Nützlich für die Zustandsbewertung: die Inspektion mit Drohnen

Eine Zustandsbewertung von technischen Anlagen oder Bauwerken wird bei den Sachverständigen und Gutachtern von Dr. Hövelmann & Rinsche immer dann nachgefragt, wenn zum Beispiel eine Wertermittlung durchzuführen ist oder eine Prognose zum sinnvollen Weiterbetrieb von Anlagen. Der erste Schritt bei einer Zustandsbewertung ist dabei in der Regel die visuelle Inspektion. Diese gibt mitunter Aufschluss über etwaig vorhandene Mängel oder Schäden, die in die Bewertungen mit einfließen.

Drohnen erreichen auch schwer zugängliche Stellen

Ein Problem bei der visuellen Inspektion kann aber immer dann auftreten, wenn es zu inspizierende Bereiche an den Anlagen und Bauwerken gibt, die nur schwer zugänglich sind. Oder wenn für deren Zugänglichkeit entsprechend aufwändige Maßnahmen wie Einrüstungen und dergleichen durchzuführen wären. In speziellen Fällen können hierbei aber Drohnen helfen. Geübte Piloten vermögen nämlich ihre Drohnen an Stellen fliegen zu lassen, deren Erreichbarkeit sonst womöglich nicht gegeben wäre. Oder wie gesagt nur mit einem entsprechenden Aufwand. Das Sachverständigenbüro Dr. Hövelmann & Rinsche lässt tatsächlich dann und wann Drohnen für sich fliegen. Über zwei diesbezügliche Projekte soll hier einschließlich der hierbei gemachten Erfahrungen beispielhaft berichtet werden.

Innen-Inspektion eines Silos mittels Drohnen

Im ersten hier zu erwähnenden Fall ging es um ein Silo eines lebensmittelverarbeitenden Betriebs, in dem Kochsalz gelagert wird. Das Silo besteht dabei aus Edelstahl, zeigte aber auf der Produktseite, das heißt an seiner Innenseite, Korrosionserscheinungen. Um das Ausmaß der Korrosion und damit der Schäden feststellen zu können, war das Silo von innen aus zu inspizieren. Es bestand jedoch keine Möglichkeit für einen sicheren Einstieg und eine lückenlose Inaugenscheinnahme aller Innenbereiche des Silos. Daher wurde das Silo mit Drohnen beflogen.
Inspektion eines Silos mittels Drohnen

Innerhalb des Silos herrschte eine gewisse Thermik

Die Inspektion bzw. Befliegung des Silos erfolgte, nachdem das Silo entleert worden war. Der Zugang zum Silo erfolgte dabei über ein Mannloch am Silokopf. Die nebenstehende Abbildung zeigt den Einflug einer der Drohnen in das Silo.

 

Beim Flug der Drohnen durch das Silo trat eine Besonderheit auf. Der Pilot der Drohnen hatte nämlich Schwierigkeiten, die Drohnen während ihrer Flüge in Balance zu halten. Eine solche Balance ist aber erforderlich, um gute Aufnahmen vom zu inspizierenden Objekt zu erhalten. Wackeln die Drohnen nämlich zu stark, ermöglichen die Videobilder keine ausreichende Begutachtung.

 

Grund für die Probleme war eine spezielle Thermik innerhalb des Silos. Diese Thermik wirkte sich auf das Flugverhalten der Drohnen aus. Sie waren unter diesen Umständen nicht flugruhig zu halten.

 

Das Problem wurde dahingehend beseitigt, als dass ein weiteres Mannloch im Bereich des Silobodens geöffnet wurde. Hierdurch entstand ein „Durchzug“ innerhalb des Silos, der die schwierige Thermik-Lage beseitigte. Erst hiernach gelang es, die Drohnen während ihrer Flüge ruhig zu halten und eine aussagekräftige Innen-Inspektion durchzuführen.

Auch Stahltanks konnten beflogen werden

In einem anderen Fall ging es um vier sehr große und jahrzehntealte Stahltanks, in denen betriebliches Abwasser zwischengespeichert wurde und über deren Weiterbetrieb man sich nicht im Klaren war. Bereits von außen zeigten sich nämlich erste korrosiv bedingte Auflösungserscheinungen. Dies betraf insbesondere die Dachkonstruktionen. Man wollte daher wissen, ob die Stahltanks auch in Zukunft verwendet werden könnten. Oder ob sie außer Betrieb gehen mussten (einschließlich Abriss).
Inspektion eines Stahlbehälters mittels Drohnen

Ohne Drohnen wäre eine Inspektion der Stahltanks nicht gelungen

Es kam darauf an, die Stahltanks von innen aus zu inspizieren und insbesondere die Dachkonstruktionen einschließlich der zugehörigen Trägerelemente. Das Problem bestand jedoch darin, dass nur sehr kleine Mannlöcher für den jeweiligen Zugang zu den Stahltanks zur Verfügung standen. Es wäre damit nicht möglich gewesen, das Material für eine Einrüstung innerhalb der Stahltanks durch diese kleinen Mannlöcher in die Stahltanks hinein zu bringen. Um die Dachkonstruktion inspizieren zu können, mussten diese also zwangsläufig mit Drohnen beflogen werden.

 

Die Abbildung zeigt eine der Drohnen vor dem Einflug durch das Mannloch in einen der Stahltanks. Es war am Ende insgesamt möglich, die Dachkonstruktionen tatsächlich zu inspizieren. Die von den Kameras der Drohnen aufgenommenen Videos konnten sehr gut ausgewertet werden. Insbesondere war es möglich, den Fortschrittszustand der Korrosion an den jeweiligen Dachkonstruktionen festzustellen, was zu einer entsprechenden gutachterlichen Aussage eines Statikers führte.

 

Insgesamt war der Einsatz von Drohnen in den beiden beschriebenen Fällen sehr nützlich und auch erfolgreich. Die entsprechenden Befliegungen waren eine sehr kostengünstige Möglichkeit, ausreichend gutes Material für die Durchführung von Zustandsbewertungen zu erhalten.

 

Für Anfragen zur Begutachtung von Schäden und Mängeln an technischen Anlagen und Bauwerken besuchen Sie bitte die Website des Sachverständigen- und Gutachterbüros Dr. Hövelmann & Rinsche.

Schäden und Mängel an Rohrleitungen

Die Sachverständigen und Gutachter von Dr. Hövelmann & Rinsche begutachten auch immer wieder Schäden und Mängel im Bereich Rohrleitungsbau. Hierzu gehören die unterschiedlichsten Anwendungen wie zum Beispiel der Rohrleitungsbau für industrielle Anlagen, Rohrleitungen für die Versorgung mit Fernwärme, Druckleitungen für die öffentliche Abwasserentsorgung, aber auch der Rohrleitungsbau für die technische Ausrüstung von Gebäuden. Nachfolgend berichten wir von zwei sehr interessanten Beispielen aus unserer Gutachter-Praxis.

Abgestürzte Rohrleitungen

Häufig haben es die Sachverständigen und Gutachter von Dr. Hövelmann & Rinsche mit abgestürzten Rohrleitungen zu tun. In diesem Beispiel war in einer neu gebauten Produktionsstätte für die Herstellung von medizinischen Geräten auch eine Rohrleitungsanlage für die Versorgung der Produktion mit Kühlwasser installiert worden. Hierfür wurden Edelstahlleitungen mit der Werkstoffkennung 304L (AISI) bzw. 1.4307 (EN) und der Dimension 273,00 x 3,00 verwendet. Bereits kurze Zeit nach der Inbetriebnahme stürzte eine dieser Rohrleitungen ab, nämlich die Kühlwasser-Vorlaufleitung.
Abgestürzte Rohrleitung

Der Absturz der Rohrleitung verursachte Schäden

Die nebenstehende Abbildung zeigt die abgestürzte Rohrleitung. Sie wurde bei dem Absturz beschädigt. Daneben kam es zu Sachschäden an betrieblichen Einrichtungen, auf die die Rohrleitung hinabstürzte. Des Weiteren kam es zu einem Ausfall der Kühlwasserversorgung, was einen Produktionsausfall nach sich zog bzw. einen entsprechenden Betriebsunterbrechungsschaden.

Die abgestürzte Rohrleitung war an der Decke abgehängt

Die abgestürzte Kühlwasser-Vorlaufleitung war an der Decke des Technikgeschosses verlegt bzw. war sie dort mittels so genannter „Rohrhalterungen“ abgehängt. Die Rohrhalterungen bestehen dabei vorliegend aus mehreren Elementen, nämlich zunächst aus so genannten „Rohrschellen“, die die abzuhängenden Rohrleitungen in bestimmten Abständen umschließen. Die Rohrschellen wiederum sind mit so genannten „Stababhängern“ verbunden. Die Stabhänger sind in so genannte „Gelenkträgerklammern“ eingehängt, die an den Stahlträgern der Deckenkonstruktion befestigt sind.

Eine der Rohrhalterungen war unterdimensioniert

Die empfohlene maximale Last für die o.a. Gelenkträgerklammern beträgt 2,5 kN. An einer Stelle war die Last – vorliegend bestehend aus den Gewichtskräften der Rohrleitung und des in ihr transportierten Mediums (Wasser) – aber größer als die maximale Last. Aus diesem Grund versagte die Gelenkträgerklammer; sie brach. Dies führte zu einer Kettenreaktion. Denn nun kam es auch zu Überlastungen anderer Gelenkträgerklammern, weil diese plötzlich ebenfalls jeweils einer größeren Last ausgesetzt waren. Die Schadensursache bzw. die anfängliche Überlastung kam dadurch zu Stande, weil die Abstände für die Rohrhalterungen zu groß gewählt worden waren. Hierdurch entfiel ein zu großer Gewichtsanteil auf die später gebrochene Gelenkträgerklammer.

Unterschätzte Längendehnung von Rohrleitungen

Üblicherweise werden Rohrleitungen in „kaltem“ Zustand verlegt, das heißt bei Umgebungsbedingungen. Warmgehende Rohrleitungen, die also später erwärmte oder heiße Medien transportieren, dehnen sich im Betriebszustand aber wegen des Temperatureinflusses aus. Die Längenausdehnung ΔL lässt sich dabei mit folgender Formel berechnen:

 

Δ𝐿 = 𝛼 ⋅ 𝐿0 ⋅ Δ𝑇

 

mit:

 

Δ𝐿: Längenänderung
𝛼: Längenausdehnungskoeffizient (abhängig vom Material)
𝐿0: Ursprüngliche Rohrlänge
Δ𝑇: Temperaturänderung
Dehnungsbögen zum Ausgleich von Längendehnungen bei Rohrleitungen

Längendehnungen von Rohrleitungen sind auszugleichen

Die Längendehnung von Rohrleitungen ist bereits in der Planung durch eine entsprechende Stressberechnung zu berücksichtigen. Es sind Maßnahmen zu ergreifen, um die Längendehnungen auszugleichen, zum Beispiel durch

 

  • Kompensatoren
  • Dehnungsbögen
  • Gleitlager
  • entsprechend dimensionierte Festpunkte bzw. Festlager, die die Kräfte der Längendehnung aufnehmen
  •  

    In der nebenstehenden Abbildung sind als ein Beispiel für den möglichen Ausgleich von Längendehnungen bei Rohrleitungen Dehnungsbögen zu sehen (Quelle: HINE AG).

     

    Eine Fernwärmeleitung war falsch berechnet worden

    In diesem Beispiel war eine 5 km lange Fernwärmeleitung verlegt worden (2,5 km Vorlauf plus 2,5 km Rücklauf). Sie war zuvor als eine Rohrleitung mit verschweißten Verbindungen berechnet worden. Als Verlegetemperatur wurden 10 °C zu Grunde gelegt, für den Betrieb 105 °C. Für den Ausgleich der Längendehnungen wurden Festlager und Kompensatoren vorgesehen. Bei der Stressberechnung hatte man jedoch nicht beachtet, dass die Verbindungen zwischen den einzelnen Rohrstangen, aus denen die Fernwärmeleitung zusammengebaut wurde, nicht verschweißt werden sollten. Die Verbindungen sollten mit zu verschraubenden Rohrkupplungen hergestellt werden.

    Rohrkupplungen sind nicht starr

    In den Rohrkupplungen sind Dichtungen eingebaut. Im vorliegenden Fall solche, bei denen ein radial umlaufender Dichtungssteg zwischen die Stirnseiten der Rohrstangenenden platziert wird. Direkt zu Anfang des Betriebs der Fernwärmeleitung wurden diese Dichtungsstege abgequetscht, was zu entsprechenden Schäden geführt hat. Die Abquetschung der Dichtungsstege kam dabei durch die Längendehnung der Rohrstangen zu Stande. Sie dehnten sich nämlich in die Rohrkupplungen aus. Dort war offenbar der Widerstand bei der Längendehnung geringer als in den Kompensatoren. Das heißt, dass die Längendehnung zuerst in den Rohrkupplungen stattfand und erst dann in den Kompensatoren. Weiterhin kam es in bestimmten Rohrkupplungen, für die bis zu einem bestimmten Maß axiale Abwinkelungen zulässig sind, zu Undichtigkeiten. Hier wurden auf Grund der in den Rohrkupplungen stattfindenden Längendehnungen die zulässigen Abwinkelungen überschritten.

     

    Für Anfragen zur Begutachtung von Schäden und Mängeln an Rohrleitungen besuchen Sie bitte die Website des Sachverständigen- und Gutachterbüros Dr. Hövelmann & Rinsche.