Anvisningar och riktlinjer för mätmetoder vid rikt-ningsavvikelsemätning i självfallsledningar

Jens ÖstlundLars Nilsson

VA

-Forsk rap

po

rt Nr 2004-08

VA-Forsk

VA-Forsk

Författarna är ensamma ansvariga för rapportens innehåll, varför detta ej kan åberopas såsom representerande Svenskt Vattens ståndpunkt.

VA-Forsk är kommunernas eget FoU-program om kommunal VA-teknik. Programmet finansieras i sinhelhet av kommunerna, vilket är unikt på så sätt att statliga medel tidigare alltid använts för denna typ av verksamhet. FoU-avgiften är för närvarande 1,05 kronor per kommuninnevånare och år. Avgiften är obligatorisk. Nästan alla kommuner är med i programmet, vilket innebär att budgeten årligen omfattar drygt åtta miljoner kronor.

VA-Forsk initierades gemensamt av Svenska Kommunförbundet och Svenskt Vatten. Verksamheten påbörjades år 1990. Programmet lägger tonvikten på tillämpad forskning och utveckling inom det kommunala VA-området. Projekt bedrivs inom hela det VA-tekniska fältet under huvudrubrikerna:

DricksvattenLedningsnätAvloppsvattenreningEkonomi och organisationUtbildning och information

VA-Forsk styrs av en kommitté, som utses av styrelsen för Svenskt Vatten AB. För närvarande har kommittén följande sammansättning:

Ola Burström, ordförande SkellefteåOlof Bergstedt Göteborgs VA-verkRoger Bergström Svenskt Vatten ABDaniel Hellström Stockholm Vatten ABStefan Marklund LuleåMikael Medelberg Roslagsvatten ABPeter Stahre VA-verket MalmöJan Söderström Sv KommunförbundetGöran Tägtström BorlängeAgneta Åkerberg Falkenberg

Steinar Nybruket, adjungerad NORVAR, NorgeThomas Hellström, sekreterare Svenskt Vatten AB

VA-ForskSvenskt Vatten ABBox 47607117 94 StockholmTfn 08-506 002 00Fax 08-506 002 10svensktvatten@svensktvatten.sewww.svensktvatten.se

Svenskt Vatten AB är servicebolag till föreningen Svenskt Vatten.

Grafisk formgivning: Victoria Björk, Svenskt Vatten

Rapportens titel: Anvisningar och riktlinjer för mätmetoder vid riktningsavvikelsemätning i självfallsledningar

Title of the report: Directions and guidelines for measuring methods of directional deviations in gravity flowlines

Rapportens beteckningNr i VA-Forsk-serien: 2004-08

Författare: Jens Östlund, Örnsköldsviks kommun och Lars Nilsson, Umeå Vatten och Avfall AB

VA-Forsk-projektnr: 22-116

Projektets namn: Anvisningar och riktlinje för mätmetoder vid riktningsavvikelsemätning i självfallsledningar

Projektets finansiering: VA-Forsk

Rapportens omfattningSidantal: 19Format: A4

Sökord: Riktningsavvikelse, profilmätning, lutningsmätning, slangmätning, inklino-meter, tryckgivare, lutningsgivare

Keywords: Directional deviation, inclination measuring, hydrostatic profiler, inclination module, pressure transducer

Sammandrag: Rapporten redovisar erfarenheter av och jämförelser mellan olika metoder att mäta av riktningsavvikelser i självfallsledningar.

Abstract: The report accounts experiences and comparisons of different methods to measure directional deviations in gravity flowlines.

Målgrupper: VA-tekniker och beställare av TV-inspektionstjänster samt entreprenörer och leverantörer inom TV-inspektionsområdet

Omslagsbild: Toleransklassning av profilmätt ledning. Foto: Jens Östlund

Rapporten beställs från: Finns att hämta hem som pdf-fil från Svenskt Vattens hemsida www.svensktvatten.se

Utgivningsår: 2004

Utgivare: Svenskt Vatten AB © Svenskt Vatten AB

VA-Forsk Bibliografiska uppgifter för nr 2004-08

3

Förord

Denna rapport utgör resultatet av ett projekt för att öka kunskapen om olika metoder att mäta riktningsavvikelser i självfallsledningar. Syftet var att peka på styrkor och svagheter med respektive metod samt ge beställare en vägledning om vad man bör tänka på vid köp av inspektionstjänster. Huvuddelen av fältarbetet har skett i Umeå.

Arbetet har finansierats av VA-Forsk i samverkan med Umeå Vatten och Avfall AB (UMEVA), Örnsköldsviks kommun, Consoil, Origodata och Vretmaskin.

Projektledare har varit Lars Nilsson i samverkan med Jens Östlund. PEAB har utfört fältmätningarna. Jens Östlund har bearbetat mätdata. För utvärdering och rapportsammanställning har Lars Nilsson och Jens Östlund stått. Under hela arbetet har en dialog med referensgruppen, bestående av Björn Lindeborg (Consoil), Edor Boström (Origodata) och Kjell Frödin (Vretmaskin), skett. Jag vill tacka alla medverkande för ett gott arbete.

Umeå 2004-02-12

Lars Nilsson

4

5

Innehåll

Förord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Sammanfattning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1 Bakgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2 Projektets syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3 Metodbeskrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.1 Slangmätare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93.2 Profilmätare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

4 Projektets genomförande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.1 Parametrar som kan påverka resultatet . . . . . . . . . . . . . . . . .104.2 Fältmätningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.2.1 Lutningsmätning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.2.2 Slangmätning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.3 Resultat av mätningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.3.1 Kalibrering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.3.2 Längdfel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.3.3 Repeterbarhet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.3.4 Jämförelse profilmätare – slangmätare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.4 Diskussion om mätresultat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144.4.1 Profilmätning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144.4.2 Slangmätning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.4.3 Allmänt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5 Erfarenheter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145.1 Avvägning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145.2 Kalibrering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145.3 Utförande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

6. Slutsatser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

7 Frågetecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Referenser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Bilaga A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6

7

Sammanfattning

Kontroll av avloppsledningars riktningsavvikelse har skett under många år, tidigare främst via slangmätning. Det finns i huvudsak två olika fall där riktningsavvikelsekontroll sker, vid nyproduktion som kontroll av utförande och i befintligt ledningsnät i samband med utredning av ledningars funktion. Under senare år har lutningsmätning blivit allt vanligare och ersatt slangmätning i många fall. Lokala policyer som reglerar när de olika metoderna skall användas har uppstått. Det finns inga anvisningar om hur lutningsmätning skall utföras eller vilka krav som kan ställas på lutningsmätning. Detta riskerar att ge osäkra resultat pga. dåligt handhavande och förarbete samt omodern utrustning.

Syftet med projektet är att få en vägledning om när respektive metod är för-delaktig att använda och vilka krav som bör ställas på utförande och noggrannhet.

En slangmätare mäter hydrostatiskt tryck genom att en tryckgivare dras i ledningens vattengång mellan två brunnar. Fördelen med metoden är noggrann nivåmätning i vald punkt samt att slangmätaren är enkel att kalibrera. lutnings-mätning sker via en lutningsgivare inbyggd i kameravagnen. Lutningsgivaren registrerar förändring på lutning, olika fabrikat/programvaror hanterar mätning på olika sätt. Fördelen är liten tidsåtgång (utförs samtidigt som sträckan filmas) och att varje nivåavvikelse noteras.

Projektet har huvudsakligen bestått av fältmätningar samt utvärdering av dessa. Fältmätningarna har skett genom att ett antal utvalda ledningssträckor har mätts minst två gånger med Lutningsmätare respektive Slangmätare. Repeterbarhet har studerats, kalibrering, längdmätning har varit viktiga parametrar.

Under projektets gång har kalibreringen av lutningsmätare kommit allt mer i fokus. Olika tillverkare föreslår olika metoder att kalibrera utrustningen. Det finns inga specificerade krav/anvisningar på hur och hur ofta utrustningen behöver kalibreras. Kalibrering är en fråga som tv-inspektionsbranschen bör ta tag i.

Avvägning är en viktig del av mätningarna, speciellt lutningsmätning där det krävs att vattengångshöjder finns noggrant angivna i ledningens ändpunkter. Av-vägning är svår att utföra med hög noggrannhet, man kan uppnå cm-noggrannhet. Repeterbarheten för lutningsmätaren är bra, den ligger inom cm-noggrannhet,. Det finns dock punkter där avvikelsen är för stor. Repeterbarheten är även bra för slangmätningen, den ligger inom cm-noggrannhet men en horisontell för-skjutning sker ofta pga. otillräcklig noggrannhet i längdmätningen. Detta problem är mindre med en modern utrustning med automatisk frammatning. Frekvensen av riktningsavvikelser påverkar noggrannheten på lutning- och slang-mätning. Lutningen har ingen avgörande betydelse för resultatet, förutsatt att man använder en mätare med acceptabel noggrannhet (0,5 ‰) och att ledningens lutning ligger inom inklinometerns mätområde. Dimension har ingen avgörande betydelse, däremot är hjulens storlek i förhållande till dimensionen viktig. Längd-mätningen vid lutningsmätning bör ses över. Vid kontroll av nybyggnation där man ligger på gränsen mellan olika toleransklasser bör en kompletterande mätning utföras med annan utrustning, lutning- eller slangmätning.

8

Summary

For many years now, the directional deviation of sewage pipes has been measured, primarily through hydrostatic profiler. There are two principal cases when measuring of directional deviation takes place, when checking the performance of new productions and when establishing the function of pipes in the existing sewage system. In recent years, inclination measuring has become increasingly more common and in many cases it has completely replaced the method of hose measuring. Local policies, which regulate when the different methods should be applied, have arisen. There are no directions on how inclination measuring should be executed. This means that there is a risk that measurements will be uncertain due to improper handling and preparatory work as well as outdated equipment.The purpose of this project is to establish guidelines for when each method is the preferred one and which demands should be made regarding execution and accuracy.

A hydrostatic profiler measures the hydrostatic pressure through a pressure transducer, which is placed in the bottom level of the pipe between two manholes Inclination measuring is carried out using an inclination module that is built into the camera crawler. The inclination module registers variations of inclination.

The main part of the project has been on-field measurements along with evaluations of the techniques. On-field measurements were carried out through repeated measurements (at least two) of selected pipe sections.

As the project progressed, the calibration becomes more important. Different manufacturers suggest various methods of calibration of the equipment. There are no specified directions on how or how often the equipment needs to be calibrated. This is a matter, which the TV inspection industry should be considering.

Levelling is an important part of measuring. In profile measuring the waterline levels must be accurately indicated at both ends of the pipe. To carry out levelling with high accuracy is difficult but cm-accuracy can be achieved. Repeatability for the inclination meter is good (within cm-accuracy). There are however areas where deviation is too great. Repeatability is also good with the hydrostatic profiler, within cm-accuracy, although there is often a horizontal displacement due to insufficient accuracy in the measuring of distance. This problem is significantly reduced using modern equipment with automatic advancement.

Inclination has no conclusive significance on the result provided that a meter with acceptable accuracy (0.5 ‰) is used while at the same time the inclination of the pipe is in the measuring capability of the inclinometer. Dimension is not crucial but the size of the wheels in relation to dimension is important. Distance measuring should be taken into account when measuring inclination. In the case of new constructions where measurements are close to the limit between different levels of tolerance, a supplementary measurement should be made using different equipment.

9

Kontroll av avloppsledningars riktningsavvikelse har skett under många år, tidigare främst via slangmät-ning. Det finns i huvudsak två olika fall där riktnings-avvikelsekontroll sker, vid nyproduktion som kontroll av utförande och i befintligt ledningsnät i samband med utredning av ledningars funktion.

I P50 fältprovningsanvisningar, finns angivna toleransklasser om acceptabel avvikelse från teoretisk vattengångslinje. Där anges även att mätningen ska utföras med metod med en noggrannhet > 3 mm. Under senare år har profilmätning blivit allt vanligare och ersatt slangmätning i många fall. Lokala policyer som reglerar när de olika metoderna skall användas har uppstått. Det finns inga anvisningar om hur profilmätning skall utföras eller vilka krav som kan ställas på profilmätning i olika fall. Detta riskerar att ge osäkra resultat på grund av dåligt handhavande och förarbete samt omodern utrustning.

1 Bakgrund

2 Projektets syfte

Syftet med projektet är att få en vägledning om när respektive metod är fördelaktig att använda och vilka krav som bör ställas på utförande och noggrannhet. Vi vill veta vad som påverkar resultatet av en profil-mätning, överensstämmelsen mellan metoderna samt vilka krav man bör ställa på operatörens handhavande för att öka sannolikheten att ett bra resultat uppnås. Dessutom hoppas vi att våra erfarenheter kan fungera som en vägledning för andra aktörer inom VA-sverige, som står inför liknande frågeställningar.

3 Metodbeskrivning

3.1 Slangmätare

består av en tryckgivare och en slang med vätska (figur 3-1). Då tryckgivarens läge ändras i höjdled påverkas den av vätskepelaren och ger då en elektrisk utsignal som är proportionell mot vätsketrycket. I mät-omvandlaren, som normalt sitter i slangrullen ovan mark, omvandlas dessa värden till ett höjdmått. Enligt den äldre metoden drar man fram tryckgivaren manuellt, normalt 1 m åt gången , väntar tills värdet stabiliserat sig och noterar värdet. På nyare utrustning sker allt automatiskt, dvs. sonden dras fram inställd längd och värdet loggas. Kalibrering sker genom att lyfta givaren en känd höjd i vertikalled och jämföra det med avläst värde. Förutom det så får man en kontroll av mätarens funktion vid varje mätning om vattengångsnivåerna är noggrant avvägda.

Fördelar: noggrann nivåmätning i vald punkt, slangmätaren är enkel att kalibrera.

Nackdelar: tar lång tid, risk att missa förändringar mellan avläsningspunkterna, måste skötas noggrant (trasiga membran, veck på slang), inga officiella utbildningar finns.

Figur 3-1. Slangmätare.

Mäter hydrostatiskt tryck. En tryckgivare dras i led-ningens vattengång mellan två brunnar. Slangmätaren

3.2 Profilmätare

En lutningsgivare (inklinometer) sitter inbyggd i kameravagnen. Lutningsgivaren registrerar förändring på lutning, olika fabrikat och programvaror hanterar mätning på olika sätt. Varje lutningsgivare samlar värde på ett visst längdmått, t.ex. varje cm. En del registrerar t.ex. cm-värden som slås ihop till ett dm-värde som i sin tur redovisas. Normalt registreras

10

värden varje cm. Upplösningen på olika givare kan variera mellan olika fabrikat. En mätnoggrannhet på 0,5 ‰ är rimlig, det innebär att systemet måste klara 0,05 ‰ (figur 3-2).

Profilmätning kan antingen ske när kameran körs framåt eller bakåt. Fördelen med att göra den på tillbakavägen är att kameran går med jämn hastighet utan stopp. Metoden ställer stora krav på vagnens utförande, det är viktigt att hjulen inte är ovala, att hjulen är exakt lika stora, att hjulaxlarna är exakt lika långa m.m.

Vid övergång till en större dimension kan man välja att byta vagn eller använda hjulbreddare. Man måste kalibrera om utrustningen vid varje hjulbyte för den innerdiameter på ledningen som skall profilmätas.

Fördelar: Liten tidsåtgång (utförs samtidigt som sträckan filmas), varje nivåavvikelse noteras

Nackdelar: Inga anvisningar om hur ofta den ska kalibreras/kontrolleras eller vilken metodik som skall tillämpas för en så korrekt kalibrering som möjligt, dessutom finns ingen manual som beskriver ett korrekt sätt att utföra profilmätningen idag, problem med att få exakt längdmätning, risk att vagnen vandrar på rörets sidor, risk för slarv då den ses som ett bihang till tv-inspektion.

4 Projektets genomförande

Figur 3-2. Princip för profilmätning med lutningsgivare.

Projektet har huvudsakligen bestått av fältmätningar med de två ovan nämnda mätmetoderna samt ut-värdering av dessa.

4.1 Parametrar som kan påverka resultatet

Innan fältmätningarna påbörjades tog vi tillsammans med referensgruppen fram de parametrar som kan påverka resultatet av fältmätningarna. Kalibrering av utrustning, operatörens handhavande samt led-ningens lutning, material och dimension. En ledning med svag lutning är känslig för noggrannheten på lutningsgivaren, eftersom toleranskravet är högre blir mätnoggrannhetens betydelse större. Vid mätning i stora ledningar är det viktigt att kameravagnen inte är för liten, så att den vandrar på ledningsväggarna.

PVC

Dimension Lutning (‰)

Lutning (‰)

Lutning (‰)

200 3,9/4,0 6,0/13,1 28

315 1,5/2,8 11,7/18,9

400

Betong

Dimension Lutning (‰)

Lutning (‰)

Lutning (‰)

225 5,7

300

400 9,8/16,5

Tabell 4-1. Redovisning av ledningssträckor där mätningar utförts.

11

4.2 Fältmätningar

4.2.2 SlangmätningVi använde en slangmätare av märket Consoil. Den drogs fram manuellt, avläsning skedde vid varje 1 m. Utrustningen kalibrerades inför varje mätomgång.

4.3 Resultat av mätningar

Mätningar utfördes på ledningssträckor enligt tabell 4-1. I det fall det anges två lutningar för en prov-sträcka beror det på att den utgjordes av två lednings-sträckor.

Närmare information om provsträckor redovisas i bilaga A. Ytterligare villkor vid val av provsträckor var att varje sträcka skulle ha en brunn mellan start och slutbrunn. Detta för att vi skulle kunna göra en kontrollavvägning. Varje sträcka har undersökts minst två gånger. Sträckorna är noggrant spolade för att ge riktiga värden. Två provsträckor byggdes upp ovan jord för att ha kontroll över den verkliga nivån.

4.2.1 Lutningsmätning

Nedan redovisas de viktigaste resultaten indelade i fyra underrubriker. Grunddata för de lednings-sträckor som ingått i projektet redovisas i bilaga A.

4.3.1 KalibreringVid den första mätomgången hade vi inte hittat de rätta formerna för kalibrering av lutningsgivaren, utan mätningarna utfördes enligt entreprenörens normala handhavande. När vi fick indikationer på att resultaten inte var trovärdiga lade vi större vikt på att reda ut hur kalibrering bör ske. Resultaten från de två senare mätomgångarna stämde bra överens inbördes men avvek tydligt från den första mät-ningen. Enlig figur 4-1, nedan.

Figur 4-1. Jämförelse mellan tre olika mätomgångar med olika typ av kalibrering.

98,0

97,9

97,8

97,7

97,6

97,5

m

97,4

97,3

97,2

97,1

97,0

96,9

96,8

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

m

Profilmätning med höjd DNB6287 DNB6284 Profilmätning med höjd 2 DNB6287_DNB6284 Profilmätning med höjd 3 DNB6287_DNB6284 Teoretisk med höjd DNB6287_DNB6284

samt att kalibreringen på ett plant underlag gör att kontaktytan på däcken inte blir samma som i röret.

Vi använde en kameravagn med inklinometer av märket FW125 (kamera iPEK). Vid varje mätning kalibrerades vagnen med hjälp av en plan skiva och ett digitalt vattenpass, vattenpasset skall visa motsvarande värde när man vänder vagnen horisontellt 180 grader. Det visade sig dock att hjulens läge, dvs. vilken del av däcksmönstret som hamnade på skivan, hade betydelse för vilket värde som registrerades. Kalibreringen tog inte hänsyn till bl.a. däckens ovalitet, axelglapp m.m.,

12

Problem:Ett litet mätfel adderas över en sträcka

Lösning:Kända start och sluthöjder används för att korrigera mätningen Slutpunkten dras till 0,0

4.3.2 LängdfelFör båda metoderna har längdmätningen stor be-tydelse. Lutningsgivaren börjar mäta när den står en bit in i ledningen och längdmätningen korrigeras därför med ett generellt värde.

Vid ett kalibreringsfel ökar avvikelsen normalt med avståndet men om man har angett höjder i ändarna dras kurvan ihop mot den angivna höjden på slutet, se figur 4-2.

Figur 4-2. Beskrivning över vikten av att ange start-och sluthöjd.

Det innebär en osäkerhet hur väl längdmätningen stämmer, figur 3-4.

Vid våra slangmätningar har frammatning skett manuellt vilket ökar risken för att längdmätningen blir osäker.

I figur 4-4 så har resultatet av profilmätning jäm-förts med avvägda höjder (ledning ovan mark). Det blir ofta en förskjutning mellan topparna. Det kan ha två orsaker fel på längdmätning eller för stort avstånd mellan mätpunkter.

Figur 4-3. Beskrivning av problemet med att få rättlängdmätning vid profilmätning.

Figur 4-4. Två kurvor med inbördes förskjuten längdmätning.

Sträckans 0-punkt

Offset

Ledningens0-punkt

Avstånds- referens

Mätcentrum

Avvägd PktU1-PktU2 (m) Profilmätning med höjd PktU1-PktU2 (m)

8,76

8,74

8,72

8,70

8,68

8,66

8,64

8,62

m 8,60

8,58

8,56

8,54

8,52

8,50

8,48

8,46

8,44

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 m

13

Figur 4-5. Differensen mellan två mätningar på samma sträcka.

Profilmätning med höjd PktU1-PktU2 (m) Profilmätning med höjd PktU1-PktU2 (m) Diff profilm PktU1-PktU2 (m)

8,76

8,74

8,72

8,70

8,68

8,66

8,64

8,62 m 8,60

8,58

8,56

8,54

8,52

8,50

8,48

8,46

8,44

5 10 15 20 25 30 35 40m

0,006 0,005 0,005 0,004 0,004 0,003 0,003 0,002 0,002 0,001 0,001 0 0 –0,001 –0,001 –0,002 –0,002 –0,003 –0,003 –0,004 –0,004 –0,005 –0,005 –0,006 –0,006 –0,007

Figur 4-6. Mätning av ledning ovan jord med slangmätare, profilmätare jämfört med avvägda höjder.

Slangmätning med höjd PktU1-PktU2 (m) Profilmätning med höjd PktU1-PktU2 (m) Avvägd PktU1-PktU2 (m)

8,76

8,74

8,72

8,70

8,68

8,66

8,64

8,62

m 8,60

8,58

8,56

8,54

8,52

8,50

8,48

8,46

8,44

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 m

14

För att få en uppfattning om hur noggranna mät-metoderna är har vi studerat repeterbarheten, dvs. hur väl stämmer ett antal mätningar på samma sträcka överens. Det visar sig att huvudproblemet är längdmätningen, en avvikelse i längdled (t.ex. förskjuten startpunkt) kan ge en stor avvikelse i vertikalled. Detta medför att repeterbarheten inte är ett bra mått på mätnoggrannheten, om man med mätnoggrannhet menar förmåga att beskriva svack-djup och längd så verkligt som möjligt. För att kunna jämföra kurvorna måste vissa justeringar av kurvorna göras.

I figur 4-5 redovisas de två lägsta kurvornas plus-höjd på vänstra axeln och på högra axeln avvikelsen i m (den översta kurvan).

4.3.3 Repeterbarhet

4.3.4 Jämförelse profilmätare – slangmätareMätningarna visar på en god överensstämmelse mellan profilmätning och slangmätning men av-vikelser förekommer. Det beror huvudsakligen av skillnad i längdmätning och slangmätningen har avsevärt längre mellan mätpunkterna, vilket medför att vissa avvikelser ej syns och att toppar kan vara förskjutna i förhållande till varandra.

I figur 4-6 är överensstämmelse mellan avvägda höjder och slangmätning bra, även om skillnader finns. Inklinometern avviker i större grad, bland annat beroende på längdmätningen. Vilken av metoderna som uppvisar den bästa överensstämmelsen varierar mellan olika mätpunkter.

Överensstämmelsen mellan de olika mättillfällena är huvudsakligen bra även om avvikelser förekommer. Avvikelserna är som mest 3 cm. Generellt stämmer nivån med kontrollpunkten bra.

4.4 Diskussion om mätresultat

4.4.1 Profilmätning

Överensstämmelsen mellan resultaten från olika mättillfällena är bitvis bra men man får avvikelser i horisontalled huvudsakligen beroende på förskjutning av längdmätning. Generellt ligger kurvorna omkring 2 cm under kontrollpunkten.

4.4.2 Slangmätning

4.4.3 AllmäntEn stor frekvens av riktningsavvikelser minskar noggrannheten på mätningarna. Den konstruerade sträckningen (ledning ovan mark), har färre svackor, riktningsavvikelser än vad som är vanligt. Om man jämför den konstruerade ledningen med övriga, så är överensstämmelsen bättre på den konstruerade.

Kurvorna som beskriver resultaten av slangmät-ning ligger generellt lägre än kurvorna från profil-mätningen. De ligger även generellt under kontroll-punkten för respektive sträcka, undantaget är dock ledningen ovan mark med avvägd profillinje, där överensstämmelsen var god. Det är svårt att hitta en förklaring till detta. Vi kan inte med absolut säkerhet garantera nivåerna på kontrollpunkten, då det finns en osäkerhet när det gäller avvägning i brunnar. Det är svårt att få en noggrannhet bättre än 1 cm, beroende på brunnarnas utformning.

5 Erfarenheter

5.1 Avvägning

För att öka mätnoggrannheten bör man arbeta med höjdskillnaden mellan ledningens start och sluthöjd och inte vattengångsnivåerna. För att få fram vatten-gångsnivåer kan det krävas flyttpunkter etc. som påverkar mätresultatet. I stället bör man kontrollera höjdskillnaden mellan rörändarna genom att ställa instrumentet på en plats så att man kan avväga bägge rörändarna utan att flytta instrumentet. Det är viktigt att man utformar avvägningsstången så att man kan ställa den i vattengången och ändå ha stången vertikal. Grunden till en bra avvägning är naturligtvis att instrumentet mäter rätt, man måste alltså kontrollera det regelbundet.

5.2 Kalibrering

Under projektets gång har kalibreringen av lutnings-mätare kommit allt mer i fokus. Olika tillverkare föreslår olika metoder att kalibrera utrustningen. Det finns inga specificerade krav/anvisningar på hur och hur ofta utrustningen behöver kalibreras.

Det är främst två olika kalibreringsmetoder som används.

15

Metod 1: Kalibrering med hjälp av ett plant under-lag och ett digitalt vattenpass, vattenpasset skall visa motsvarande värde när man vänder vagnen horison-tellt 180 grader.

Metod 2: Kalibrering via att man kör kamera-vagnen fram och tillbaks i ett rör, det ska visa samma värde för start och slut.

Det visar sig att kalibrering med metod 2 ger ett bättre mätresultat än kalibrering med metod 1.

Ur beställarens synvinkel är det av stor vikt att det finns beskrivet hur man ska ställa krav på kalibrering i sina beställningar.

I början av projektets mätningar var kameravagnen dåligt kalibrerad, men innan sista mätningen utfördes hade vi hittat ett väl fungerande kalibreringssätt som också syns på den sista mätningens resultat. En annan viktig erfarenhet är att start och sluthöjd måste anges för att kunna kompensera för det mätfel som ändå finns trots en god kalibrering.

Systemet ska kunna justera kurvan till de givna höjderna, se figur 5-1 och 5-2. Det innebär att felet fördelas ut över hela mätningen och ett enskilt mät-fel blir mycket litet. För att ändå få ett mått på mätnoggrannheten så måste systemet redovisa hur stor justering i mm det krävts för varje mätvärde.

6 Slutsatser

Figur 5-1. Profilmätning utan korrigering.

Det ställs stora krav på operatören som måste se till att mätningarna görs noggrant och på rätt sätt, för att kunna garantera resultaten. Erfarenhet är viktigt för att uppnå ett bra resultat.

1. Repeterbarheten för lutningsmätaren är bra, den ligger inom cm-noggrannhet,. Det finns punkter där avvikelsen är för stor.

2. Repeterbarheten är bra för slangmätningen men en horisontell förskjutning sker ofta pga. otill-räcklig noggrannhet i längdmätningen. Detta problem är mindre med en modern utrustning med automatisk frammatning.

3. Det är viktigt att ha nivåskillnaden mellan start- och slutbrunn. Mätfelet kan vara större på ena sidan av inklinometern, till exempel på den posi-tiva sidan, vilket gör att felet ackumuleras. För att garantera resultaten bör man avväga skillnaden mellan vattengångarna vid varje inspektion.

5.3 Utförande

Teoretisk SNB8780_SNB8759 (m) Inklinometer 3 SNB8780_SNB8759 (m)

0,28

0,26

0,24

0,22

0,20

0,18

0,16

0,14

m 0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0

–0,02

–0,04

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 m

16

Teoretisk med höjd SNB8780_SNB8759 (m) Profilmätning med höjd 3 SNB8780_SNB8759 (m)

10,00

9,98

9,96

9,94

9,92

9,90

9,88

9,86

m 9,84

9,82

9,80

9,78

9,76

9,74

9,72

9,70

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

m

Figur 5-2 Profilmätning med korrigering.

4. Avvägning är en osäkerhetskälla, man får räkna med en noggrannhet på ± 1 cm, under förut-sättning att man är noggrann och ser till att stången kan hållas vertikalt när vattengången avvägs.

5. Frekvensen av riktningsavvikelser påverkar nog-grannheten på profil- och slangmätning.

6. Lutningen har ingen avgörande betydelse för resultatet, förutsatt att man använder en mätare med acceptabel noggrannhet (0,5 ‰), och att ledningens lutning inte understiger respektive överstiger inklinometerns mätområde, se kapitel 3.2, samt är noggrann vid kalibrering.

7. Dimension har ingen avgörande betydelse för resultatet (vi har dock inte haft så stor variation av dimensionen), det som har störst betydelse är hjulens storlek i förhållande till dimensionen.

8. Material kan ha betydelse, om ett visst material innebär ökat antal nivåfel (fler skarvar, mjukare rör.)

9. Längdmätningen vid lutningsmätning bör ses över.

10. Kalibrering är en fråga som tv-inspektions-branschen bör ta tag i.

11. Vid kontroll av nybyggnation där man ligger på gränsen mellan olika toleransklasser bör en

kompletterande mätning utföras med annan utrustning. Profil- eller slangmätning.

7 Frågetecken

Nedan redovisas ett antal frågor som har uppstått under projektets genomförande, som kräver ett fort-satt arbete. På en del av frågorna har vi redovisat våra funderingar.

Vilken noggrannhet är det rimligt att ställa krav på?Den praktiska mätnoggrannheten på slangmätning påstås vara ca 10 mm och för profilmätning ca 10 mm. Detta överensstämmer med våra erfarenheter. I laboratoriemiljö klarar slangmätaren en noggrann-het på 3 mm och om man kalibrerar lutningsgivaren noggrant kan man uppnå noggrannhet mindre än 5 mm.

Lägger man tillräckligt stor vikt på kalibrering/kontroll idag?Nej.

17

Skall man ställa olika krav på utförande och kalibr-ering av profilmätning vid nyproduktion jämfört med befintliga system?

Bör man undvika profilmätning när ledningarna inte är spolade?Varken slangmätning eller profilmätning ger ett bra resultat vid icke spolade ledningar. Det kanske skall föregås med en kvalitetskod på profilmätningen som anger under vilka premisser den är utförd. T.ex. okalibrerad vagn och icke spolad ledning, ospolad ledning och kalibrerad vagn, spolad ledning och kalibrerad vagn. Samt huruvida vattengångarna är avvägda och när de är avvägda.

Hur skall man hantera längdmätningen vid profil-mätning? Det viktigaste är att man i programvaran redovisar det exakta läget för start och slut på profilmätningen. För att sedan komma igång med profilmätningen vid rörändan så kan man om profilmätningen görs på väg in i ledningen dra i kabeln när kameran står i rörkanten, så att det registreras ett värde. Man kan även rigga ett hjul i brunnen så att kabeln sträcks upp direkt i start av inspektionen i centrum på brunnen.

Behövs en kvalitetssäkring av profilmätning.Rutinmässiga kalibrerings- och serviceintervall bör finnas på utrustningen samt att handhavande och kalibreringsutförande skulle integreras i tv-operatörs-utbildningen.

Det är också viktigt att man som beställare gör en medveten beställning av profilmätning, så att inte profilmätningen bara av slentrian följer med i redovisningen av tv-inspektionen.

18

VAV P50 (1986). Anvisningar för provning i fält av avloppsledningar för självfall.

VAV P74 (1994). Tv-inspektion av avloppsledningar i mark.

Referenser

19

Utförda mätningarRedovisning av mätningar. Nedan redovisas grund-data för de sträckor som ingått i studien.

SNB8780-SNB8759Material: PVCDimension: 200Längd (m): 68,11 (35,77 + 32,34)Lutning (‰): 3,9/4,0Referensbrunn: SNB8760

DNB5550-DNB5609Material: BTGDimension: 400Längd(m): 80,79 (43,05 + 37,74)Lutning (‰): 16,5/9,8Referensbrunn: DNB5610

DNB6287-DNB6284Material: PVCDimension: 315Längd(m): 85,11 (40,03 + 45,08)Lutning (‰): 11,7/18,9Referensbrunn: DNB6286

DNB6289-DNB6300Material: PVCDimension: 315Längd(m): 79,40 (39,65 + 39,75)Lutning (‰): 1,5/2,8Referensbrunn: DNB6301

STB661-STB668Material: PVCDimension: 200Längd(m): 85,06 (46,9 + 38,16)Lutning (‰): 6,0/13,1Referensbrunn: STB662

Konstruerad sträcka 1Material: PVCDimension: 200 Längd(m): 59,7Lutning (‰): 28

Konstruerad sträcka 2Material: BTGDimension: 225Längd(m): 43Lutning (‰): 5,7

Bilaga A

Anvisning

ar och riktlinjer fö

r mätm

etod

er vid riktning

savvikelsemätning

i självfallsledning

ar

Box 47607 117 94 Stockholm

Tfn 08 506 002 00

Fax 08 506 002 10

E-post svensktvatten@svensktvatten.se

www.svensktvatten.se