Die Zukunft simulieren: Die nächste Entwicklungsstufe im Management des kathodischen Korrosionsschutzes

Der traditionelle Ansatz bei Korrosionsschutzprogrammen ist nach wie vor ein wesentlicher Bestandteil eines effektiven Korrosionsschutzmanagements. Allerdings müssen Pipeline-Betreiber heute alternde Assets verwalten und dabei betriebliche Anforderungen, Investitionsprioritäten und Compliance-Auflagen in Einklang bringen. Gleichzeitig sammeln sie immer größere Mengen an Informationen über den Zustand und die Leistung ihrer Korrosionsschutzsysteme.

Die Herausforderung besteht nicht mehr nur darin, mehr Informationen zu sammeln, sondern darin, mehr Nutzen aus den bereits vorhandenen Informationen zu ziehen.
Anstatt sich nur auf die Erfassung zusätzlicher Messwerte zu konzentrieren, bietet sich die Möglichkeit, die bereits verfügbaren Daten besser zu nutzen. Durch die Kombination von Untersuchungsergebnissen mit Informationen zu Gleichrichtern, Betriebsbedingungen und historischen Trends könnten Simulationen Ingenieuren dabei helfen, einzuschätzen, wie ein Korrosionsschutzsystem auf Veränderungen reagieren könnte, bevor vor Ort eingegriffen wird. Dies stellt einen wichtigen Wandel dar: Daten werden nicht mehr in erster Linie dazu genutzt, um zu verstehen, was geschehen ist, sondern um zu untersuchen, was als Nächstes passieren könnte.

Bessere Nutzung vorhandener Daten

Pipeline-Betreiber investieren viel Zeit, Fachwissen und Ressourcen in die Erfassung von CP-Daten. Dazu können unter anderem Ergebnisse von Close-Interval-Potential-Messungen (CIPS), Gleichrichterprotokolle, Überwachungsdaten, Wartungshistorien und weitere Betriebsdaten gehören.

Jeder Datensatz hat seinen Wert. Allerdings sind die Informationen möglicherweise in verschiedenen Systemen gespeichert, werden separat ausgewertet oder dienen in erster Linie dazu, die Compliance zu einem bestimmten Zeitpunkt nachzuweisen. Dies kann es erschweren, sich ein umfassenderes Bild vom Systemverhalten zu verschaffen. Die Branche steht daher nicht unbedingt vor einem Datenmangel. Die größere Chance besteht darin, diese Informationen miteinander zu verknüpfen und sie zu nutzen, um ein umfassenderes Verständnis des Systemverhaltens zu entwickeln.

Dies gewinnt zunehmend an Bedeutung, da Betreiber aufgefordert sind, Investitionen zu begründen und Maßnahmen in großen oder komplexen Netzen zu priorisieren. Bei einer Entscheidung müssen möglicherweise mehrere Faktoren berücksichtigt werden, darunter die Schwere eines potenziellen Problems, die wahrscheinlichen Auswirkungen einer Maßnahme, die Verfügbarkeit von Ressourcen vor Ort und die Folgen, wenn keine sofortigen Maßnahmen ergriffen werden.

Herkömmliche Erhebungen liefern einen Großteil der Belege, die zur Untermauerung dieser Entscheidungen erforderlich sind. Simulationen bieten die Möglichkeit, eine zusätzliche Frage zu stellen: Welche wahrscheinlichen Folgen haben die verschiedenen uns zur Verfügung stehenden Optionen, bevor wir eingreifen?

Über regelmäßige Momentaufnahmen hinausgehen

CIPS liefert wertvolle Informationen über den Schutzgrad entlang einer Pipeline. Es hilft dabei, Bereiche zu identifizieren, die möglicherweise einer weiteren Begutachtung oder Maßnahme bedürfen, und unterstützt den Nachweis der Compliance mit anerkannten Kriterien.

Jede Untersuchung gibt jedoch nur den Zustand der Pipeline an bestimmten Stellen, zu einem bestimmten Zeitpunkt und unter den jeweils vorherrschenden Umständen wieder.

Faktoren wie saisonale Schwankungen, Wetter, Bodenfeuchte, betriebliche Änderungen und die Leistung der Gleichrichter können die Ergebnisse beeinflussen. Eine unter bestimmten Bedingungen durchgeführte Untersuchung kann daher ein anderes Bild ergeben als eine zu einem anderen Zeitpunkt durchgeführte Untersuchung.

Dies mindert nicht die Bedeutung von CIPS oder anderen etablierten Untersuchungstechniken. Es bedeutet lediglich, dass eine einzelne Untersuchung einen Nachweis über die Systemleistung unter bestimmten Bedingungen darstellt und nicht das vollständige Bild davon liefert, wie sich das System verhält.

Werden die Ergebnisse jedoch zusammen mit früheren Erhebungen, Umweltinformationen, Aufzeichnungen der Gleichrichter und Betriebsdaten betrachtet, können sie ein umfassenderes Verständnis dafür vermitteln, wie sich das CP-System im Laufe der Zeit verhält. Muster können deutlicher werden, Veränderungen lassen sich im Kontext bewerten und einzelne Beobachtungen können mit der längerfristigen Leistung verglichen werden.

Obwohl den Betreibern möglicherweise bereits ein Großteil dieser Informationen vorliegt, wird deren Potenzial nicht immer voll ausgeschöpft. Erhebungsergebnisse werden oft als einzelne Ergebnisse betrachtet und nicht als Teil eines zusammenhängenden Beweismaterials.

Die Verknüpfung dieser Erkenntnisse könnte zu einem umfassenderen Verständnis des Systemverhaltens führen. Und sobald wir beginnen, das Systemverhalten anstelle einzelner Beobachtungen zu verstehen, eröffnet sich eine weitere Möglichkeit: zu testen, wie dieses System auf Veränderungen reagieren könnte.

Einführung von Simulationen in die Entscheidungsfindung bei CP

Simulationen bieten eine praktische Möglichkeit, mögliche Änderungen zu untersuchen, bevor sie umgesetzt werden. Durch die Kombination verfügbarer Datensätze in einem prädiktiven Modell des technischen Engineerings lässt sich beurteilen, wie ein CP-System unter verschiedenen Bedingungen oder nach einer vorgeschlagenen Maßnahme reagieren könnte. Einfach ausgedrückt: So besteht die Möglichkeit, mit dem System zu experimentieren, bevor man am System experimentiert.

Nehmen wir einen Bereich, der die erforderlichen Schutzkriterien nicht erfüllt. Bevor Ingenieure die Leistung des Gleichrichters vor Ort ändern, könnten sie die Anpassung simulieren. Würde dies die Leistung im Zielbereich verbessern? Was passiert an anderen Stellen? Besteht die Gefahr, dass durch die Lösung eines Problems ein anderes entsteht?

Dies könnte den Betreibern dabei helfen, Fragen wie die folgenden zu untersuchen:

1. Welche Auswirkungen könnte eine Anpassung der Gleichrichterleistung auf das gesamte System haben?
2. Wie könnten sich die Schutzstufen unter verschiedenen Umwelt- oder Betriebsbedingungen verändern?
3. Könnte eine Maßnahme ein Problem lösen und gleichzeitig an anderer Stelle ein neues schaffen?
4. Welche Maßnahme führt am ehesten zu der erforderlichen Verbesserung?
5. Wo sollten die Ressourcen und Investitionen vor Ort vorrangig eingesetzt werden?

Der eigentliche Nutzen liegt im Vergleich. Anstatt direkt von den Erhebungsergebnissen zu Maßnahmen vor Ort überzugehen, können Ingenieure mehrere mögliche Szenarien bewerten und eine klarere technische Grundlage für die empfohlene Maßnahme erarbeiten.

Für die Betreiber könnte dies zu gezielteren Maßnahmen vor Ort, fundierteren Investitionsentscheidungen und einer besseren Nutzung bereits erhobener Daten führen.

Die Simulation trifft die Entscheidung nicht für den Ingenieur. Sie liefert zusätzliche Anhaltspunkte, auf deren Grundlage diese Entscheidung getroffen werden kann.

Ein Modell ist nur so nützlich wie die ihm zugrunde liegenden Belege

Simulation mindert nicht die Bedeutung von ingenieurtechnischem Fachwissen oder präzisen Felddaten; sie verstärkt sie vielmehr.

Ein Modell muss auf fundierten ingenieurtechnischen Prinzipien basieren und durch Daten gestützt werden, die relevant, korrekt erfasst und angemessen auf das Asset abgestimmt sind. Ingenieure müssen zudem den betrieblichen und umgebungsbezogenen Kontext verstehen, in dem diese Informationen erhoben wurden.

Die Datenqualität ist daher von zentraler Bedeutung für den Prozess. Aufzeichnungen können unvollständig oder inkonsistent sein oder in Formaten vorliegen, die einen Vergleich erschweren. In manchen Fällen muss möglicherweise überprüft werden, ob Informationen dem richtigen Pipeline-Abschnitt zugeordnet wurden, bevor sie zuverlässig verwendet werden können.

Diese Einschränkungen sollten nicht automatisch dazu führen, dass Daten nicht verwendet werden. Sie müssen jedoch erkannt und bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden.

Die Validierung sollte daher nicht als einmaliger Vorgang betrachtet werden. Sobald weitere Vermessungs- und Betriebsdaten vorliegen, können die simulierten Ergebnisse anhand der beobachteten Leistung überprüft werden. Dadurch bleibt die Simulation mit den Erkenntnissen aus der Praxis und dem Engineering-Urteilsvermögen verbunden.

Das Ziel besteht nicht darin, Gewissheit zu beanspruchen.

Vielmehr soll Ingenieuren ein klareres Verständnis der verfügbaren Erkenntnisse, der zugrunde liegenden Annahmen und der wahrscheinlichen Auswirkungen verschiedener Entscheidungen vermittelt werden.

Ein Blick auf die nächsten Schritte

Regelmäßige Erhebungen werden auch weiterhin eine zentrale Rolle im CP-Management spielen. Dabei geht es nicht darum, diese Erkenntnisse zu ersetzen, sondern ihren Nutzen zu erweitern. Wenn Erhebungsergebnisse mit historischen, betrieblichen und umweltbezogenen Informationen verknüpft werden, können sie mehr als nur eine rückblickende Bewertung leisten. Sie schaffen die Grundlage dafür, zu untersuchen, was als Nächstes passieren könnte.
Das ist die eigentliche Weiterentwicklung: beobachten, verstehen, simulieren und dann handeln.

Die Zukunft des CP-Managements wird weiterhin auf Messungen, Praxiserfahrungen und Engineering-Urteilsvermögen beruhen. 
Die Simulation bringt einen wertvollen Mehrwert: die Möglichkeit, die wahrscheinlichen Folgen einer Maßnahme zu untersuchen, bevor eine Entscheidung getroffen wird.