In deze blogpost behandelen we lektesten met gasvormig medium op ondergrondse leidingen. Hierbij concentreren we ons op de invloed van de luchttemperatuur op de temperatuur op verschillende bodemdieptes en de invloed van de temperatuurverandering op de lektest.
Temperatuursensor
De temperatuurcurves worden bepaald met temperatuursensoren op verschillende dieptes en in de lucht dicht bij de grond. De absolute nauwkeurigheid van de sensoren is 0,1 °C, meetwaarde resolutie 0,01 K (Kelvin). We observeren de luchttemperatuur gedurende zes dagen en de bodemtemperatuur op verschillende dieptes.
Om de temperaturen op de verschillende dieptes te meten, wordt een grondpen 20, 40, 60 en 80 cm diep in de grond geslagen. Om de luchttemperatuur vast te leggen, wordt een contactsensor op kniehoogte aan een grondpen bevestigd, die vrij in de lucht hing. De gemeten waarden worden iedere15 minuten opgeslagen met 5 TempTest-apparaten/
Experimentele opstelling voor temperatuurmeting
Het verloop van de luchttemperatuur over zes dagen, het maximale verschil is circa 10 °C (laagste / hoogste waarde).
Het verloop van de bodemtemperatuur op een diepte van 20 cm. Een demping van de toppen is hier duidelijk te zien.
Het verschil is 1,44 °C van de laagste naar de hoogste waarde.
Vervolgens het verloop op een diepte van 40 cm. Verdere demping van de toppen is duidelijk te zien.
Het verschil is 0,78 °C van de laagste naar de hoogste waarde.
In de volgende grafiek is het verloop van de bodemtemperatuur gemeten op een diepte van 60 cm.
Het verschil is hier slechts 0,48 °C tussen de laagste en hoogste waarden.
Onderstaande grafiek toont het verloop van de bodemtemperatuur op 80 cm diepte.
Het verschil van de laagste naar de hoogste waarde is hier met 0,39 °C veel kleiner.
Overzicht van alle temperatuurprofielen
De luchttemperatuur verandert aanzienlijk in de loop van een dag en tot de volgende middag. De geselecteerde observatieperiode: 26 januari van 06:48 uur tot 27 januari om 13:48 uur. Zoals verwacht hebben de temperatuurveranderingen in de lucht steeds minder effect bij toenemende diepte. De temperatuurcurve wordt afgevlakt.
Overzicht van 6 dagen en temperatuurstijging in één sectie
Hoe beïnvloedt de verandering in luchttemperatuur in het gemarkeerde gebied (06: 48-13: 48) de bodemtemperatuur? Omdat we weten dat de bodem vertraagt, zijn de extreme waarden tot 29 januari om 9:03 uur in de tabel. Terwijl de temperatuurverandering in de lucht 8,65 °C was, was deze 1,36 °C op een diepte van 20 cm en slechts 0,23 °C op een diepte van 80 cm.
Tijdsvertraging tussen lucht- en bodemtemperatuur
Hoe groot is de vertraging ongeveer?
Naast het afvlakken van het temperatuurprofiel heeft de bodem ook een vertragend effect. De tijdsvertraging tussen de maximale dagtemperatuur (lucht) en de sensor op 60 cm diepte is 33 uur.
Wat betekent dat voor de druktest?
Het zijn niet alleen komende temperatuurschommelingen, die de weersvoorspelling ons van tevoren goed kan vertellen, die belangrijk zijn.. Als er zich de afgelopen 24 of 48 uur sterke temperatuurveranderingen in de lucht hebben voorgedaan, kunnen deze gevolgen hebben later in een lopende druktest, d.w.z. achteraf.
Welke rol speelt de temperatuurverandering in de bodem die wordt overgedragen op het medium in de buis (lucht)?
Hiervoor wordt de formule voor de isochore toestandsverandering van ideale gassen (wet van Amontons) gebruikt. Het stelt dat temperatuur en druk evenredig met elkaar zijn (p1 / p2 = T1 / T2) als het volume niet verandert. Bij een absolute testdruk van 8 bar (7 bar testdruk) worden de drukverschillen (dp) uit bovenstaande tabel gehaald.
In het voorbeeld 20 cm bodemdiepte:
De temperatuur van de lucht in de buis stijgt met 1,36 °C, waardoor de druk met 39,2 mbar stijgt.
Het is ook duidelijk te zien dat met toenemende diepte elke extra cm overlap “minder belangrijk” wordt. De relatie is niet lineair, maar exponentieel. Dat heeft bijvoorbeeld het volgende effect: Tussen 20 cm en 40 cm diepte is er nog een verschil van 17 mbar, tussen 60 en 80 cm diepte is er slechts een verschil van 2,9 mbar! Een hersenbreker aan het einde: hoe evalueer je het geval wanneer de grondspies niet helemaal tot aan de pijp reikt (bovenkant van de pijp), maar bijvoorbeeld 40 cm boven de leiding de temperatuur wordt gemeten? Is dat jezelf een plezier doen als inspecteur ter plaatse of niet?
Antwoord: Waarschijnlijk niet, want de algemene regel is dat temperatuurschommelingen moeten worden vermeden. Dit wordt bewezen door de grondtemperatuur op een geschikt punt te meten, namelijk nabij de leiding. Of door met een contactsensor te meten op punten op de leiding die bijzonder onderhevig zijn aan temperatuurinvloed, namelijk de blootliggende uiteinden van de leiding. De voorbeeldberekeningen hebben aangetoond waarom we temperatuurschommelingen op de leiding moeten vermijden of op zijn minst moeten minimaliseren. Als de maximale drukval tijdens een druktest net wordt overschreden, kan een juiste temperatuurmeting helpen om de situatie te beoordelen. Hoe beter de meting de verandering in de pijpleiding kan weerspiegelen, d.w.z. dicht bij de pijp gemeten, hoe gemakkelijker het is om te beoordelen of de veranderingen in temperatuur de oorzaak kunnen zijn van een drukval of stijging.
Met een berekening van het effect van de gemeten temperatuurveranderingen op de druk, wordt duidelijk of ik een leiding kan verwijderen of de test opnieuw kan doen.
Onze aanbeveling: Vanwege de complexiteit van de onderlinge relaties mag een beoordeling van de temperatuurinvloed alleen worden uitgevoerd door speciaal opgeleid en ervaren personeel.