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Leckortung

Dichtheitskontrolle an erdverlegten Rohrleitungen

Frage: Unser Kälte-Klima-Fachbetrieb betreut eine Kundenanlage, deren Rohrleitungen zwischen Verflüssigungssatz und Verdampfer erdverlegt sind. Die Leitungslänge beträgt etwa 15 m. Die Verlegung der Rohre erfolgte in einem abgedichteten Hüllrohr, in dem außerdem ein Leckageerkennungssystem installiert wurde. Nachdem das Leckageerkennungssystem kürzlich ausgelöst hat, stellten unsere Monteure auch einen Kältemittelmangel an der Anlage fest. Weiterhin konnte mit einem elektronischen Lecksuchgerät an Ein- und Ausgang des Hüllrohres Kältemittel detektiert werden. Da der Neubau der erdverlegten Rohrleitungen sehr aufwändig ist, möchten wir das Leck orten, um die schadhafte Stelle zur Schadensursachenermittlung und anschließender Reparatur gezielt freizulegen. Wie können wir bei der Leckortung vorgehen?

Antwort: Die Leckortung an erdverlegten Leitungen gestaltet sich oft schwierig. Mit der Verlegung der kältemittelführenden Rohrleitungen in einem abgedichteten Hüllrohr mit Leckageerkennungssystem erfüllen sie die baulichen Anforderungen gemäß Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV) bzw. Wasserhaushaltgesetz (WHG).

Falls noch Unsicherheit darüber besteht, ob sich die Undichtigkeit tatsächlich im erdverlegten Teil der Leitung befindet, kann eine Druckabfallprüfung hilfreich sein. Diese Methode liefert allerdings nur ein sicheres Prüfergebnis, wenn der jährliche Kältemittelverlust bei mehreren Kilogramm pro Jahr liegt. Um die Aussagekraft der Druckabfallprüfung zu erhöhen, sollte das Volumen klein, die Temperatur konstant, die Prüfdauer lang und der Prüfdruck hoch sein. Deshalb sollten nur die erdverlegten Rohrleitungen und diese separat geprüft werden. Als Prüfdruck wird der zulässige Betriebsdruck der Anlage und eine 24-stündige Prüfdauer vorgeschlagen. Bei der beschriebenen Leitungslänge von 15m und einer angenommenen Leckrate von 5kg/a sollte sich bei der Rohrdimension18x1mm ein Druckabfall >1bar einstellen. Auf diesem Weg lässt sich das Leck auf eine der beiden Leitungen eingrenzen.

Um es vorwegzunehmen, die Leckortung ist möglich. Sie ist zeitaufwändig und benötigt etwas „Fingerspitzengefühl“. Mit folgender Vorgehensweise sollte es funktionieren:

  • Unabhängig davon, ob zusätzlich eine Druckabfallprüfung durchgeführt wurde oder nicht, muss ein Zugang zu Ein- und Ausgang des Hüllrohres geschaffen werden. Die Hüllrohre sind an Ein- und Ausgang meist eingedichtet, um Eindringen von Feuchtigkeit etc. zu verhindern. Durch diese Abdichtung muss jeweils ein kurzer Schlauch eingebracht werden. Anschließend wird die Schlauchdurchführung abgedichtet. Somit erhält man zur Leckortung Zugang zum Inneren des Hüllrohres. Parallel dazu wird der zu prüfende Anlagenabschnitt drucklos gemacht.
  • Danach wird das Hüllrohr mit Stickstoff oder Druckluft durchspült. Das Spülen erfolgt so lange, bis am anderen Ende des Hüllrohres kein Kältemittel mehr festgestellt wird (Nachweis mit einem Lecksuchgerät).
  • Im nächsten Schritt wird die zu prüfende Rohrleitung mit Formiergas beaufschlagt. Als Prüfdruck wird der zulässige Betriebsdruck vorgeschlagen.
  • Anschließend wird eine bestimmte Wartezeit (Akkumulationszeit) abgewartet. In dieser Zeit konzentriert sich das austretende Formiergas im Hüllrohr auf. Die notwendige Wartezeit richtet sich nach Leckrate und Hüllrohrvolumen und zieht meist mehrere Versuche nach sich.
  • Nach dieser Zeit wird ein definierter, gleichmäßiger Stickstoffvolumenstrom von einer Seite über den eingebrachten Schlauch in das Hüllrohr eingeleitet (Strömungsgeschwindigkeit im Hüllrohr ca. 1 m/min – turbulente Strömung vermeiden!). Am anderen Ende des Hüllrohres wird das Lecksuchgerät positioniert und mit einer Stoppuhr ermittelt, wann es zur maximalen Signalabgabe (= höchste Formiergaskonzentration) kommt. Diese Zeit wird notiert. Danach wird das Formiergas abgelassen.
  • Analog zu Punkt2 wird anschließend das aufkonzentrierte Formiergas mit Stickstoff oder Druckluft aus dem Hüllrohr ausgeblasen.
  • Analog zu den Punkten3 und 4 wird die zu prüfende Rohrleitung erneut mit Formiergas beaufschlagt und die gleiche Wartezeit abgewartet.
  • Analog zu Punkt5 wird das Hüllrohr erneut mit einem definierten Stickstoff- bzw. Druckluftvolumenstrom durchströmt, jedoch jetzt in anderer Richtung. Es wird wiederum die Zeit ermittelt, bis mit einem Lecksuchgerät die höchste Formiergaskonzentration am anderen Ende des Hüllrohres festgestellt wird.
  • Die beiden ermittelten Zeiten werden verglichen. Sind beide Zeiten gleich lang, so befindet sich das Leck direkt in der Mitte der erdverlegten Leitung. Je nach zeitlichem Versatz kann man die Lage des Lecks grob bestimmen. Je kürzer die Zeitspanne, bis sich die maximale Signalabgabe am Leckdetektor einstellt, desto näher befindet sich das Leck an der Messstelle.
  • Die genaue Leckortung ist nur möglich, wenn die Prüfbedingungen (Akkumulationszeit, Stickstoff- bzw. Druckluftvolumenstrom, Prüfdruck etc.) konstant sind. Deshalb sollte die Prüfung dreimal mit reproduzierbaren Ergebnissen durchgeführt werden, bevor die Schachtarbeiten beginnen. Bei erdverlegten Rohrleitungen mit Abzweigungen ist das Auffinden der undichten Stelle noch schwieriger. In diesem Fall sind erst die Knotenpunkte freizulegen. Danach können die Teilstücke wie beschrieben geprüft werden.

    Insbesondere bei brennbaren Kältemitteln und Arbeiten unter Erdgleiche sind Maßnahmen zu treffen, um das Entstehen gefährlicher explosiver Atmosphäre zu erkennen und deren Auswirkungen zu verhindern.

    Hinweis: Unterirdische Rohrleitungen sind insbesondere hinsichtlich des Gewässerschutzes kritisch zu betrachten. So dürfen unterirdische Rohrleitungen nur durch Fachbetriebe nach §62AwSV errichtet, von innen gereinigt, instand gesetzt und stillgelegt werden. Weiterhin gilt bereits ab der GefährdungsstufeA eine Prüfpflicht durch einen Sachverständigen vor Inbetriebnahme, nach einer wesentlichen Änderung und bei der Stilllegung der Anlage. Im Betrieb muss die Anlage wiederkehrend alle fünf Jahre geprüft werden.

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