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Brunnensanierung mit  VA Manschetten aus Edelstahl

Für die Reparatur und Sanierung von punktuellen oder auch Strecken Schäden in der Ausbauverrohrung und im Filterrohr setzen wir Reparatur Manschetten ( Quick-Lock, Pipe-Seal, Pipe-Seal-Flex & Circum Mini ) verschiedener Hersteller aus Edelstahl ein.
Je nach Schadensart und Anforderungsprofil werden die geeigneten VA-Manschetten ausgewählt und im Brunnen eingebaut.

So können Löcher, Risse, Ausbrüche im Rohrbereich dicht verschlossen werden. Undichte Rohrverbindungen oder gebrochene Muffen können abgedeckt und abgedichtet werden. Seitenversätze im Rohrbereich können durch flexibele VA-Manschette abgedeckt und abgedichtet werden und sorgen für einen relativ hindernissfreien Durchgang.
Stillzulegende Filterstrecken können durch Abdeckung mit VA-Manschette geschlossen werden.

„Quick - Lock“ - Manschette von DN150 bis DN800

Die „Quick - Lock“ der Firma Uhrig ist das erste System, welches erfolgreich mit Trinkwasserzulassung im Brunnen eingesetz wurde. Die „Quick - Lock“ - Manschette besteht aus einer gerollten Edelstahlschale sowie aus einer Dichtung aus Silikon oder EPDM-Gummi, die vor dem Versetzen über die Edelstahlschale aufgebracht wird. Die Sanierungstechnik besteht aus einem dauerhaften Anpressdruck der Edelstahlschale, der über die Gummidichtung auf die Rohrinnenwand des zu sanierenden Brunnen übertragen wird, und somit aufgrund der elastischen Eigenschaften der EPDM - Dichtung eine gewünschte Abdichtung des vorhandenen Schadens bewirkt.

Edelstahlschale V4A

Die gerollte Edelstahlschale wird aus V4A-Stahl, Werkstoff 1.4571 hergestellt. Diese Edelstahlschale wird auf einen Durchmesser gerollt der ca. 40 mm kleiner ist als der Innendurchmesser (DN) des zu sanierenden Rohres. Zwei Schlösser mit je einem „Getriebe“ aus drei Zahnrädern ermöglichen ein fast stufenloses Aufweiten. Das „Herzstück“ der „Quick - Lock“ – Manschette sind die beiden „Zahnradgetriebe“ jeweils seitlich an der Edelstahlschale. Während dem Aufspannprozess der Manschette, bewegen sich das untere und obere Zahnrad mit entgegengesetzter Drehrichtung entlang der Zahnleiste und „rollen“ dadurch die Edelstahlmanschette auf. Dabei wird das mittlere Zahnrad, welches als Rücklaufsperre dient und mit einer Feder verbunden ist, durch das obere Zahnrad mitgedreht. Durch diese Verschiebung wird die Verbindung zum unteren Zahnrad gelöst und somit die „Blockierfunktion“ des mittleren Zahnrades, solange aufgehoben, bis der Aufspannprozess beendet ist.

Nach dem Aufspannen der Manschette wird das mittlere Zahnrad durch die Federkraft wieder zum unteren Zahnrad hin verschoben. Da sich die Stahlmanschette jetzt aufgrund der Anpresskräfte wieder zusammenrollen möchte, blockiert das mittlere Zahnrad ein Zurückdrehen des unteren und oberen Zahnrades. Durch diese Rücklaufsperre wird gewährleistet, dass der erforderliche Anpressdruck der Stahlmanschette auf die EPDM – Dichtung ständig vorhanden ist, und nicht vermindert wird.

Während des Aufspannprozesses kann man das „Klicken“ der Zahnräder und Zahnleisten hören. Hierbei entsteht jeweils, bei der neuen Verbindung zwischen einer Zahnspitze und Zahnkerbe der Zahnräder, ein „Klick“. Der maximale Rücklauf der Manschette, welcher unmittelbar nach dem Aufspannprozess entstehen kann, ist somit durch den Abstand zwischen Zahnradspitze und Zahnradkerbe Anhand folgendem Rechenbeispiel mit einer Manschette DN 150 wird ersichtlich, wie feinwerktechnisch das „Aufspanngetriebe“ mit den drei Zahnrädern abgestimmt ist.

Der maximal mögliche Rücklauf von der Zahnspitze auf die nächste untere Zahnkerbe verursacht eine Durchmesserreduzierun

g von nur 0,65 mm. Das bedeutet in der Praxis ein nahezu stufenloses Rasten.

Mittlerweile sind auch andere Herstelle mit geeigneten und weiterentwickelten System auf dem Markt.

Die Pipe Seal VA - Manschette von DN150 bis DN 800

Die Pipe Seal VA- Manschette ist von der Konstruktion her der Quick Lock Manschette sehr ähnlich und unterscheidet sich dur durch die Schlosstechnik. Die Pipe Seal VA - Manschette besteht auch aus einem gerollten Edelstahlband sowie aus einer Dichtung Die Technolgie, der Einsatzzweck und der Setzprozess ist der gleiche. Pipe-Seal-Produkte sind geeignet für die Reparatur von Brunnen & Rohrleitungen im Dimensionsbereich von DN 150–800. Die Schadensinstandsetzung erfolgt über einen permanenten Anpressdruck der jeweiligen Edelstahlhülse in Verbindung mit einer EPDM-Gummidichtung an die vorhandene Bestandsrohrwandung.

Die Pipe Seal Flex VA - Manschette DN200 bis DN 600

 

Die Pipe Seal Flex VA- Manschette ist von der Konstruktion her durch Einfräsungen im Edelstahlband flexibel ausgestaltet. Durch dieses Konstruktiuonsmerkmal können Rohrversätze besser überbrückt werden. Der Setzprozess ist der gleiche wie beider Pipe Seal VA-Manschette. Pipe-Seal-Flex ist einsetzbar bei starken Muffenversätzen und Achsabwinklungen. Durch die Lamellenöffnungen in der Edelstahlhülse in Verwendung mit dem EPDM-Dichtelement legt sich die Hülse formschlüssig an die Rohrwandung an und kann so die Funktionsfähigkeit des Altrohres wieder herstellen.

Die Circum Mini VA - Manschette DN150 bis DN 800

Die Circum Mini VA- Manschette besteht auch aus einem gerollten Edelstahlband und unterscheidet sich von der Konstruktion her von den anderen VA-Manschetten durch den Verschließmechanissmuss. In diesem Fall finden keine Zahnräder verwendung. Der Verschließmechanismus ist ein Verzahnungsprinzip. Bei dieser Version liegt der Verschlussbereich nicht im Innenrohrbereich der Manschette, sondern wird von dem überlappenden VA-Band überdeckt. So sind weniger Hindernisse im Innenrohrbereich vorhanden. Durch dieses Konstruktiuonsmerkmal sind Verharkungen bei Ein- und Ausbauarbeiten von Steigleitungen oder der Verfahrung von Regenerierausrüstung minnimiert. Der Setzprozess ist der gleiche wie bei der allen VA-Manschette.

Das Sanierungssystems Circum Mini basiert auf der Basis einer Kompressionsdichtung. Durch den extrem flachen Verschluss und die geringe Bauhöhe, passt sich Circum Mini optimal der Rohrwandung an. Durch den geschützten Verschluss der an der Rohrwandung anliegt, ensteht eine komplett anliegende Manschette, ohne einragende Hindernisse, wie z.B. Verriegelungen.

Silikon – Dichtung

Die Silikon Dichtung hat die Aufgabe, die zu sanierende Stelle langfristig abzudichten. Die Abdichtung der zu sanierenden Stelle erfolgt über die radial, jeweils zwei mal beidseitig umlaufenden Dichtungsnoppen auf der Silikon - Dichtung. Durch den Anpressdruck der Edelstahlschale werden die Dichtungsnoppen an die Rohrinnenwand komprimiert und verursachen somit ein abgedichteter Bereich zwischen den Dichtungsnoppen, in dem sich die zu sanierende Schadenstelle befindet. Aufgrund der elastischen und langlebigen Eigenschaften der Silikon - Dichtung wird bei einem entsprechenden vorhandenen Anpressdruck eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet. Die Silikon Dichtung hat eine Trinkwasser Zulassung. In Molkereien, Brauereien oder in sonstigen Anlagen, die mit Lebensmittelprodukten in Verbindung kommen, wie z. B. auch Trinkwasseranlagen u. –Brunnen, hat sich der Einsatz der EPDM - Dichtung als sehr gut geeignet und bewährt dargestellt.

EPDM – Dichtung

Die EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) –Dichtung hat die Aufgabe, die zu sanierende Stelle langfristig abzudichten. Die Abdichtung der zu sanierenden Stelle erfolgt über die radial, jeweils zwei mal beidseitig umlaufenden Dichtungsnoppen auf der EPDM - Dichtung. Durch den Anpressdruck der Edelstahlschale werden die Dichtungsnoppen an die Rohrinnenwand komprimiert und verursachen somit ein abgedichteter Bereich zwischen den Dichtungsnoppen, in dem sich die zu sanierende Schadenstelle befindet. Aufgrund der elastischen und langlebigen Eigenschaften der EPDM - Dichtung wird bei einem entsprechenden vorhandenen Anpressdruck eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet. Da fast alle eingesetzten Rohrverbindungsdichtungen im kommunalen Wasserbereich aus.

EPDM sind, hat sich die Langlebigkeit der EPDM - Gummidichtungen über Jahrzehnte mehrfach im Rohrleitungsbau erfolgreich bewährt. Diese EPDM Dichtungen sind somit im kommunalen Wasserbereich „Stand der Technik“. Ein Einsatzbereich der EPDM - Dichtung in industriellen Abwässern kann eingeschränkt sein, wenn ein Schwellen oder Auflösen der EPDM - Dichtung durch chemischer Angriff (z. B. Öle, Benzine, Terpentin oder Kohlenwasserstoffe) erfolgen könnte. Dieser Anwendungsbereich ist von Fall zu Fall zu überprüfen.

Brunnen Versetzpacker

Mit der VA Manschette ist ein spezieller Versetzpacker für das Versetzen von Manschetten im Brunnenbau konzipiert und entwickelt worden. Mit diesem Versetzpacker ist es möglich mit Lochfraß korrodierte Brunnen zu sanieren oder undichte Rohrverbindungen abzudichten und somit ihre Funktionsfähigkeit weiterhin zu erhalten.

Der Brunnen - Versetzpacker hat zu einem die Funktion, die VA - Manschette an die Schadstelle zu transportieren und mittels Druckluft zu versetzen.

Zum anderen können mit zwei Brunnen - Versetzpackern, welche über die Druckluftverbindungsstange verbunden werden, eine Druckprobe, der bereits versetzten VA - Manschette oder z. B. auch einer vermutlich undichten Stelle (zumeist eine Rohrverbindung), durchgeführt werden.

Erste Anzeichen für einen mit Lochfraß korrodierten Brunnen ist auftretender Sand, im aus dem Brunnen gewonnen Wasser.

Nachdem der Sandanteil sich zumeist zunehmend erhöht, entstehen Ablagerungsprobleme an der Pumpe sowie an den Rohren, was schließlich ein Austausch erfordert. Als Maßnahme um den Sandanteil im Wasser zu reduzieren, wird in den meisten Fällen zuerst die Pumpleistung herabgesetzt, in der Annahme, dass die Anlage überlastet sei. Bringt dies jedoch kein Erfolg, so muss der Brunnen eingestellt werden, vor allem auch, falls es sich um einen Trinkwasserbrunnen handelt.

Sind bereits größere Flächen mit Lochfraß korrodiert, kann es soweit kommen, dass Bereiche des Brunnens zusammenstürzen und somit der Brunnen seine Funktionsfähigkeit verliert. Die bisherigen Sanierungsmöglichkeiten für Trinkwasserbrunnen bestanden darin, entweder einen komplett neuen Filterrohrstrang einzubringen, oder einen frischen Brunnen an einer neuen Stelle zu bohren. Durch den entwickelten Brunnenpacker sowie der VA – Manschette besitzt man nun die Möglichkeit, dass die angewendeten Materialien (V4A-Edelstahl und Dichtung) für Trinkwasserbereiche problemlos einsetzbar sind.

Der Brunnenpacker kann auch eingesetzt werden um Schichtwasser, das aus verschiedenenm Gründen nicht erwünscht ist, in bestimmten Bereichen abzudichten. Dies könnte z. B. der Fall sein, bei hydrologische Verfahren im Bereich Altlastensanierung, wo eine Grundwasserverunreinigung

Funktionsprinzip des Brunnenpackers

Das Funktionsprinzip bei der Brunnensanierung in senkrechter Lage ist identisch, wie die eigentliche Anwendung im horizontalen Kanalbereich. Abweichend ist nur das Problem des ständig, mit zunehmender Tiefe, ansteigenden hydrostatischen Wasserdruckes von 0,1 bar pro laufenden Meter.

Würde man die Manschette, wie in der Kanalsanierung mit einem Heftdruck von 0,5 bar am Packer anlegen und konstant halten, so würde dieser aufgrund des entgegengesetzt wirkenden hydrostatischen Wasserdruckes nach 5m Wassertiefe nur noch 0 bar betragen.

In diesem Fall würde die Manschette sich vom Packer lösen, und schließlich bis auf die Brunnensohle hinuntergleitet. Auch bei dem Anlege- u. Applikationsdruck, muss man den hydrostatischen Wasserdruck berücksichtigen, indem man einen zusätzlichen Druck von 0,1 bar * X – Meter - Wassertiefe aufbringt. Das Problem des hydrostatischen Wasserdruckes während dem Beförderungsweg zur Schadensstelle kann man mit zwei Möglichkeiten lösen: 1.: Mit zunehmender Wassertiefe wird der Heftdruck nach und nach gleichmäßig erhöht, damit die Manschette nicht abgleitet. Bei z. b. 20 Meter Wassertiefe müsste somit ein Heftdruck von 0,5 bar + 20m * 0,1 Bar/m = 2,5 bar anliegen, damit die Manschette nicht abrutscht. Mit einer gesteuerten Druckerhöhung, welche über die Wassertiefe gekoppelt ist, wäre dies möglich.

2.: Die Firma Uhrig Kanaltechnik umging das Problem der weggesteuerten Druckzugabe   dadurch, dass ein spezieller Versetzpacker (Abb. 2.11-1) entwickelt wurde, welcher die Manschette mit Fixierungsarmen festhält. Somit kann die Manschette durch den ständig höher werdenden Außendruck beim Absenken in einem wassergefüllten Brunnen nicht vom Versetzpacker abgleiten, und ein Heftdruck ist somit nicht mehr erforderlich.

Versetzvorgang mit dem Brunnenpacker

Die VA – Manschette wird auf den Brunnenpacker aufgebracht und mit den jeweiligen drei Fixierungsarmen oben und unten befestigt. Anschließend wird der Brunnenpacker mit der aufgebrachten Manschette über ein Zugseil sowie mit dem Druckluftschlauch bis zur sanierenden Stelle, die mittels Kamerabefahrung bereits geortet und ausgemessen wurde, in den Brunnen geführt. Nach dem Positionieren der “Quick - Lock” – Manschette an der zu sanierenden Stelle, wird der Anlege - Druck im Packer auf 1,5 bar, zuzüglich dem herrschenden hydrostatischen Druck, eingestellt. Der zusätzlich aufzubringende hydrostatischen Druck errechnet sich aus der Wassertiefe bis zur sanierenden Stelle * 0,1 bar. Aus der Mitte der Manschette heraus wird schließlich der Applikationsdruck auf 2,8 bar, zzgl. dem herrschenden hydrostatischen Druck, erhöht. Anschließend wird der Packer dekomprimiert und um ca. 15-20 cm abgesenkt, damit die Mitte des Packers auf dem unteren Schloss sitzt. Danach wird der Applikationsdruck erneut aufgebracht, und der gleiche Vorgang zum Zentrieren der Manschette auf dem oberen Schloss wiederholt.

Auftretende Schäden

Anhand einer bohrlochgeophysikalischen Brunnenkontrolle können verschiedene Mängel In einem Brunnensystem festgestellt werden.