Metoder for finlokalisering av lekkasjer

Transkript

1 Metoder for finlokalisering av lekkasjer En presentasjon av Jan-Helge Høvset, sivilingeniør Eskeland Electronics AS

2 Eskeland Electronics AS Etablert 1993 Adresse: Rasmus Solbergs vei 1, Ski Leverandør av: Dataloggere Metalldetektorer Rør- og kabelsøkere, feilsøkere Lekkasjesøkere Radar for grunnundersøkelser Kurs i ledningsøking og lekkasjesøk Elektronikkservice

3 Lekkasjesøking Grovlokalisering Ledningspåvisning

4 Metoder for finlokalisering Akustisk korrelasjon Korrelasjon med korrelerende lydloggere Marklytting Sporgassmetoden med hydrogen (foredrag 4) PipeMic lyttefjær (foredrag 4) Andre metoder: Kamerakjøring i avløpsledninger, varselbånd, smartball, termokamera etc.

5 Korrelatorens historie Patentert av Water Research Center (England) på 70-tallet Masseprodusert fra midten av 80-tallet Revolusjonerte lekkasjesøkingen når den kom Standard utstyr i de fleste lekkasjesøkingsbedrifter i dag Pris for de rimeligste løsningene har sunket fra kr (80-tallet) til kr i dag

6 Korrelasjonsprinsippet L Avstand fra nærmeste sensor til lekkasjen V Lydens forplantingshastighet D Rørlengden mellom sensorer T d Tidsforsinkelsen Formel: D = L + L + V x Td som gir: L D ( V ) T d 2 2

7 Korrelasjonsprinsippet L Avstand fra nærmeste sensor til lekkasjen V Lydens forplantingshastighet D Rørlengden mellom sensorer T d Tidsforsinkelsen Formel: D = L + L + V x Td som gir: L D ( V ) T d 2 2

8 Interessante fakta om L D 2 ( V ) 2 T d Viktig at inntastet rørlengde (D) og hastighet (V) er mest mulig riktig. Td måles automatisk av korrelator, såfremt man har et utslag Rørlengden (D) og lekkasjelydens hastighet (V) representerer usikkerheten 10 m feil i inntastet rørlengde vil resultere i 5 m feil i anvisningen Avvik i hastighet vil gjøre seg gjeldende når tidsforsinkelsen er stor

9 Oppsett av lekkasjekorrelator Fremgangsmåte Valg av sensortype Utplassering av sensorer Aktivering av sendere Innstilling av rørdata Start korrelering Filtrering - når man ikke har noen klar topp Lagring og rapportering

10 Effektiv finlokalisering med korrelerende lydloggere En eller flere kofferter med 8 stk. loggere for systematisk søk over større områder Kofferter med 3 loggere brukes som korrelator

11 Hva er korrelerende lydloggere? En flerpunktskorrelator Systematisk lekkasjesøk over et større område samtidig Kombinerer grovlokalisering og finlokalisering i ett moment Flere mulige lekkasjer kan lokaliseres og rapporteres

12 Hvorfor bruke korrelerende loggere? Kan korrelerer på natten når fremmedstøyen er lavere og ledningstrykket høyest (minimerer nattarbeid) Flere korreleringer hver natt gjør det enklere å skille forbruk fra lekkasjer Lyden lagres digitalt i logger og eliminerer behovet for radiooverføring som kan introdusere støy i systemet Lydfilene lagres på PC og kan når som helst hentes frem for rekorrelering med nye filterinnstillinger eller nye rørmaterialer Trafikkvennlig, da kummen kan lukkes så snart loggeren er plassert på røret

13 Flerpunktskorrelering i praksis 2 Alle sensorene korrelerer mot hverandre Opptil 28 korrelasjoner med 8 loggere m 5 7

14 Programmering av loggere 1. PC-programmering: - Velg tidspunkt eller utsatt tid 2. Koffertprogrammering

15 Utplassering av loggere Det er helt avgjørende for resultatet at loggernes posisjoner angis korrekt En god praksis er å markere loggernummer og posisjon på kart, og notere avstanden mellom loggerne. A01 Hydrant 193.2m 63.1m A02 Hydrant A03 Ventil 4m 183.5m A04 Ventil Rørlengder må angis nøyaktig. Bruk målehjul for å måle opp trasé om nødvendig. Alle avstander noteres og legges inn i programvaren. Sid nummer eller annen ID kan også lagres.

16 Korrelator problemer Kan klassifiseres i tre kategorier: Inget utslag på korrelator Utslag, men lekkasjen anvises ikke på rett posisjon Utslag fra andre støykilder enn lekkasjer

17 Inget utslag på korrelator Dårlig lydopptak i sensorer grunnet rust og skitt på røret Lydsvake lekkasjer der lyden ikke når frem til begge sensorene Lydforstyrrelser i målekummen som lekkende spindler, støy fra avløp/overvann, trafikk, regn Standardfilter ikke tilpasset den aktuelle lekkasjen

18 Utslag fra andre støykilder Det finnes andre forstyrrende lydkilder Varmepumper Trafostasjoner Reduksjonsventiler (utette ventiler) Tapping fra industri, forbruk Vibrasjoner fra anleggsmaskiner og tung trafikk Støy fra pumpe Støy fra turbulens i T kobling/bend

19 Lekkasjen anvises ikke i rett posisjon 1. Feil i innlagt rørlengde eller rørmateriale 2. Rørstrekk med flere forskjellige materialer introduserer større feilmargin 3. Lekkasjer som anvises i nærheten av anboring/kryss kan befinne seg på stikkledning/tilstøtende rør 4. Senterkorreling 5. Avvik mellom faktisk hastighet og standard hastighet (tabellhastighet) for innlagt rørmateriale 6. Lekkasjer som anvises til ytterkanten av rørstrekket kan befinne seg utenfor strekket

20 1, 2. Sammensatt rørmaterial - Eternitt/PVC Feil rørdata med 50 m eternitt i stedet for PVC flytter korrelasjonstoppen hele 22 m

21 3. Rørstrekk med tilstøtende rør 21 Sender D Sender Sensor Sensor Armatur Armatur L L VxT Lekkasje Korrelatoren vil indikere lekkasjen i tilstøtingspunktet (dersom D og V er korrekt) Man kan lett forledes til å stole på indikasjoner som ligger noen meter inntil tilstøtingspunkter og anboringer Sensor kan flyttes til det tilstøtende røret for å kontrollere, eller det kan benyttes tre sensorer

22 4. Senterkorrelering Med senterkorrelering menes en forstyrrelse som gir ett utslag som er i midten av korrelasjonsfunksjonen Ved følgende omstendigheter kan man oppleve senterkorrelering: ved for mye støy på rørstrekket ved lite eller ingen støy på rørstrekket dersom korrelatoren står nært inntil en av senderne ved bruk av hodetelefoner

23 5. Hvorfor er rett lydhastighet viktig? Korrelatorer benytter seg av tabellverdier for å beregne lekkasjepunkt Tabellverdier kan avvike fra den faktiske lydhastigheten, noe som gir feil i utregningen Avvik i hastighet vil gjøre seg gjeldende når tidsforsinkelsen er stor

24 5. Når bør vi måle lydhastigheten Bør benyttes der rørmaterialet er ukjent De største hastighetsavvikene finner vi på plast som: herder over tid påvirkes mer av fyllmasse. Kompakt masse vil for eksempel stive opp røret og øke lydhastigheten Et stort utvalg av trykklasser og plasttyper gjør det vanskelig å utvikle en nøyaktig tabell over teoretiske hastigheter Kontroll av lydhastighet er god praksis

25 Advarsel: Ingen soving i timen!

26 6. Korrelatorutslag nære en sensor Tabellhastighet 1160 m/s Målt til 1199 m/s Korrigering av lydhastigheten har flyttet lekkasjen utenfor måleområdet

27 Korrelatorutslag nære senter Tabellhastighet 1160 m/s Målt til 1199 m/s Korrigering av lydhastigheten har kun flyttet lekkasjen 0,1 meter på 300mm støpejerns rør

28 Mikrofoner på 75 mm PE, 475 m (Kåfjord) Korrelasjonstopp 105,4 m fra 3 Lydhastigheten målt og korrigert fra 370 til 545 m/s Korrekt lydhastigheten flytter lekkasjeanvisningen 105,7 43,0 = 63,7 meter

29 Lekkasjen i Kåfjord på 75 mm PE, 475 m

30 Filtrering Benyttes for å fjerne bakgrunnsstøy og fremmedstøy, dersom standardfilteret ikke finner lekkasjen Standardfilteret finner de fleste lekkasjer på metallrør Koherensanalyse viser frekvensområdet til lekkasjen og gjør det lettere å velge rett filter Eksperimentering kan være nødvendig for å finne rett filter under vanskelige forhold Digitale lydfiler kan deles med andre for hjelp til filtrering (epost, ftp, yousendit.com, TeamViewer etc)

31 Eksempel på standardfilter Rørmaterial CU, DUK, Galv, Stål og SJK Filter (Hz) Mikrofoner Filter (Hz) Hydrofoner Betong, Bly og Eternitt, PE og PVC

32 Eksempel med feil innstilt filter Filter: Hz Ingen korrelasjonstopp for Hz

33 Korrekt filter - lavfrekvent lekkasjelyd Filter: Hz Lekkasje på duktil ledning, 300 og 500 mm i diameter. Lengde 1017 m (Haugesund)

34 Koherens - frekvensanalyse Viser graden av felleslyd fra begge sensorene Velg filter i området med størst koherens

35 Koherens - frekvensanalyse Kontroller av det øvre frekvensspekteret avslører at lyden fra dene ene lekkasjen maskerer den andre lekkasjen

36 Kontroller alltid korrelatorresultatet! Bekreft lekkasjepunktet med marklytter Resultatet må være repeterbart Husk 10% regelen, 20% på plast! D = 100 Sensor Sensor 10%Plast 20%

37 Marklytting Marklytting utføres for eksakt stedsbestemmelse av lekkasjeposisjon Metoden baserer seg på at lekkasjestøyen forplanter seg gjennom marken opp til overflaten. Benyttes for å bekrefte resultatet fra korrelatorsystemer Metoden er følsom for regn og vind, trafikkstøy og annen overflatestøy

38 Lekkasjelytter - marklytter En moderne marklytter er et av de viktigste hjelpemidlene for effektiv finsøking Mikroprosessorstyrt med lav egenstøy og høy forsterkning. Display med nattlys, minne for flere målinger er en fordel Markmikrofon med adapter for bløtt underlag er nødvendig Frekvensfilter, frekvensanalyse og hørselsbeskyttelse Display

39 Filter Velg filteret som gjør at du hører lekkasjen best Enkelte marklyttere viser frekvensområdet til lekkasjelyden og fremmedstøyen Sett filteret til frekvensområdet der lekkasjelyden er mest framtredende og filtrer bort fremmedstøy om mulig

40 Marklytting ved like markforhold Ved optimale forhold vil lyden være kraftigst rett over lekkasjen Lekkasjestøyen vil variere i karakter avhengig av fyllmasse, rørmaterial, vanntrykk og dybde til ledningen Ved lekkasjelokalisering flyttes markmikrofonen med 1-2 meters avstand avhengig av forholdene Tilpass filter etter lekkasjelyd og hørsel

41 Marklytting på ulikt underlag FORTAU ASFALT/VEI JORD GRUS 38 VANN 25 Ved marklytting på ulike underlag vil lekkasjeklyden variere i karakter Et grunnleggende prinsipp for marklytting er å sammenligne lekkasjestøy på samme type underlag Ved gode forhold, på asfaltert gate med kompakt fyllmasse, vil lekkasjestøyen ledes bedre til overflaten enn via jord/grus

42 Marklytting ved tele, is og/eller snø Flere ulike fenomener kan oppstå ved tele, is og/eller snø Tele transporterer lekkasjestøy over større strekninger Det er viktig at snø/is fjernes der markmikrofonen skal settes ned. Ellers kan det oppstå lyd som kan oppfattes som lekkasjestøy Markmikrofonen bør ha samme temperatur som uteluften. En markmikrofon hentet fra oppvarmet bil vil smelte snø/is krystaller og avgi støy

43 Marklytting i områder med varierende fyllmasse GRUS/SAND KUM/ VENTIL STEN Vær oppmerksom på at rundt kummer og ventiler kan lyden fra lekkasjen oppfattes som kraftigere. Materialer med høyere tetthet leder lyd bedre

44 Marklytting på lekkasjer som står under vann VANNFYLT MARK Lekkasjer som har stått over tid kan avgi svakere lekkasjestøy og det skyldes at: vannmassene skaper et mottrykk til vannlekkasjen og demper vibrasjonene fra lekkasjen vannfylt mark ikke leder lyden like bra til overflaten Lekkasjestøyen er kraftigere i overgangen til fyllmassen

45 Marklytting på metallrør og plastrør LYDSTYRKE STØPEJERN PLAST Lekksjestøyen forplanter seg forskjellig avhengig av rørmaterialet Lekkasje på plastrør gir et vesentlig mindre område med lekkasjelyd, sammenlignet med lyden fra metallrør som brer seg ut over en større overflate

46 Lekkasjelydens utbredelser for ulike rørmaterialer

47 Takk for oppmerksomheten! Du finner mer informasjon på våre nettsider