Ein Molch mit Ultraschall

Ein solches Prüfgerät arbeitet nach dem Puls-Echo-Verfahren: Aus den Laufzeiten, der Schallgeschwindigkeit in der Vorlaufstrecke und in der Rohrwandung lassen sich exakte Angaben über die Wanddicke gewinnen.

Für die Wanddickenmessung der Rohrfernleitung in Süddeutschland kamen 112 senkrecht einstrahlende Ultraschallsensoren zum Einsatz. Mit diesem Molchsystem ließen sich für jeden Prüfkopf die Ultraschall-Echoamplituden über die gesamte Laufzeit darstellen. Dies ermöglichte eine Aussage darüber, ob das empfangene Maximum des Echosignales aus der direkten Reflexion des Signals oder aus einem Mehrfachecho stammt. Zudem konten auf diese Weise relativ genaue Aussagen über die Tiefenbestimmung von nahe unter der inneren Rohroberfläche liegenden Fehlstellen wie Einschlüsse oder Laminationen getroffen werden.

Der Sensorabstand in Umfangsrichtung betrug ca. 8 mm, der Schussabstand in Längsrichtung etwa 3 mm bei einer Molchgeschwindigkeit von ≤ 2,4 m/s. Der Durchmesser der Puls-Echo-Prüfköpfe betrug 10 mm. Damit wurde für den Umfang eine flächendeckende Abtastung und in Längsrichtung eine überlappende Abtastung der Rohrwand gewährleistet.

Von allen Sensoren wurden Inspektionsdaten aufgezeichnet, so dass der gesamte Umfang und die gesamte Länge der Leitung abgedeckt waren. Diese Untersuchung stellte sicher, dass sämtliche wanddickenreduzierende Fehlstellen in der Leitung erkannt wurden. Dabei war eine messtechnische Genauigkeit von 0,2  mm in Wanddickenrichtung und 10 mm in Längsrichtung gegeben. Die Rohre wurden dabei um ein vielfaches genauer geprüft als unmittelbar nach deren Herstellung.

Der Inspektionsbericht führte insgesamt 1 554 Materialverluste, 241 Laminationen oder Einschlüsse, 114 Beulen, 16 Stellen mit variierender Wanddicke (herstellungsbedingte Fehler), und 308 Inhomogenitäten (Oberflächen- oder Schweißnahtfehler) sowie 381 Installationen auf. Die Experten von TÜV SÜD Industrie Service sortierten diese Wanddickenminderungen nach der Tiefe sowie nach Länge/Breite und unterzogen sie anschließend einer rechnerischen Festigkeitsuntersuchung. Für jede Fehlstelle erfolgte die Ermittlung  der tatsächlichen Spannungen in der verbleibenden Wanddicke mithilfe eines Rechenprogramms, danach der Vergleich mit den zulässigen werkstoffabhängigen Spannungen. Alle Fehlstellen mit zu hohen Spannungen wurden von den Experten nochmals betrachtet, bewertet und erneut auf ihre Festigkeit beurteilt.

Zur Verifikation der Messergebnisse sowie zur genauen Ermittlung der Ursache der Wanddickenminderung wurde empfohlen, Fehlstellen freizulegen und vor Ort zu begutachten. Hierbei sollte insbesondere darauf geachtet werden, ob diese Fehlstellen bereits seit der Herstellung der Rohrleitung – also schon während der ersten Wasserdruckprüfung im Zuge der Leitungserrichtung – vorhanden waren oder erst im Laufe des Betriebes entstanden sind.
Aufgrund der Ergebnisse der Molchläufe wurden auf einer Strecke von etwa 100 km vier Fehlstellen freigelegt und die Fehlerabmessungen und Restwanddicken mit den Molchaufzeichnungen verglichen. Die dabei erzielte Übereinstimmung bestätigte die Aufzeichnungsgenauigkeit des Ultraschallmessmolchsystems.

Die vom Gesetzgeber geforderte Integrität der Mineralölfernleitung hat die von TÜV SÜD verfasste gutachterliche Stellungnahme nachgewiesen. Der Energieversorger bekam die Verlängerung der Betriebsgenehmigung und erhielt zusätzlich umfassende Hinweise über den Zustand seiner Rohrleitungen. Damit war es möglich, zielgerichtete Maßnahmen für einen weiteren störungsfreien Betrieb der Leitung umzusetzen.

Hans-Joachim de la Camp, TÜV SÜD Industrie Service GmbH, Abt. Fernleitungen

Rohrsanierung

Hot Sleeves
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Bei der Sanierung von festigkeitsreduzierenden Wanddickenminderungen lässt sich ein aufwendiger Rohrtausch vermeiden, indem im Bereich der Fehlstelle thermisch vorgespannte Manschetten auf die Rohrleitung aufgeschrumpft werden. Diese sogenannten Hot Sleeves nehmen Spannungen aus dem Innendruck auf, die bei einer Werkstoffminderung nicht aufgenommen würden. Kostenintensive Betriebsunterbrechungen zur Sanierung können so vermieden werden. Die Wirksamkeit der Spannungsaufnahme lässt sich bei diesen Manschetten mit einfachen Mitteln nachprüfen.