Von Andrea Vogel
Lecks in der Ummantelung von Fernwärmerohren zu reparieren, ist kein besonderes Problem. Bevor man ein Leck reparieren kann, muss man es aber erst einmal finden. Und das ist schwierig. Zwar sind die Rohre extra mit Überwachungsdrähten ausgestattet. Aber die Informationen, die diese Drähte bislang liefern, sind eher dürftig. Das weiß Dr. Rainer Becker vom Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren in Saarbrücken.
Becker: Bisher wurde das Leck über eine stationäre Widerstandsmessung detektiert, das ist eine Ja-Nein-Entscheidung; Wenn man festgestellt hat, dass ein Leck vorhanden ist, gibt man auf diesen Überwachungsdraht an der Einspeisestelle, z.B. am Hausanschluss, gibt man einen elektrischen Impuls; dieser Impuls wandert den Draht entlang; an der Feuchtigkeitsstelle wird er reflektiert und läuft zur Einspeisestelle zurück.
Aus der Laufzeit des Pulses kann man berechnen, nach wie vielen Metern Rohr das Leck kommt. Wo in der Landschaft diese Stelle liegt, weiß man allerdings nicht: Die Länge alleine reicht nicht als Ortsangabe. Denn Fernwärmerohre werden zwar als gerade Abschnitte geplant. Aber wie sie dann tatsächlich verlegt werden, das entscheidet sich oft erst vor Ort.
Becker: Es kann zum Beispiel sein, dass bei der Verlegung des Rohres der Bagger auf ein Hindernis gestoßen ist, zum Beispiel Fels. Dann wird bei der Baumaßnahme eine Umgehung realisiert, das heißt es wird die Rohrlänge verlängert.
Die Saarbrücker Wissenschaftler haben darum ein neues Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe Lecks im Mantel von Fernwärmerohren im Gelände genau geortet werden können. Sie speisen, wie beim alte Verfahren auch, Strom in die Überwachungsdrähte ein. An der Stelle des Lecks ist Wasser zwischen den Drähten: Sie sind kurzgeschlossen. Dadurch entsteht ein geschlossener Stromkreis: Von der Einspeisestelle im Haus über einen Draht zum Leck, durch das Wasser und über den anderen Draht zurück. Statt jetzt im Haus nur zu beobachten, dass Strom fließt, gehen die Fraunhofer-Wissenschaftler auf die Straße: Sie stellen sich über die Leitung und messen das Magnetfeld, das der Strom induziert. Diesem Magnetfeld folgen sie. Und wandern so genau über der Fernwärmeleitung entlang - fast wie die High-Tech-Version eines Wünschelrutengängers.
Becker: Der hat in der Hand den Sensor, mit der er die Schwenkbewegung macht, vor sich vor der Brust hat er das Prüfgerät, mit dem Display, wo die Signale zu sehen sind; Und das verfolgt er, sucht das Maximum und läuft dann entsprechend dieser Spur, und dort, wo das Feld zu Null wird, zusammenbricht, dort ist die Stelle des Lecks.
Für ihre Messungen schicken die Saarbrücker Wissenschaftler Wechselstrom über die Überwachungsdrähte. Dadurch bekommen sie ein schnell wechselndes magnetisches Feld. Das hat den Vorteil, dass andere Metallrohre, die im Boden liegen, und selbst das Erdmagnetfeld die Messung nicht stören.
Becker: das Erdmagnetfeld ist ein Gleichfeld und kann dann über diesen induktiven Sensor, mit dem ich das Magnetfeld abtaste, ausgekoppelt werden. D.h. in diesem Sensor erzeugt das Erdmagnetfeld überhaupt kein Messsignal.
Das Lecksuchgerät ist sehr genau abgestimmt: Es misst nur Signale mit einer Frequenz von etwa 30 Kilohertz. So stören nicht einmal die Magnetfelder, die von Strom- oder Telefonleitungen ausgehen. Durch eine besonders trickreiche Auswertung des Mess-Signals kann das Gerät sogar mehrere Lecks unterscheiden, die hintereinander auf der selben Leitung liegen - obwohl dann das Magnetfeld hinter dem ersten Leck noch weitergeht. Bis auf 2 Meter genau findet es jedes einzelne Leck im Mantel der Fernwärmeleitung. Grabungen an der falschen Stelle der Leitung - oder im schlimmsten Fall nicht einmal in der Nähe einer Leitung - lassen sich so vermeiden. Wie viel billiger Reparaturen dadurch werden, das kann Rainer Becker noch nicht genau einschätzen.
Becker: Das hängt natürlich von dem Gelände ab, wo dieses Leck sitzt; Wenn das im freien Feld ist, auf einer Wiese, ist das relativ einfach, da eine Grabung vorzunehmen, aber wie der Teufel es will, sitzen diese Lecks oft unter einer Straße, d.h. ich muss eine Asphaltdecke, manchmal sogar eine Betondecke aufbohren oder aufbrechen.
Und so ein Loch kann dann leicht 10.000 Euro kosten. Die ersten Erfahrungen mit dem neuen Leckortungsgerät sind sehr gut. Inzwischen wird es europaweit vermarktet.
Lecks in der Ummantelung von Fernwärmerohren zu reparieren, ist kein besonderes Problem. Bevor man ein Leck reparieren kann, muss man es aber erst einmal finden. Und das ist schwierig. Zwar sind die Rohre extra mit Überwachungsdrähten ausgestattet. Aber die Informationen, die diese Drähte bislang liefern, sind eher dürftig. Das weiß Dr. Rainer Becker vom Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren in Saarbrücken.
Becker: Bisher wurde das Leck über eine stationäre Widerstandsmessung detektiert, das ist eine Ja-Nein-Entscheidung; Wenn man festgestellt hat, dass ein Leck vorhanden ist, gibt man auf diesen Überwachungsdraht an der Einspeisestelle, z.B. am Hausanschluss, gibt man einen elektrischen Impuls; dieser Impuls wandert den Draht entlang; an der Feuchtigkeitsstelle wird er reflektiert und läuft zur Einspeisestelle zurück.
Aus der Laufzeit des Pulses kann man berechnen, nach wie vielen Metern Rohr das Leck kommt. Wo in der Landschaft diese Stelle liegt, weiß man allerdings nicht: Die Länge alleine reicht nicht als Ortsangabe. Denn Fernwärmerohre werden zwar als gerade Abschnitte geplant. Aber wie sie dann tatsächlich verlegt werden, das entscheidet sich oft erst vor Ort.
Becker: Es kann zum Beispiel sein, dass bei der Verlegung des Rohres der Bagger auf ein Hindernis gestoßen ist, zum Beispiel Fels. Dann wird bei der Baumaßnahme eine Umgehung realisiert, das heißt es wird die Rohrlänge verlängert.
Die Saarbrücker Wissenschaftler haben darum ein neues Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe Lecks im Mantel von Fernwärmerohren im Gelände genau geortet werden können. Sie speisen, wie beim alte Verfahren auch, Strom in die Überwachungsdrähte ein. An der Stelle des Lecks ist Wasser zwischen den Drähten: Sie sind kurzgeschlossen. Dadurch entsteht ein geschlossener Stromkreis: Von der Einspeisestelle im Haus über einen Draht zum Leck, durch das Wasser und über den anderen Draht zurück. Statt jetzt im Haus nur zu beobachten, dass Strom fließt, gehen die Fraunhofer-Wissenschaftler auf die Straße: Sie stellen sich über die Leitung und messen das Magnetfeld, das der Strom induziert. Diesem Magnetfeld folgen sie. Und wandern so genau über der Fernwärmeleitung entlang - fast wie die High-Tech-Version eines Wünschelrutengängers.
Becker: Der hat in der Hand den Sensor, mit der er die Schwenkbewegung macht, vor sich vor der Brust hat er das Prüfgerät, mit dem Display, wo die Signale zu sehen sind; Und das verfolgt er, sucht das Maximum und läuft dann entsprechend dieser Spur, und dort, wo das Feld zu Null wird, zusammenbricht, dort ist die Stelle des Lecks.
Für ihre Messungen schicken die Saarbrücker Wissenschaftler Wechselstrom über die Überwachungsdrähte. Dadurch bekommen sie ein schnell wechselndes magnetisches Feld. Das hat den Vorteil, dass andere Metallrohre, die im Boden liegen, und selbst das Erdmagnetfeld die Messung nicht stören.
Becker: das Erdmagnetfeld ist ein Gleichfeld und kann dann über diesen induktiven Sensor, mit dem ich das Magnetfeld abtaste, ausgekoppelt werden. D.h. in diesem Sensor erzeugt das Erdmagnetfeld überhaupt kein Messsignal.
Das Lecksuchgerät ist sehr genau abgestimmt: Es misst nur Signale mit einer Frequenz von etwa 30 Kilohertz. So stören nicht einmal die Magnetfelder, die von Strom- oder Telefonleitungen ausgehen. Durch eine besonders trickreiche Auswertung des Mess-Signals kann das Gerät sogar mehrere Lecks unterscheiden, die hintereinander auf der selben Leitung liegen - obwohl dann das Magnetfeld hinter dem ersten Leck noch weitergeht. Bis auf 2 Meter genau findet es jedes einzelne Leck im Mantel der Fernwärmeleitung. Grabungen an der falschen Stelle der Leitung - oder im schlimmsten Fall nicht einmal in der Nähe einer Leitung - lassen sich so vermeiden. Wie viel billiger Reparaturen dadurch werden, das kann Rainer Becker noch nicht genau einschätzen.
Becker: Das hängt natürlich von dem Gelände ab, wo dieses Leck sitzt; Wenn das im freien Feld ist, auf einer Wiese, ist das relativ einfach, da eine Grabung vorzunehmen, aber wie der Teufel es will, sitzen diese Lecks oft unter einer Straße, d.h. ich muss eine Asphaltdecke, manchmal sogar eine Betondecke aufbohren oder aufbrechen.
Und so ein Loch kann dann leicht 10.000 Euro kosten. Die ersten Erfahrungen mit dem neuen Leckortungsgerät sind sehr gut. Inzwischen wird es europaweit vermarktet.