Leckageortung

Die Leckageortung wird zum Auffinden von verdeckten Leckstellen an Rohrnetzinstallationen durchgeführt. Hier wird mit Hilfe unterschiedlichster Messtechniken möglichst die exakte Leckstellenposition eingemessen.

Techniken

Elektronische Feuchtigkeitsmessungen

Im Kapazitiv- oder im Widerstandsmessverfahren können Feuchtigkeitsschwerpunkte bestimmt werden.

Widerstandsfeuchtemessung

Nachdem diese Art der Messgeräte anfänglich in der Holz- und Forstwirtschaft genutzt wurden, ist seit längerer Zeit auch die Messung von mineralischen Stoffen möglich und damit der Einsatz in der Baufeuchtemessung gewährleistet.

Wirkungsweise

Mit Hilfe zweier Elektroden wird der elektrische Widerstand eines Baustoffs bestimmt. Der Widerstand verändert sich in Abhängigkeit von der Feuchte des Prüfstoffes und wird am Messgerät in herstellerspezifischen Einheiten angezeigt. Eine Umrechnungstabelle ermöglicht unter Berücksichtigung verschiedener Baustoffe die Bestimmung der Messwerte in Feuchtigkeitsprozente.

Die verwendeten Elektroden sind hauptsächlich vom zu messenden Baustoff und dessen Zugänglichkeit abhängig. Oberflächen können mit verschiedenen Einschlagelektroden gemessen werden. Für tiefer gelegene Schichten, die für die Feuchtemessung immer interessant erscheinen, eignen sich besonders Messsonden, die über Bohrlöcher oder Fugen in die Tiefe eingeführt werden können.

Kapazitive Feuchtemessung

Das dielektrische Verfahren ermöglicht die Messung von gefliesten Bereichen oder auch von Estrichen mit darunterliegender Fußbodenheizung, bei dem ein Anbohren ein viel zu großes Risiko darstellt. Es reicht schon aus, wenn man das Messgerät auf die Oberfläche des zu messenden Baustoffs legt.

Wirkungsweise

Erhöhte Feuchtewerte äußern sich nicht nur in der Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit, sondern auch in der Zunahme der Dielektrizitätskonstante. Dabei wird eigentlich die Kapazität eines Kondensators gemessen, der das Herz des Messgeräts darstellt.

Je nach Dielektrikum (Trennmaterial der Kondensatorplatten) ändert sich die Kapazität des Kondensators. D.h. befindet sich im Streufeld des Kondensators Material mit höherem Feuchtegehalt, schlägt sich dieser in einer höheren Dielektrizitätskonstante nieder. Die Kapazität des Kondensators ändert sich ebenso und wird im Messgerät als Gewichtsprozent umgerechnet und angezeigt.

Leitungsortung

Elektrisch leitende (metallische) Leitungen werden in ihrem Verlauf und in der Verlegetiefe eingemessen.

Elektro-akustische Leckageortung

Dem zuvor eingemessenen Leitungsverlauf folgend "horcht" man die Leitungen ab. Leckagegeräusche werden verstärkt, Leckstellen können so punktgenau geortet werden.

Mit einem Bodenmikrofon oder Kontaktmikrofon, auch als Geophon bezeichnet, erfolgt die Erfassung von typischen Schallwellen, die bei einer Leckstelle an Wasser- bzw. Heizleitungen auftreten, und zwar:

1. durch die die Körperschallschwingung des Rohres (verursacht durch Wasseraustritt am Leck)
   • Diese Schwingung ist je nach Beschaffenheit des Rohres unterschiedlich stark und breitet sich nach beiden Seiten des Lecks aus. Das Geräusch kann mit speziellen Mikrofonen an der Leitung direkt wahrgenommen werden. Dabei gilt: Je lauter das Geräusch, umso näher an der Leckstelle A und umgekehrt.
2. durch das eigentliche Leckgeräusch (Bewegung des Wassers)
   • Das Leckgeräusch breitet sich kugelförmig aus und kann nur an der Leckstelle wahrgenommen werden. Dabei dient ein Bodenmikrofon zur Verstärkung der Hörbarkeit des Geräusches.

Diffusionsschlauch-Verfahren

Das Diffusionsschlauch-Verfahren ist ein Messverfahren, das in der Lage ist, Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten von einer/einem leckenden Rohrleitung/Behälter in der Nähe mit hoher Empfindlichkeit zu messen und zu lokalisieren. Das physikalische Wirkungsprinzip beruht darauf, dass der eingesetzte sog. „Sensorschlauch“ druckdicht ist, für Gase und Dämpfe jedoch eine permeable Diffusionsmembran darstellt.^[1]

Funktionsweise

Der Sensorschlauch wird z.B. längs der zu überwachenden Rohrleitung verlegt und in periodischen Zyklen (typ. 1x pro Tag) mit sauberer Luft gespült. Zwischen den Messzyklen ist der Schlauch drucklos. Gelangt infolge eines Lecks in der Rohrleitung das darin geführte Medium an die Wand des Sensorschlauchs, so diffundiert es durch die Schlauchwand und bildet nach wenigen Stunden an der Berührungsstelle im Innern des Schlauches eine hohe Gaskonzentration. Dies geschieht unabhängig davon, ob das Leckmedium flüssig oder in Dampfform an den Sensorschlauch gelangt, wenn das Leckmedium am Sensorschlauch in Wasser gelöst ist (z.B. wenn Pipeline und Sensorschlauch unterhalb des Grundwasserspiegels oder im Flussbett/Meeresboden verlegt sind) (Henry-Gesetz). Da der beschriebene Diffusionsvorgang für die meisten chemischen Substanzen funktioniert, entsteht im Inneren des Sensorschlauches eine lang ausgedehnte Luftprobe, welche bei der zyklischen Spülung des Schlauches durch spezifische Gassensoren am Ausgang der Schlauchstrecke analysiert wird. Bei Grenzwertüberschreitung lässt sich aus Laufzeit und Strömungsgeschwindigkeit sehr präzise der Leckort bestimmen.^[2]

Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren

Das Diffusionsschlauch-Verfahren ist als komplementäre Methode zu den Standard-Verfahren einzustufen und zeichnet sich wegen der hohen Empfindlichkeit insbesondere für die Erkennung von schleichenden Leckagen als Frühstadium eines größeren Korrosionsschadens aus.

Tracer-Gas-Verfahren

Leck geschlagene Rohrleitungen werden entleert und mit einem Messgas befüllt. Das Messgas tritt aus der Leckstelle aus. Die Leckstelle kann so eingegrenzt werden.

Das Rohrsystem wird mit einer vorabberechneten Menge eines geeigneten Gasgemischs (in der Regel Formiergas 95/05, (95 % Stickstoff, 5 % Wasserstoff) gefüllt und mit leicht erhöhtem Überdruck verschlossen. Das Gas tritt an der Leckstelle aus und diffundiert auch durch relativ dichte Bauteile wie Beton, Estrich und Fußbodenbelägen und lässt sich mit Hilfe des Tracergasmessgerätes nachweisen. Der Sensor, der eine selektive Empfindlichkeit für das verwendete Gas besitzt, meldet bereits Gasspuren im einstelligen ppm-Bereich (ppm - part per million).

Thermografie

Methode zum Sichtbarmachen von Leckagen an Warmwasser- und Heizungsleitungen. Auch geeignet bei der Überprüfung der Luftdichtigkeit von Gebäuden in Verbindung mit dem Blower-Door-Test.

Ein mit der Infrarotkamera erstelltes Thermogramm zeigt die Wärmestrahlungsverteilung des thermografierten Bereiches. Hierbei entsprechen dunklere Bereiche (blau bis schwarz) den Flächen niedriger Oberflächentemperaturen, die helleren Bereiche (gelb bis weiß) zeigen die Flächen mit den größeren Wärmestrahlung. Das gesamte Temperaturfeld wird im gewählten Messbereich durch eine kontinuierliche Farbskala wiedergegeben.

Radiometrische Feuchtemessung

Wirkungsweise

Bei der radiometrischen Feuchtigkeitsmessung arbeitet eine Neutronensonde nach dem Prinzip der Neutronenabbremsung. Die von der Strahlungsquelle ausgesandten Neutronen werden durch Wasserstoffatome abgebremst. Die langsameren Neutronen werden durch Detektoren im Gerät aufgenommen und elektronisch ausgewertet. Der so ermittelte Wert gibt dann Aufschluss über den Feuchtigkeitsgehalt der untersuchten Bauteile.

Die zerstörungsfreie Messung kann bei Schichtdicken bis zu 20 cm durchgeführt werden. Die Messwerte zeigen eine Übersicht der Feuchteverteilung in der untersuchten Fläche oder Bauteil. Da die Messwerte dimensionslos sind und nur eine sehr grobe Einschätzung des Durchfeuchtungsgrades erlauben, sind i.d.R. weitere Feuchtigkeitsmessungen erforderlich, um quantitative Aussagen treffen zu können.

Anwendungsgebiete

Dämmschichten von Flachdächern und Estrichen können ohne Beschädigung auf Ausdehnung und Grad der Durchfeuchtung untersucht werden. Anhand der qualitativen Messung der Feuchte ist fast immer die Erkennung von Undichtigkeiten und Löchern in der Dachhaut gegeben. Zu sanierende Bereiche können mit der Sonde genau eingegrenzt werden. Weitere wichtige Anwendungsgebiete sind die Leckortung von Fußbodenheizung und von Rohrleitungen sowie die Untersuchung von Keller- und Wandbereichen.

Im Bereich der Flachdachanalyse ermöglicht dieses Prüfverfahren flächendeckende Aussagen über die Dichtigkeit von Abdichtungen. Daraus resultierend ergeben sich wichtige Aspekte hinsichtlich der Sanierung durchfeuchteter Dämmung. Besonders unter Beachtung der ökologischen Komponente – ob der Abriss und die Entsorgung des Dämmmaterials vermieden werden kann – hat die Trocknung der Dämmschicht von Flachdächern einen enormen wirtschaftlichen Vorteil.

Sicherheit

Für die Neutronensonde ist eine spezielle Ausbildung des Anwenders sowie eine Reihe von Sondergenehmigungen für Umgang und Transport erforderlich, da für die Messung strahlungsintensives Material verwendet wird.

Elektro-Impuls-Verfahren

Die Leckagesuche nach dem Elektro-Impuls-Verfahren ist für das Auffinden von Löchern und Rissen in der Dachhaut von Flachdächern geeignet. Weiterhin findet diese Methode auch zur Untersuchung von Parkdecks und Terrassen Anwendung.

Wirkungsweise

An der Unterseite der Dachabdichtung wird ein Stromimpuls mit ca. 40-V-Gleichspannung über den Schutzleiter des Stromnetzes angelegt. Auf der Oberfläche der Dachabdichtung wird am Rand (ohne Berührung der Attika) eine Ringleitung mit Minuspol verlegt.

Durch Benetzung der Dachabdichtung mit Wasser wird für die unter der Abdichtung am Gebäude anliegende 40-V-Spannung die Voraussetzung geschaffen, an der defekten Stelle der Dachabdichtung nach oben zu gelangen.

Die Gleichspannung fließt jetzt automatisch zu der mit dem Minuspol versehenen Ringleitung. Mit dem Impulsempfänger wird der Stromfluss ausgemessen, was unweigerlich an die defekte Stelle der Dachabdichtung führt

Hydrostatische Verfahren

Die Dichtigkeit einer Rohrleitung wird durch Befüllung mit Druckluft getestet. Diese Methode ist sinnvoll, wenn mehrere Rohrleitungen nahe beieinander liegen und unbekannt ist, welche von ihnen eine Leckage aufweist.

Wirkungsweise

Mit einem Manometer wird der Luftdruck im Inneren der Rohrleitung überwacht. Wenn der Druck während der Testdauer gleich bleibt, ist die Leitung dicht. Fällt der Druck ab, ist ein Leck vorhanden. Zur genauen Ortung des Lecks kann man anschließend die Tracergasmethode oder eine elektro-akustische Methode anwenden.

Referenzen

1. ↑ Bayer CO-Pipeline - Modernes Leck-Erkennungs- und Ortungssystem
2. ↑ Leckortung an Rohrleitungen, ROHRBAU Kongress 2002, Weimar