Image of the side of a mountain showing a past landslide.

| Case Study

Erkennung von Georisiken in nicht molchbaren Pipelines

Hochauflösende Spannungsanalyse mittels großflächiger Abstandsmagnetometrie

Pipelines, die in Gebieten betrieben werden, die von Bodensenkungen oder Erdrutschen betroffen sind, können durch Bodenbewegungen mechanischen Belastungen ausgesetzt sein. Die Erkennung und Bewertung dieser Belastungen kann schwierig sein, insbesondere wenn herkömmliche Inline-Inspektionsmethoden nicht durchführbar sind oder eine schnelle Reaktion erforderlich ist. Um Betreibern zu helfen, diese Risiken proaktiv zu bewältigen, bietet ROSEN die Large Stand-Off Magnetometry (LSM) an, eine nicht-invasive oberirdische Inspektionsmethode, die Biegungen, Beulen und lokale Spannungskonzentrationen in unterirdischen Pipelines identifiziert – ohne Aushub und ohne Beeinträchtigung des Betriebs. Diese Technologie kann von Hand getragen oder per Drohne eingesetzt werden.

Die Herausforderung

Der Betreiber war für einen Pipelineabschnitt in einer Region verantwortlich, die für ein Georisiko bekannt ist, wo anhaltende Bodenbewegungen die Unversehrtheit der Pipeline gefährdeten. Der Betreiber prüfte Überwachungsoptionen wie Dehnungsmessstreifen und Glasfasersysteme, lehnte diese jedoch aufgrund des hohen Aufwands bei der Installation ab, der mit Aushubarbeiten verbunden gewesen wäre. ROSEN schlug eine nicht-invasive, oberirdische Begutachtung vor, mit der Veränderungen im Trassenverlauf, Schwankungen in der Tiefe der Überdeckung und spannungsbedingte Anomalien identifiziert werden konnten. All dies wurde durch hochpräzise GPS-Daten und die Wiederholbarkeit der Inspektion gestützt, was eine wiederholte Überwachung ermöglichte.

A labeled graphic that shows a pipeline movement with a white pipeline on a light blue underground.

Abbildung 1: Schematische Darstellung einer von einem Erdrutsch betroffenen Pipeline, die die Richtung der Bodenbewegung, die Verschiebung der Trasse und die daraus resultierenden hohen Biegebelastungen veranschaulicht.

Unsere Lösung

ROSEN setzte seine LSM-Technologie ein, um eine Bewertung der mechanischen Belastungen und geometrischen Anomalien vorzunehmen, denen die unterirdische Pipeline ausgesetzt ist. Magnetfeldmessungen wurden von der Oberfläche aus erfasst, ohne dass Aushubarbeiten oder Änderungen an den Betriebsparametern der Pipeline erforderlich waren. Parallel dazu wurden Daten mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich gesammelt, was eine präzise räumliche Ausrichtung der X-, Y- und Z-Koordinaten jeder Messung ermöglichte. Anhand der erfassten magnetischen Daten konnte ROSEN die genaue Position der Pipeline bestimmen, die mit Bestandszeichnungen oder zuvor aufgezeichneten GPS-Daten verglichen werden konnte, um Bewegungen der Pipeline zu identifizieren. Darüber hinaus wird der direkte Vergleich der LSM-Daten mit zukünftigen Inspektionen einen weiteren Nachweis für Bewegungen liefern und dem Betreiber helfen, festzustellen, ob in dem Gebiet aktive Georisiken bestehen oder nicht. LSM liefert zudem eine Bewertung der Verdeckungstiefe, die nicht nur für die Erkennung potenzieller Risiken durch Schäden durch Dritte, sondern auch für die Erkennung von Beulen oder Verformungen unerlässlich ist, bei denen sich die Pipeline ungleichmäßig hebt oder absenkt. Durch die Analyse von Schwankungen im Magnetfeld erzeugten die fortschrittlichen ROSEN-Algorithmen detaillierte Informationen zur Spannungsverteilung und markierten Bereiche mit Spannungskonzentrationen entlang der Pipeline. Diese Bereiche wurden anhand der Specified Minimum Yield Strength (SMYS) der Pipeline quantifiziert, und alle Bereiche, die sich kritischen Werten näherten, wurden präzise lokalisiert, um gezielte Folgemaßnahmen zu ermöglichen. Dieser Ansatz ermöglichte eine umfassende, oberirdische Integritätsbewertung ohne Beeinträchtigung des normalen Betriebs.

Strip chart of the depth of cover of a pipeline at risk from ground movement.

Abbildung 2: Die beiden obenstehenden Streifendiagramme zeigen die Tiefe der Überdeckung der Pipeline sowie das Spannungsprofil des Rohrleitungsabschnitts, der als durch Bodenbewegungen gefährdet identifiziert wurde. In diesem 10 Meter langen Abschnitt der Untersuchung wurde eine Aufwölbung der Pipeline festgestellt, die mehr als das Doppelte des Rohrdurchmessers betrug. An derselben Stelle war eine ungewöhnliche Zunahme von Spannungskonzentrationszonen (SCZs) mit überdurchschnittlich hohen Betriebsspannungen zu verzeichnen.

Die Vorteile

Die LSM-Inspektion liefert den Betreibern die genaue Lage der Pipeline-Trasse und ermöglicht durch den Abgleich mit anderen verfügbaren Daten einen umfassenden Überblick darüber, ob sich die Pipeline verschoben hat oder nicht. In Verbindung mit den Dienstleistungen von ROSEN zur Bewertung und zum Management von Georisiken können diese Daten dabei helfen, festzustellen, ob Bodenbewegungen die Pipeline beeinflusst haben, und bieten eine zuverlässige Möglichkeit, ihren Zustand im Laufe der Zeit zu überwachen.

Die Kombination aus den vor Ort erfassten Daten und den von den technischen Experten von ROSEN durchgeführten Desktop-Studien liefert Betreibern gezielte und optimierte Empfehlungen zur Schadensminderung und Überwachung, insbesondere in den Bereichen, in denen diese benötigt werden. Dies ermöglicht fundierte und zielgerichtete Entscheidungen zur Integritätssicherung, wodurch Kosten optimiert und gleichzeitig die Betriebs- und Umweltsicherheit gewahrt werden.

Zuverlässige Erkennung von Rohrleitungsbewegungen und Veränderungen der Tiefe der Überdeckung, die eine proaktive Schadensminderung vor einem Versagen durch Verbiegen oder Knicken ermöglichen.
Präzise Lokalisierung von Bereichen mit hoher Belastung, was effiziente Folgemaßnahmen unterstützt.
Nicht-invasive, oberirdische Inspektion, die keine Aushubarbeiten, keine betrieblichen Änderungen und keinen Kontakt mit der Pipeline erfordert.
Datenerfassung entlang der gesamten Trasse, die im Gegensatz zu rein punktuellen Feldmessungen eine hohe Auflösung und Einblicke in die gesamte Pipeline bietet.
Nachgewiesene Wiederholbarkeit der Bewertung, die es Betreibern ermöglicht, die Spannungsentwicklung im Zeitverlauf zu überwachen und aufkommende Auswirkungen von Georisiken zu erkennen, bevor diese den Betrieb beeinträchtigen.
Bietet eine umfassende Bewertung der Auswirkungen von Georisiken über die gesamte Untersuchungslänge. Das ROSEN-Portfolio zur Bewertung von Georisiken bietet Betreibern nicht nur eine Inspektion, sondern auch klare Anleitungen und Unterstützung beim Umgang mit den Auswirkungen sowie bei der Planung weiterer Schutzmaßnahmen.