Von Tom DeWitte und Tom Coolidge
Technologische Veränderungen bieten der Gasversorgungsbranche nun die Möglichkeit für einen Paradigmenwechsel in der Verwaltung der räumlichen Genauigkeit bestehender vergrabener Rohrleitungssysteme. Diese neuen innovativen Lösungen ermöglichen es, bestehende Rohre mit sub-Fuß-Raumgenauigkeit zu kartieren, ohne die Rohre außer Betrieb zu nehmen. Sie minimieren oder eliminieren sogar die Notwendigkeit, zu graben, um die Rohre freizulegen. Mit anderen Worten, es ist jetzt möglich, bestehende vergrabene Rohre genau und kosteneffektiv ohne Schaufeln neu zu kartieren.
Um den geschäftlichen Wert dieser technologischen Durchbrüche zu verstehen, ist ein wenig Geschichte darüber erforderlich, wie vergrabene Rohre im 20. Jahrhundert kartiert wurden und welches Ausmaß das Problem für Rohrleitungsorganisationen darstellt.
Kartierung von vergrabenen Rohren im 20. Jahrhundert
Derzeit gibt es in den Vereinigten Staaten fast fünf Millionen Meilen unter Druck stehender vergrabener Rohrleitungen im Einsatz. Trinkwasser macht 2,2 Millionen aus, Erdgas 2,6 Millionen und Erdöl 0,19 Millionen Meilen. Die meisten dieser Rohre wurden vor Jahrzehnten installiert.
Während der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts bedeutete eine genaue Kartierung neu installierter Rohre für viele Organisationen lediglich, dass sie auf der richtigen Straßenseite lagen. In Erdgas-Verteilungsrohrsystemen in den USA gibt es immer noch über 50.000 Meilen aktive Rohre, die vor 1950 installiert wurden.
In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts baute die Vereinigten Staaten wie der Rest der Welt den Großteil seiner vergrabenen Rohrinfrastruktur aus. Für Erdgas-Verteilungsrohrsysteme in den USA sind noch 797.359 Meilen dieser Rohre im Einsatz. Die Standortgenauigkeit dieser vergrabenen Rohre verbesserte sich. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts dokumentierten viele Organisationen neue Rohrinstallationen mit einer Genauigkeit von bis zu 10 Fuß an ihrem tatsächlichen Standort.
Warum ist das ein Problem
Täglich trifft in den Vereinigten Staaten jemand versehentlich auf ein vergrabenes Rohr beim Ausheben. Laut U.S. Department of Transportation, Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration gab es zwischen 2001 und 2020 insgesamt 12.506 gemeldete Pipeline-Vorfälle. Diese Vorfälle führten zu 283 Todesfällen, 1.180 Verletzungen und Kosten in Höhe von $9.949.689.660.
Ausgrabungskarte von PHMSA mit gemeldeten Ausgrabungsschäden seit dem Jahr 2000
Für viele dieser Vorfälle war die Hauptursache eine ungenaue räumliche Lage des Rohrs aufgrund des Kartierungssystems. Wie bereits erwähnt, trägt die mangelnde räumliche Genauigkeit der Dokumentation der im 20. Jahrhundert installierten Rohre wesentlich zu diesem Grundproblem bei.
Neben den Ausgrabungsschäden, die die Probleme mit ungenau kartierten in Betrieb befindlichen Rohren aufzeigen, gibt es heute und in naher Zukunft weitere Veränderungen, die ebenfalls diskutiert werden müssen.
Heutzutage wird die Konstruktion neuer Rohre mit hochpräzisen GPS-Empfängern wie dem Eos Arrow Gold erfasst. Der Arrow Gold ist wie andere GPS-Empfänger seiner Klasse in der Lage, Zentimeter-genaue Standortdaten zu liefern. Dies ist eine enorme Verbesserung gegenüber dem Wissen darüber, auf welcher Straßenseite das Rohr installiert wurde, wie es im frühen 20. Jahrhundert üblich war.
Bald werden Feldtechniker wie Ortungsspezialisten Augmented Reality Software auf ihren Telefonen und HoloLens verwenden, um zu sehen, wo die Rohre vergraben sind.
Sowohl die hochgenauen neuen Rohrdaten als auch die aufkommenden technologischen Anforderungen an genauere Rohrdaten legen die mangelnde Standortgenauigkeit der im 20. Jahrhundert kartierten Rohre offen.
Rohrleitungen passen nicht zusammen
Es zeigt sich, dass das sub-Fuß-genau kartierte neu installierte Rohr nicht mit den legacy-kartierten Rohren aus früheren Jahren übereinstimmt. Das neu installierte Service-Rohr-T-Stück, das mit hochgenauem GPS kartiert wurde, könnte buchstäblich 10, 20, 50 oder sogar 100 Fuß vom Hauptrohr entfernt sein, an das es angeschlossen sein soll.
Wie behebe ich meine Legacy-Rohrdaten?
Vor fünf Jahren erforderte das Neu-Kartieren bestehender Rohrsysteme auf sub-Fuß-Genauigkeitsniveau für heutige Rohrleitungsorganisationen das Graben von Probebohrungen zur physischen Freilegung des vergrabenen Rohrs und zur Validierung seines Standorts. Dies ist sehr teuer und erforderte das Aufgraben von Straßen und Gehwegen, was von der lokalen Gemeinschaft nicht geschätzt wird.
Glücklicherweise gibt es jetzt andere Optionen. Eine Möglichkeit besteht darin, eine Sensorsonde in das aktive Gasrohr einzuführen. Das Unternehmen REDUCT hat zusammen mit der Energieforschungsgruppe GTI diesen innovativen Ansatz auf den Markt gebracht. Eine andere Möglichkeit ist die Integration von hochgenauem GPS mit einem Utility Locator Receiver und ArcGIS. Das Unternehmen Eos, in Partnerschaft mit Esri, hat ihre Eos Locate for ArcGIS-Lösung auf den Markt gebracht. Der Eos-Ansatz funktioniert bei jedem Rohr oder Kabel, das mit einem Utility Locator Receiver genau lokalisiert werden kann.
Beide dieser kürzlich auf den Markt gebrachten Lösungen bieten die Möglichkeit, den Standort bestehender Rohre sehr genau zu kartieren, ohne diese außer Betrieb zu nehmen.
Ortung und Kartierung gleichzeitig
Eos Locate for ArcGIS ist ein Wendepunkt. Es ermöglicht einem Ortungsspezialisten, der bereits eine erforderliche Aufgabe durchführt – nämlich die Ortung vor dem Graben – den Standort des bestehenden Rohrs oder Kabels genau zu kartieren und direkt in ArcGIS zu laden. Für diese neue Art der Datenerfassung sind kein Graben, keine Datenvorbereitung oder Datenkonvertierung erforderlich.
Neu-Kartierung ohne Schaufeln
Die Verbesserung des Standorts von fast fünf Millionen Meilen bestehender vergrabener Rohrleitungen im Betrieb stellt eine überwältigende Herausforderung für Rohrleitungsorganisationen nicht nur in den Vereinigten Staaten sondern weltweit dar. Jüngste technologische Durchbrüche sowohl bei In-Rohr-Sensoren als auch bei oberirdischer Sensorintegration bieten Lösungen für diese Herausforderung. Diese neuen Lösungen und ihre Integration mit ArcGIS ermöglichen es Verantwortlichen in Rohrleitungsorganisationen kosteneffektiv die Anforderungen an die Standortgenauigkeit von heute und morgen zu erfüllen – während sie ihre Schaufeln im Truck lassen.
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