Po ukazaniu się artykułu „Co zrobić, aby było dobrze” otrzymałem sporo telefonów i e-maili. Zainteresowanie problemem szczelności rurociągów okazało się być większe niż myślałem. Większość pytań dotyczyła konkretnych spraw technicznych związanych z samym przeprowadzaniem prób szczelności, a także z oprogramowaniem. W związku z tym, że artykuł został opublikowany na krótko przed targami Poleko 2008 w Poznaniu, postanowiłem na tych targach położyć szczególny nacisk na pomiar szczelności. We współpracy z firmą MesSen Nord, producentem systemów pomiarowych, firmą Sawa, producentem korków uszczelniających oraz firma CD Lab , producentem oprogramowania WinCan PIT (Pressure Inspection Tool) zorganizowaliśmy całkiem zgrabną ekspozycję, na której pokazywaliśmy i demonstrowaliśmy wszystko co jest potrzebne do pomiarów szczelności. Bezpośrednim efektem naszego działania była sprzedaż kolejnego kompletnego systemu do badania szczelności kanałów od DN-200 do DN-600. Parę następnych rozmów jest w toku. Warto więc jest szerzyć wiedzę, bo uświadomiony klient chętniej kupuje. Także wzrost świadomości inwestorów jest bardzo pożądany, bo pomimo nie do końca klarownej sytuacji prawnej, zaczynają wymagać dokonywania prób w sposób gwarantujący obiektywność, rzetelność i odpowiednią dokładność pomiarów.

Wielu rozmówców krzywi sie, gdy słyszy o badanu szczelności powietrzem. „Panie! Po co to? Potrzebny jest drogi sprzęt a my spokojnie dajemy sobie radę przy przeprowadzaniu prób wodnych. A przecież i tak w razie niepomyślnego wyniku próby powietrznej należy przeprowadzić próbę wodną i ona jest decydująca” To prawda, ale próbę powietrzną przeprowadza się zdecydowanie szybciej. Porównajmy.

Mamy przewód o średnicy DN 250mm ze studniami o średnicy 800mm, głębokość studni 4m.

Rys.1 Schemat odcinków przewodu ze studniami

Próbę powietrzną odcinków AB i BC przeprowadzamy kolejno . Zamykamy w studniach A i C kanał korkami zamykającymi i przez korek przelotowy w studni B napełniamy odcinek powietrzem. Przy średnicy DN 250 mm odcinek o długości 42,6 m ma objętość V=2,091 m³. Napełnianie tego odcinka do nadciśnienia P = 200 mbar (wariant próby LD) zajmuje ok 1 min. Czas uspokojenia ciśnienia ok 2 min. Czas pomiaru wg PN-EN 1610 – 1,5 min. Czas obniżenia ciśnienia 0,5 min. A więc wykonanie próby trwa około 5 min. Czas potrzebny na założenie korków to około 10 min. W sumie mamy 15 min. Powtórzenie operacji dla dwóch odcinków, razem mamy 30 min.

A teraz przeprowadzamy próbę wodą. Zgodnie z treści normy musimy wytworzyć ciśnienie, które „jest ciśnieniem uzyskanym z wypełnienia badanego odcinka przewodu wodą do poziomu terenu odpowiednio w dolnej lub górnej studzience”. Aby tego dokonać zamykamy przewody korkami w studniach A i C a przez studnię B wlewamy wodę.

Policzymy sobie objętość badanych rur oraz studni .Do wyliczenia spadku ciśnienia potrzebna nam będzie także powierzchnia wewnętrzna rur i studni, czyli powierzchnia zwilżona wodą Aby nie komplikować obliczeń , przyjmujemy, że studnie są walcami .

Obliczenia objętości :

VAB= ΠD2 /4 * L

Gdzie : VAB – objętość odcinka ; D – średnica odcinka lub studni Π= 3,14 ; L – długość odcinka

lub głębokość studni

VAB= 2.091 m3

VBC= 2.091 m3

VStudni = 2.001 m3

VCałkowita = VAB + VBC + VStudni = 6.183 m3

Obliczenia powierzchni zwilżonej :

SAB= ΠD * L

SDna= ΠD2 /4

Gdzie : SAB – powierzchnia wewnętrzna odcinka lub części bocznej studni; D – średnica odcinka

lub studni Π= 3,14 ; L – długość odcinka lub głębokość studni

SZwilżona= SAB + SBC + SStudni + SDna = 77,43 m2

Wlanie do kanału 6 ton wody (to jest 30 dwustulitrowych beczek) zajmie około 30min jeśli jest do dyspozycji wydajny hydrant. Czas uspokojenia (zależy od porowatości rur), zwykle dla wilgotnego betonu lub materiałów nieporowatych norma zaleca 1 godzinę. Czas przeprowadzenia próby to 30 min. Czas opróżnienia to około 10 min. (chyba, że w ryzykowny sposób gwałtownie usuniemy jeden z korków zamykających). Jakby nie liczyć, to czas operacji jest na poziomie 130 min. Ponad czterokrotnie dłużej niż powietrze. Więc jeśli trzeba, to trudno, ale jeśli można tylko powietrzem, to rachunek jest prosty.

Przy okazji omówię dokładniej sposób przeprowadzania próby wodnej.

Ciśnienie próby wytwarzane przez słup wody musi zawierać się w przedziale 10-50 kPa. Dopuszczalny ubytek wody to 0,2 l/m² w czasie 30 min. Dla naszej przykładowej sytuacji to

ΔV = SZwilżona * 0,2 = 15,48 litra (dm3).

W przeliczeniu na różnicę poziomu wody w studni daje to nam

Δh = ΔV/ SDna = 0,031 m

Czyli, żeby to lepiej zobrazować 3,1cm. Ciśnienie musi być utrzymywane z dokładnością do 1 kPA (to znaczy do 10cm słupa wody). Czyli występujący w trakcie próby spadek poziomu wody nie wymaga jej uzupełniania. Teraz jest tylko pytanie jak mierzymy występujący spadek poziomu. 3,1 cm można zmierzyć „calówką” z dokładnością teoretyczną 0,5 mm. A co, jeśli spadek jest większy, ale po cichu ktoś doleje wody? Pełen obiektywizm pomiaru zapewni tylko zautomatyzowany ciągły pomiar, pokazujący liczbowo oraz graficznie zmianę poziomu wody w funkcji czasu. Wartość zmian poziomu mierzona jest najczęściej laserem lub ultradźwiękami. Dokładność pomiaru 0,02 mm. Zaawansowane systemy pozwalają na przedstawienie na wykresie różnic ciśnienia , czy różnic poziomu wody zarówno w czasie pomiaru spadku tychże, jak i w trakcie napełniania oraz opróżniania układu [Rys.2] .To gwarantuje, że każda próba uzupełnienia medium będzie zarejestrowana. Spotkaliśmy się już z zamawiającymi żądającymi takich rozszerzonych wykresów w celu zapewnienia całkowitej obiektywności badań.

Rys.2 Wykres przebiegu ciśnienia w trakcie całej próby szczelności

Literatura :

1. Polska Norma PN-EN 1610 : 2002 PKN Warszawa 2002 r
2. MPG Przyrząd do pomiaru szczelności instrukcja obsługi MesSen Nord 2008 r
3. WinCan PIT Instrukcja obsługi CD Lab 2008 r

Badanie szczelności rurociągów Cz.2