Metoder for finlokalisering av lekkasjer En presentasjon av Jan-Helge Høvset, sivilingeniør Eskeland Electronics AS
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
Lekkasjesøking Grovlokalisering Ledningspåvisning
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.
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 300.000 (80-tallet) til kr 90.000 i dag
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
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
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
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
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
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
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
Flerpunktskorrelering i praksis 2 Alle sensorene korrelerer mot hverandre Opptil 28 korrelasjoner med 8 loggere 1 3 4 6 8 800m 5 7
Programmering av loggere 1. PC-programmering: - Velg tidspunkt eller utsatt tid 2. Koffertprogrammering
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.
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
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
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
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
1, 2. Sammensatt rørmaterial - Eternitt/PVC Feil rørdata med 50 m eternitt i stedet for PVC flytter korrelasjonstoppen hele 22 m
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
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
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
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
Advarsel: Ingen soving i timen!
6. Korrelatorutslag nære en sensor Tabellhastighet 1160 m/s Målt til 1199 m/s Korrigering av lydhastigheten har flyttet lekkasjen utenfor måleområdet
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
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
Lekkasjen i Kåfjord på 75 mm PE, 475 m
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)
Eksempel på standardfilter Rørmaterial CU, DUK, Galv, Stål og SJK Filter (Hz) Mikrofoner Filter (Hz) Hydrofoner 100 2000 25-1000 Betong, Bly og 100-2000 25 500 Eternitt, PE og PVC 25-500 3-250
Eksempel med feil innstilt filter Filter: 250-2000 Hz Ingen korrelasjonstopp for 250 2000 Hz
Korrekt filter - lavfrekvent lekkasjelyd Filter: 24-249 Hz Lekkasje på duktil ledning, 300 og 500 mm i diameter. Lengde 1017 m (Haugesund)
Koherens - frekvensanalyse Viser graden av felleslyd fra begge sensorene Velg filter i området med størst koherens
Koherens - frekvensanalyse Kontroller av det øvre frekvensspekteret avslører at lyden fra dene ene lekkasjen maskerer den andre lekkasjen
Kontroller alltid korrelatorresultatet! Bekreft lekkasjepunktet med marklytter Resultatet må være repeterbart Husk 10% regelen, 20% på plast! D = 100 Sensor Sensor 10%Plast 20%
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
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
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
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
Marklytting på ulikt underlag FORTAU ASFALT/VEI JORD 78 88 45 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
Marklytting ved tele, is og/eller snø 88 89 89 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
Marklytting i områder med varierende fyllmasse 78 43 78 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
Marklytting på lekkasjer som står under vann 68 35 65 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
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
Lekkasjelydens utbredelser for ulike rørmaterialer
Takk for oppmerksomheten! Du finner mer informasjon på våre nettsider