Successful trunk main correlations in Australia, the land of long pipes

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アクアスキャンは、配管の長い土地-オーストラリアで 1kmを超える距離で見事に漏水を検出します

Gutermannは、最近オーストラリアのシドニーで行われた試験においてアクアスキャン(本管)相関器による一連の高度な相関検査をしました。シドニー水道局は一連の、性能評価のために1.2km分の外径600mmのスチール製本管を用意しました。この試験は、ADSエンバイロンメンタルの現地サポートのもと、ヴェオリア・ウォーターとシドニー水道局のご協力によって実施されました。

この試験では加速度計センサーと水中聴音器の性能が試されました。加速度計センサーの設置は非常に簡単で、タッピングができない場合の代替として推奨されています。加速度計のセンサーを配置するためには、磁気的な接続ができるように配管にアクセスする必要があります。水中聴音器を使用するためには、水柱にセンサーが接触できるように本管にタップを立てなければなりません。

 

 

Deployment Area
Measurement 1

図1の地図に示されるように、センサーが位置「A」に配置された時、シドニーで最も交通量の多い幹線道路が作り出す膨大な量の低周波背景ノイズのすぐ隣に位置することになります。この背景ノイズが漏水音をかき消してしまう可能性は極めて高く、交通量の多い時間帯には相関が取れなくなってしまいます。この場合、試験は夜間に行われなければならないでしょう。ドリルで約1mm径の小さな穴をあけたキャップをバルブの上にかぶせて、地点「B」で微小な漏水がシミュレーションされました。地点「D」での漏水シミュレーションのために排砂バルブが使用され、毎秒1リットルの漏水にするためにおよそ2回転、毎秒0.3リットルにするために半回転開放されました。

計測1は、746メートルの距離を超える外径600mmのスチール管で漏水をシミュレーションしたもので、毎秒1リットルの漏水にするために排砂バルブを動かしてシミュレーションされました。

水中聴音器がこの相関に使用され、センサーAから428.3メートル、センサーBから317.7メートルの位置にある漏水箇所が高度な相関ピークによって瞬時に識別されました。相関器はおよそ15秒後にこのピークをラッチし、ほぼ即時に結果を示しました。実際の排砂バルブは、センサーAから426メートル、センサーBから310メートル

離れたところにあります。正確な距離の計測はまだ確認されておらず、略図では736メートルの距離と示されていますが、相関器に入力された距離は746メートルで10メートルの誤差となっています

Measurement 2

計測2は、746メートルの距離を超える外径600mmのスチール管で漏水をシミュレーションしたもので、毎秒1リットルの漏水にするために排砂バルブを動かしてシミュレーションされました。この相関には加速度計センサーが使われ、センサーAから428.3メートル、センサーBから317.7メートルの位置にある漏水箇所が高度な相関ピークによって瞬時に識別されました。実際の排砂バルブは、センサーAから426メートル、センサーBから310メートル離れたところにあります。計測1と2の相関の差は、計測1では水中聴音器センサーを、計測2では加速度計センサーを使ったことにあります。

本管のタッピングは、管壁を通して伝わる漏水音を検出するために加速度計センサーを管壁に磁石で接触させるのと同様に、水柱内の音波と圧力波を実測するのに水中聴音器を使う際に必要となります。計測1と2ではっきりと成功したことによって、距離は1,226メートルに延ばされ、漏水量は毎秒0.3リットルまで減らされました

 

 

Measurement 3
Measurement 4

 

計測3は水中聴音器による相関を、計測4は加速度計による相関を示しています。計測3において、漏水は水中聴音器によって瞬時に発見され、非常に高度な漏水ピークが正確に漏水箇所をプロットしました。この漏水は、仕切弁によって毎秒0.3リットルでシミュレートされたものです。

計測4は、加速度計センサーを使用して相関をとった漏水箇所を示しています。漏水箇所を示すピークは水中聴音器による相関より優位性が極めて低く、その波形を改善するためにフィルターを利用しなければなりませんでした。加速度計はかなり広い範囲のノイズを拾い、これらの背景ノイズが漏水音をかき消してしまうのです。センサーAがシドニーの最も交通量の多い道路の一つである「リバプール・ロード」のすぐ横に設置されていたことによって、背景ノイズの量が増えてしまったのでしょう。もしこの相関が交通ノイズの少ない夜間に実施されていたとしたら、もっと精度の高いピークが期待できたでしょう。                                                   

機器の限界まで試験をするために、外径600mmのスチール本管にタッピングした毎秒5リットルの水を漏らすビニールホースによって新しい漏水のシミュレーションが試されました。これは、1,226メートルの長さを超えて水中聴音器でも加速度計でも検出されませんでした。計測5は、水中聴音器を使って計測された実際の漏水箇所からおよそ50メートルの地点での質の悪い相関を示しています。

その次にセンサーBは、直径約1mmの微小な穴からの毎分8リットルほどの漏水で、総合距離が220メートルになるように移動されました。およそ30秒間漏水を発見するための相関をとる間、若干フィルターをかけましたが、この相関が成功した結果を図6に示します。

漏水箇所はセンサーAから100.1メートル、センサーBから113.9メートルのところに表示され、100mmの範囲で正確とみられています

 

 

Measurement 5
Measurement 6
Measurement 7

計測7では水中聴音器による同様の漏水の相関を示しています。水中聴音器は、センサーAの近くで著しい交通ノイズを拾いました。このピークを抑制する「ピーク抑制」モ 聞くことができました。漏水の確認は掘削によって行われるでしょう。

この相関は距離が縮められ、センサーBはもともと漏水が発生したB地点まで移動されました。相関がとられ、センサーAから6メートルの地点という結果が以下に示されています。これは、センサーに極めて近接しているためブラケットの相関がとれていないものであろうと疑われましたが、アクアスコープ3の立証によってこれら全てが漏水の方向を指していることがわかります

 

 

結論

本管相関器は、加速度計と水中聴音器を用いて、746メートル及び1,226メートルの距離を超えて毎秒1リットルと毎秒0.3リットルの排砂バルブの漏水を日中に無事特定することができました。

 水中聴音器は排砂バルブを用いた漏水のシミュレーションでよりよく動作し、加速度計は微小な漏水のシミュレーションでよりよく動作することがわかりました。また、交通ノイズが加速度計センサーよりも水中聴音器により多くの妨害を与えることがわかりました。これらの発見は、水中聴音器が交通ノイズの周波数範囲を含む非常に低い周波数で稼働し、加速度計センサーが微小な漏水のより高い周波数を含むより幅広い範囲の周波数を通じて機能することから予測することができます。

加速度計と水中聴音器のいずれも1,226メートル以上の距離の仕切弁の漏水シミュレーションで有効でしたが、微小な漏水を発見するために技術的な改善が求められています。この相関器は、騒がしい交通ノイズが減少する夜間であればこれらの微小な漏水を発見したであろうと私は考えています。

漏水音相関器は、通常2メートル以内の正確な範囲で漏水箇所を示します。管の生産過程における継ぎ手の違いやばらつきは、常に漏水箇所を算出するために用いられる速度の微妙な違いの原因となり、結果は必ず漏水箇所が中心に近いほどより正確になるでしょう。本管相関器で漏水箇所が突き止められるとすぐに、アクアスコープ3地表集音マイクまたは電子聴音棒を使ってその地点を特定する必要があります。地表集音マイクは低周波数の漏水でより機能を発揮し、電子聴音棒は高周波数の漏水でより機能を発揮するでしょう。漏水の正確な箇所であると思われる最大ノイズレベルの地点を特定するために、750mmの間隔で漏水箇所の両側10メートルの音を読み取りながら管の軌道をたどってください。

Gutermannの標準アクアスキャン610相関器もまた1,226メートルを超える相関を含むこれら数多くの漏水の位置を正確に特定する能力があり、世界中の多くの人たちに最高の相関器であると考えられているのがわかったことは興味深いことでした。