenden Oberwachung eines wärmeisolierten Leitungsrohres, bestehend aus einem metallischen Innenrohr, einem vorzugsweise aus Metall bestehenden Außenrohr sowie einer zwischen den Rohren befindlichen Wärmeisolationsschicht, bei welcher ein elektrischer Leiter parallel zur Rohrachse und im Abstand zum Innenrohr sowie zum Außenrohr verlauft und bei der der elektrische Isolationswert zwischen dem Leiter und dem Innenrohr ständig gemessen und bei Unterschreiten eines einstellbaren Mindestwertes für den Isolationswert ein Alarm ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (5) auf der obenliegenden Seite der Isolationsschicht (2) angeordnet ist und daß im axialen Abstand zueinander Meßschleifen (6) an dem elektrischen Leiter (5) angeschlossen sind, die die Isolationsschicht (2) umhüllen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (5) auf der Isolationsschicht (2) aufgenäht bzw. in die Isolationsschicht (2) eingenäht ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschleifen (6) lediglich an den Verbindungsstellen (9) der Leitungsrohrlängen angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (5) aus einer Nickel-Chrom-Legierung und die Meßschleifen (6) aus Kupfer bestehen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschleifen (6) in Ausnehmungen (8) in der Isolationsschicht (2) angeordnet sind.