Leckageortung
Die Leckageortung oder Leckortung wird zum Auffinden von verdeckten Leckstellen, etwa an Rohrnetzinstallationen oder Flachdächern durchgeführt. Verschiedene Mess- und Ortungstechniken dienen der Erfassung der Leckstellenposition.
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 Permittivität. 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/Permittivitätszahl 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:
- 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.
- 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. 1× 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.
Gas-Leckagen
Austretendes Gas kann häufig anhand des Geruchs erkannt werden. Die genaue Ortung der Leckage kann durch das Bestreichen oder Besprühen der Behälter, Armaturen und Rohrleitungen mit Netzmittel (mit Wasser verdünntes Spülmittel oder spezielles Leckagespray) durchgeführt werden. Die undichte Stelle ist dann anhand der Blasenbildung feststellbar. Wenn der Gasdruck niedrig ist, kann wasserhaltiges Leckagesuchmittel undichte Stellen an Rohrverbindungen, die mithilfe von Hanf eingedichtet worden sind, unerwünschterweise vorübergehend abdichten. In diesem Fall sollten stattdessen Gassensoren eingesetzt werden, die häufig auch über eine bessere Empfindlichkeit verfügen.
Tracer-Gas-Verfahren
Leck geschlagene Rohrleitungen werden entleert und mit einem leicht zu detektierenden 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. Bei Außentemperaturen unterhalb von etwa 15 °C 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.
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.
Ortsfeste bzw. integrierte sensorgestützte Leckageortung
Die sensorgestützte Leckageortung wird zum Auffinden von durchnässter Wärmedämmung verwendet und kommt häufig auf Flachdächern zum Einsatz. Die Kommunikation mit den Sensoren erfolgt nach dem RFID-Standard, der die kabellose Übertragung des Nässezustands auf ein externes Lesegerät ermöglicht. Voraussetzung für die Durchführung der Ortung ist der Einbau von batterielosen Sensoren bei Neubau oder Sanierung in die entsprechenden Bauteile.
Wirkungsweise
Eine Anzahl von Sensoren wird bei Neubau oder Sanierung in regelmäßigen Abständen oder an besonders gefährdeten Stellen in die Dämmplatten geschoben und anschließend mit einem Dachscanner initial eingelesen.[3] Anschließend kann jeder einzelne Sensor mit dem Lesegerät durch mehrere Schichten Dämmung, Abdichtung, Kies und Begrünung hindurch ausgelesen werden. Jeder Sensor kann dabei abgefragt werden, ob es in seiner Umgebung nass oder trocken ist. Das sensorgestützte Leckageortungssystem wird in Deutschland als integrierte Dachkontrolle vermarktet.
Elektro-Impuls-Verfahren
Die Leckagesuche mit dem Elektro-Impuls-Verfahren ist unter anderem für das Auffinden von Löchern und Rissen in der Abdichtung von Flachdächern mit und ohne Auflastung geeignet. Weiterhin findet diese Methode auch im Bereich Parkdecks und Terrassen Anwendung. Dabei muss es sich jedoch um nicht-leitfähigen Abdichtungen handeln.
Wirkungsweise
An der Unterseite der Abdichtung wird ein Stromimpuls mit ca. 40-V-Gleichspannung über einen Schutzleiter angelegt. Auf der Oberfläche der Abdichtung wird um die zu Prüfende Fläche eine Ringleitung mit Minuspol auf der Abdichtung verlegt. Durch Benetzung der Abdichtung mit Wasser wird für die unter der Abdichtung anliegende 40-V-Spannung die Voraussetzung geschaffen, an der defekten Stelle der Dachabdichtung einen Gleichstrom fließen zulassen.(ähnlich wie bei einem Kabel). Der Gleichstrom hat nun das Bestreben, zum Minuspol der Ringleitung zu fließen. Mit dem Impulsempfänger kann nun die Potenzialveränderung gemessen werden, die sich im Bereich der Leckage bildet. So ist es möglich sich schritt für schritt in Richtung der Leckage (Potenzialveränderung) zu bewegen, bis sich das Potenzial nicht mehr verändert. An dieser Stelle befindet sich die Leckage.
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.
DC-Funkenschlagverfahren
Die Leckageortung mit dem DC-Funkenschlagverfahren ist für das Auffinden von Löchern und Rissen auf nicht leitfähigen Beschichtungen ohne Auflastung geeignet.
Wirkungsweise
Beim DC-Funkenschlagverfahren wird Hochspannung verwendet, die über eine Kupferbürste auf die zu prüfende Abdichtung übertragen wird. Mit diesem Verfahren können Löcher und Porosität in frei zugänglichen, nicht leitfähigen Beschichtungen geortet werden. Es ist nicht für leitfähige Oberflächen geeignet. Die eingesetzten Geräte verfügen über eine variable Empfindlichkeit und sind mit akustischen und visuellen Ordnungsmechanismen ausgestattet. Mit dem DC-Funkenschlagverfahren können auch Punkt- und Nahtortungen durchgeführt werden.
Elektro-Akustik-Verfahren auf Flachdächern und Beschichtungen
Das Elektro-Akustik-Verfahren ist für das Auffinden (Orten) von Löchern und Rissen auf Abdichtungen mit und ohne Auflastung geeignet.
Wirkungsweise
Beim Elektro-Akustik-Verfahren wird Wechselstrom genutzt. In einem geschlossenen Stromkreis fällt an einem definierten Widerstand eine spezifische Spannung an. Das Elektro-Akustik-Verfahren nutzt diese physikalische Gesetzmäßigkeit aus, wobei hier die Verlegung einer Ringleitung, nicht nötig ist. Das Dach muss zunächst befeuchtet werden (geschlossener Feuchtefilm auf der Abdichtung), eine zusätzliche Erdungsmöglichkeit sollte auf der Dachfläche vorhanden sein. Das Hauptgerät enthält einen Sinusgenerator, der eine Spannung von ca. 5 V mit einer Frequenz von 1 kHz erzeugt. Diese Spannung wird an die Erdung des Daches angeschlossen. Das mobile Handgerät enthält einen veränderbaren Widerstand, an dem eine Spannung abfällt. In Abhängigkeit vom Abstand des Sensors zum Leck verändert sich diese Spannung. Das Handgerät wandelt diese Spannung in Töne um, die über eine Kopfhörer gehört werden. Je näher sich das Leck befindet, desto höher wird der Ton. An der Stelle, an der der höchste Ton erreicht wird, befindet sich die Leckage.
Einzelnachweise
- Bayer CO-Pipeline - Modernes Leck-Erkennungs- und Ortungssystem
- Detection of Trace Hydrocarbons and Toxic Components in the Environment, IPC2012, Calgary (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven)
- Leckageortungssystem für Flachdächer. (Nicht mehr online verfügbar.) Archiviert vom Original am 17. November 2015; abgerufen am 13. November 2015. Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
