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 Severin Eskeland Daglig leder Jan-Helge Høvset Siv.ing Grete Holmquist Sentralbord & salg Terje Service og support Elektronikkservice
Grunnleggende bruk av korrelator Lekkasjesøkingsmetode basert på samtidig lydmåling av 2 eller flere punkter på vannledning Jan-Helge Høvset, Siving. Eskeland Electronics AS
Agenda Motiver for å drive med lekkasjesøking Utfordringer Forslag til løsninger Grunnleggende bruk av korrelator Effektiv lekkasjelokalisering strategi og utførelse Tips og valg av utstyr
40-50 % lekkasjetap i Norge er vanlig
Motiver for å drive med lekkasjesøking Økonomi - produksjon av vann koster penger (1,17 kr/m 3 Trondheim k. 2007, Svein Husby) Redusere investeringsbehov. Større belastning på vannanlegg, pumper etc. gir også høyere strømkostnader Mindre vann til renseanlegg (30-50 % av lekkasjevann) Forhindre kapasitetsproblemer, lavt trykk, for lite brannvann, problemer med sprinkelanlegg Stort lekkasjetap er liten grad av kontroll Lekkasjesøk på vinteren lønner seg (1,6 mill. m 3 /år, Trondheim k.)
Motiver for å drive med lekkasjesøking Økonomi - produksjon av vann koster penger (1,17 kr/m 3 Trondheim k. 2007, Svein Husby) Produksjonskostnad vann kr/m 3 Pumpekostnader vann kr/m 3 Pumpe- Kostnader Avløp kr/m 3 Rensekostnad avløp kr/m 3 Sum kostnad lekkasjevann kr/m3 0,74 0,14 0,04 0,25 1,17
Kommunale utfordinger Ledningsnett som lekker Dårlig økonomi, mangel på personal Lekkasjesøk: Hvem skal utføre? Hvordan utføre? Hva slags utstyr? Ledningsnett: Dårlig kartverk Lyddødt rørmateriale som PE, PVC o.l. Lange rørstrekk, få tilkoblingsmuligheter
Korrelasjon Lekkasjekorrelatoren - bakgrunn og historie Korrelasjonsprinsipp Fremgangsmåte Vanlige problemer og løsninger
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
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
Faktorer som påvirkere akustisk lekkasjelokalisering Enklere lekkasjelokalisering Metallrør Liten rørdiameter Kompakt omfylningsmasse Høyt ledningstrykk Lite fremmedstøy God lyd Utfordrende lekkasjelokalisering Plastledninger Stor rørdiameter Løsere omfyllningsmasse Lavt ledningstrykk Mye fremmedstøy Lite lyd
Støynivå Nedre grense for lekkasjekorrelatorer Lekkasjestøy Grense for menneskelig hørsel (lyttestav) og tradisjonelle lydloggere (50%) Ca 90% Bakgrunnsstøy Grense for korrelasjon Ca 10% Rør Avstand Grunn Lekkasje
Oppsett av lekkasjekorrelator Fremgangsmåte Valg av sensortype Utplassering av sensorer Aktivering av sendere Innstilling av rørdata Starte korrelering Filtrering - Når man ikke har noen klar topp Lagring og rapportering
Narvik: duktil 250 mm, lengde 1404 m Lekkasjen påvist ca. 330 m fra blå side.
Narvik: duktil 250 mm, lengde 1404 m
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) Tapping fra fabrikk, forbruk Vibrasjoner fra anleggsmaskiner og tung trafikk Støy fra pumpe Støy fra turbulens i T kobling/bend
Lekkasjen anvises ikke på rett posisjon Feil i innlagt rørlengde eller rørmateriale Lekkasjer som anvises til ytterkanten av rørstrekket kan befinne seg utenfor strekket Lekkasjer som anvises i nærheten av anborring/kryss kan befinne seg på stikkledning/tilstøtende rør Rørstrekk med flere forskjellige materialer introduserer større feilmargin Senterkorreling Avvik mellom faktisk hastighet og standard hastighet (tabell hastighet) for innlagt rørmateriale
Lekkasje på sammensatt rørmaterial Feil rørdata med 50m asbest i stedet for PVC flytter lekkasjen hele 22,1meter.
Lekkasje på tilstøtende rør 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 anborringer Sensor kan flyttes til det tilstøtende røret for å kontrollere, eller benytt tre sensorer
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
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
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
Metoder for måling av lydhastighet 20 Kan foretas med en kontrollert lekkasje ved åpne en hydrant eller annen tapping. Lydkilden mellom to sensorer: Avstanden til testlekkasjen må være kjent Rørmaterialet (med tilhørende diameter) som har størst individuell lengde bør benyttes MERK: Unngå testlekkasjer som ligger nære midten av rørstrekket. Her vil tidsforsinkelsen være liten fordi lekkasjelyden ankommer sensorene omtrent samtidig.
Lydkilden utenfor begge sensorer Avstanden mellom sensorene må være kjent D = 50m Sensor Sensor Sender VxT Tidsforsinkelse: T = 5ms Hastighet bil: V = ukjent 0ms 1ms S = V x T = D V= D / T 2ms 3ms 4ms 5ms V = 50m / 5ms = 1000 m/s
Eksempel 1. Korrelatorutslag nære en sensor 30 Tabellhastighet 1160 m/s Målt til 1199 m/s Korrigering av lydhastigheten har flyttet lekkasjen utenfor målområdet
Eksempel 2. PE 63 mm, lengde 475 m Tabellhastighet 370 m/s Målt til 548 m/s Korrigering av lydhastigheten har flyttet lekkasjen 105,7 42,5 = 63,2 meter
Eksempel 2. PE 63 mm, lengde 475 m
30 Litt om 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
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 lavfrekvent lekkasjelyd Filter: 24-249 Hz Lekkasje på duktil ledning, 300 og 500 mm i diameter. Lengde 1017 m (Haugesund)
Samme eksempel, men med feil filter Filter: 250-2000 Hz Ingen korrelasjonstopp for 250 2000 Hz
Utelatefunksjon Brukes til å undertrykke uønskede topper i korrelasjonsberegningen
Utelatefunksjon Aktiver innstilling og velg område som skal undertrykkes
Utelatefunksjon 51 Mulig lekkasje kommer til syne 128,9 m fra rød side Brukes til å undertrykke uønskede topper i korrelasjonsberegningen Aktiver innstilling og velg område som skal undertrykkes
Viktig! Resultatet må være repeterbart Bekreft lekkasjepunktet med marklytter Mål lydhastighten om mulig 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 finlokalisering 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