Annons Kamstrup 2024

Delta T är en teknik baserad på ljudvågor.

Fiska upp de dåliga rören

Cirkulation 5/16

Precisionsfiske av dåliga rörledningar i mark ska bli möjligt genom avancerad analys av data från redan etablerade undersökningsmetoder, utan krav på schakt­ning. Det går att spara pengar genom att hitta en kort dålig delsträcka och bara byta just den, jämfört med att byta hela rörsträckor bara för att de är gamla.

Text/Tomas Carlsson

Det är Vinnovastödda projektet Pipestatus som under ett par års tid är tänkt att ta fram ett färdigt paket för att hitta rostiga, slitna eller skavda rör innan de börjar läcka. Projektet hos Sweden Water Research, FoU-bolaget som NSVA, Sydvatten och VA Syd bildat, har fått tio miljoner från Vinnova, vilket ska täcka halva utvecklingskostnaden. Den andra halvan står ledningsägare för genom sitt deltagande. Det är ett tiotal ledningsägare inom både VA och fjärrvärme som medverkar. Totalt ingår 18 partners.

Att kunna göra kvalificerade bedömningar av en lednings skick utan att vara sig gräva eller stänga av driften är något av en dröm för ledningsägare inom VA och fjärrvärme. Förutom att minimera antalet »brandkårsutryckningar« när det blir plötsliga fontäner i gatan, som på försommaren i Helsingborg, kan budgeterade reinvesteringspengar räcka till att renovera ledningsinnehavet i högre hastighet. Dessutom sker det med högre precision när bara de dåliga rören grävs fram och resten får ligga kvar sin livslängd ut.

– Vi hoppas också att projektet ska få igång marknaden så att fler utvecklar och förfinar metoder för statusbestämningar. Det händer grejer när flera stycken hjälps åt. Och företagen får då också en stor marknad utomlands, säger Kenneth M Persson, initiativtagare till projektet och professor på avdelningen för Teknisk vattenresurslära vid Lunds Universitet.

Han gör en analogi med sjukvårdsvärlden och menar lite tillspetsat att vi idag står där Hippokrates gjorde 400 år före Kristus, när det bara är ålder på ledningar och klagomål från allmänheten som ger indikationer på hur dålig en ledning är. Istället bör vi göra som i den moderna läkekonsten där läkaren använder många metoder och data för att undersöka en patient och med sammanvägningen som hjälp ställa rätt diagnos.

– Jag tyckte det var märkligt att vi inte kommit längre när ledningsnäten står för 70 procent av VA-tillgångarna, säger han.

Projektet utförs i tre steg och fem olika metoder ska utvärderas. I första steget har man genom litteraturstudier samlat in kunskaper om vilka faktorer som påverkar nedgrävda ledningar.

– Det arbetet är nu avslutat och har gett oss en fingervisning om vilken typ av data vi ska fokusera på, säger Jesper König och Maria Rindelöv, projektledare.

Andra steget pågår och handlar om att göra mätningar med de olika metoderna och sedan kontrollera utfallet genom att ta upp ledningarna och granska dem visuellt, samt kanske genomföra mekaniska test av dem. Mätningarna görs på rör som ledningsägarna redan har planer på att gräva upp, så att inga pengar slösas i onödan.

I sista steget sker den viktigaste biten. Då tas befintlig data fram, »vad som hänt tidigare i patientens liv«, såsom nederbördsdata, trafikrörelser på vägar, jordmån, geologiska händelser i närheten, ålder och kundklagomål och läggs i ett GIS-system. På detta läggs sedan ny data, så att det sammantaget bildar mönster som med olika nya algoritmer ska analyseras för att ge en korrekt bild av rörens status.

– I Rom finns en ledning som byggdes för 2 600 år sedan och som fortfarande är i drift, så ledningsålder har ingen relevans för skicket, säger Jesper König och fortsätter:

– En stor del av projektet är analysen som i förlängningen ska resultera i en tjänst för ledningsägare där rörstatusen blir tydlig så att det blir ett bra beslutstöd.

De tekniska undersökningsmetoder som ingår i projektet är: Delta-t – ljudvågor, markradar – radiovågor, eesistivitetsmätningar – strömstötar och Pipe inspector – flytande sond.

En femte metod ingick från början, elektro­kemisk metod, men den las tidigt på is på grund av störningar från annan metall i jorden eller att ledningar ofta är jordade. Dessa mätningar blev då missvisande.

Delta-t är en metod som använts på fjärrvärmesidan ett tag, men som nu ska testas för vattenrör. Det handlar om att skicka ljudvågor genom vattenpelaren i röret och mäta hastigheten på dess utbredning.

– Tekniken har använts sedan början av 1980-talet för att lokalisera läckor på vatten- och fjärrvärmerör, men nu har vi vänt ut och in på analysformlerna för att istället bestämma rörets skick, säger Arne Jensen som utvecklat metoden.

Med en vibrator alstras olika frekvenser på ett ställe och när ljudvågen plockas upp på ett annat ställe mäts hastighet och frekvensförändringar. Tryck, temperatur, korrosion eller friktionsslitage gör att delar av rörväggen försvinner och därmed blir förhållandena annorlunda jämfört med ett helt nytt rör.

På den mätta sträckan får man bland annat ett medelvärde på rörtjockleken. Förslitningsgraden delas sedan upp i tre klasser: så gott som nytt, 25 procent slitet och 50 procent slitet. Det är viktig information som går att använda tillsammans med fakta från de andra undersökningsmetoder som ingår i projektet.

Skulle det finnas en läcka märks det redan innan någon ljudvåg lagts på eftersom läckor är ljudkällor i sig.

Annons Abonnemangspaket Abonnemangspaket

Två olika typer av radarmetoder ingår i projektet. Det är dels en 16-kanals radar från Guideline Geo som ska kartlägga rörledningarna och markförhållandena runt dessa och dels en smalare metod från Gradar Geofysik som eventuellt ska kunna ge en 3D-profil av röret.

Guidelines radar tittar på ett 1,4 meter brett område av marken åt gången och kan normalt »se« 2 – 4 meter ned.

– Olika vatteninnehåll och hålrum kan förändra radarbilden, berättar Johan Friborg hos Guideline Geo.

Med Gradar är ambitionen istället att försöka se om det finns korrosion på röret.

– Vi använder färre kanalar på radarna idag, men nästa år ska vi gå upp till 32 kanaler, säger Roberto Grassi, som utvecklat Gradar.

När någon av radarmetoderna indikerar att det är något skumt på en viss ledningssträcka kan dessa uppgifter kombineras med resistivitetsmätningar av marken. Då sticks elektroder ner i marken, via vilka det skickas ut strömpulser. Vatten- och joninnehåll påverkar markens ledningsförmåga och med en datoriserad tolkning går det då att få en bild av geologin.

– Variationer i markförhållanden kan ge upphov till skador på rören. Om det är omväxlande sandigt och lerigt i marken kan det orsaka korrosion, säger Torleif Dahlin, professor vid avdelningen för teknisk geologi vid Lunds universitet och också den som ansvarar för mätningen av det specifika elektriska motståndet på de olika mätsträckorna i projektet.

Avståndet mellan elektroderna avgör hur långt ned i marken de går att »se«. Med en halv meters avstånd är undersökningsdjupet något tiotal meter, medan 30 meters avstånd ökar djupet till flera hundra meters djup.

Den österrikiska metoden Pipe Inspector mäter istället på insidan av rören. Uppfinnare är Marko Taferner vid MTA Messtechnik i Österrike. Den består i minsta storleken av en prob stor som en ölburk ungefär, vilket gör att det inte är en lika lätt metod att använda på trycksatta vattenledningar. Den behöver en punkt där den stoppas in i röret och en punkt där den tas ut, men däremellan är driften igång. I gengäld gör den synnerligen intressanta mätningar.

Den förs framåt av vattenflödet och under dess väg filmar en kamera med belysning insidan av rörväggen. En mikrofon lyssnar på ljuden som uppstår. Tryck, flöde och temperatur mäts också. Färdlängden loggas samtidigt och all data tankas över till en dator som analyserar innehållet när »burken« håvats ut ur röret.

– Den kan jobba i upp till tre meter i sekunden och den förs lämpligen in vid en anslutning, på samma sätt som vid piggning av en ledning, säger Magnus Nilsson hos den svenska återförsäljaren Akvo.

Återinvesteringsvärdet för VA och fjärrvärme tillsammans ligger kring tusen miljarder kronor. Med det förnyelsebehov som finns handlar det alltså om miljardbelopp att spara. För en enskild ledningsägare kan det vara flera miljoner kronor årligen, som antingen sparas in eller som kan användas för att förnya i högre takt. Då är inte besparingen för minskat antal akuta utryckningar inräknad.

–––

– Vi deltar i projektet  för att vi väldigt gärna vill ha slutprodukten, helt enkelt ett bättre sätt att bedöma skicket på rörledningar.

Det säger Dejan Tucakov, VA-ingenjör hos NSVA, en av ledningsägarna som ställer sina ledningar till förfogande för undersökningarna.

Drömmen för NSVA är att kunna göra ännu bättre investeringsplaner för sitt nätverk. Idag spenderas runt 60 miljoner kronor årligen på vattenledningsnätet och blir det 10 – 15 pro­cent billigare räcker pengarna till mer.

– Vår infallsvinkel är att få mer för pengarna. Det är ett nationellt problem att hinna ifatt med renovering av ledningsnätet vare sig det gäller VA eller fjärrvärme. För avloppsrör finns det redan färdiga tekniska metoder att bedöma skicket med, men hittills inte för vattenledningar, säger Dejan Tucakov.

Metoderna Delta-T och markradar har redan använts på tre gator i Helsingborg. Det handlar då om ledningar som det redan är bestämt att de ska bytas. När de väl grävs upp tas så decimeterstora bitar som prov och skickas för undersökning.

Det är Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, SP, i Borås som kommer att undersöka ledningsbitarna. Men redan när rören friläggs görs också besiktning både visuellt och med instrument.
Det är när dessa undersökningar läggs samman och jämförs med de tidigare gjorda mätningarna, som de så viktiga mönstren ska framträda. Först då vet man mera exakt vad mätvärdena betyder.

– Om metoderna är effektiva så kan ledningsägare i framtiden utforma ledningsnätet så att det blir ännu lättare att göra undersökningarna, till exempel att skapa punkter där mätutrustning kan föras in och fångas upp under drift, säger Mats Henriksson, specialist på dricksvattendistribution hos NSVA.

De tycker båda att det idag är alldeles för trubbigt att bara använda kunskap om material, ålder och driftsstörningar för att bestämma skicket och vill gärna hitta nya parametrar.

– Får vi en mera exakt metod kan vi friskriva vissa ledningssträckor som då får en förlängd livslängd och istället zooma in på de avsnitt som är sämst. Då sparar man in kostnaden för den sträcka som inte byts, säger Mats Henriksson.

Annons Wateraid