Concordia-forsker håber at kunne bruge big data til at gøre rørledninger sikrere

Olie- og gasrørledninger er blevet polariserende problemer i Canada, men både tilhængere og modstandere kan blive enige om, at jo sikrere de er, des bedre.

Desværre, integritet og sundhed er igangværende og alvorlige problemer for Nordamerikas rørledningsinfrastruktur. Ifølge US Department of Transportation (DOT), der har været mere end 10, 000 rørledningsfejl alene i det land siden 2002. Komplicerende sikkerhedsforanstaltninger er omkostningerne og intensiteten af ​​arbejdskraft, der kræves for at overvåge sundheden for de tusindvis af kilometer med rørledninger, der krydser Canada og USA.

I et nyligt blad i Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice , forskere ved Concordia og Hong Kong Polytechnic University ser på de metoder, der i øjeblikket bruges af industri og akademikere til at forudsige pipelinefejl – og deres begrænsninger.

"I mange af de eksisterende kodekser og praksisser, fokus er på konsekvenserne af, hvad der sker, når noget går galt, " siger Fuzhan Nasiri, lektor ved Institut for Bygning, Civil- og miljøteknik på Gina Cody School of Engineering and Computer Science.

"Når der er en fiasko, efterforskere ser på rørledningens designkriterier. Men de ignorerer ofte de operationelle aspekter, og hvordan rørledninger kan vedligeholdes for at minimere risici. "

Nasiri, der driver Sustainable Energy and Infrastructure Systems Engineering Lab, medforfatter papiret med sin ph.d. studerende Kimiya Zakikhani og Hong Kong Polytechnic professor Tarek Zayed.

Sikring mod korrosion

Forskerne identificerede fem fejltyper:mekaniske, resultatet af design, materiale- eller konstruktionsfejl; operationelle, på grund af fejl og funktionsfejl; naturfare, såsom jordskælv, erosion, frost eller lyn; tredje part, betyder skade påført enten ved et uheld eller forsætligt af en person eller gruppe; og korrosion, forringelsen af ​​rørledningens metal på grund af miljøpåvirkninger på rørmaterialer og surhedsgraden af ​​olie- og gasurenheder. Denne sidste er den mest almindelige og den mest ligetil at afbøde.

Nasiri og hans kolleger fandt ud af, at den eksisterende akademiske litteratur og industripraksis omkring pipelinefejl skal videreudvikles omkring tilgængelige vedligeholdelsesdata. De mener, at de enorme mængder data om rørledningssvigt, der er tilgængelige via DOT's Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, kan bruges i vurderingsprocessen som et supplement til manuelle in-line inspektioner.

Disse forudsigende modeller, baseret på årtiers data, der dækker alt fra rørledningsdiameter til metaltykkelse, tryk, gennemsnitlig temperaturændring, placering og tidspunkt for fejl, kunne give fejlmønstre. Disse kunne bruges til at strømline den overordnede sikkerhedsvurderingsproces og reducere omkostningerne betydeligt.

"Vi kan identificere tendenser og mønstre baseret på, hvad der er sket i fortiden, " siger Nasiri. "Og du kunne antage, at disse mønstre kunne følges i fremtiden, men har brug for visse justeringer med hensyn til klima og driftsforhold. Det ville være en chancebaseret model:givet variabler såsom placering og driftsparametre samt forventede klimatiske egenskaber, vi kunne forudsige den overordnede chance for korrosion over et bestemt tidsrum. "

Han tilføjer, at disse modeller ideelt set ville være konsekvente og branchedækkende, og så overdragelig i tilfælde af ændring af rørledningsejerskab - og at forskning som hans kunne påvirke industriens praksis.

"Fejlforudsigelsesmodeller udviklet baseret på pålidelighedsteori bør være realistiske. Ved at bruge historiske data (med justeringer) kommer du tættere på, hvad der faktisk sker i virkeligheden, " han siger.

"De kan lukke forventningsgabet, så både planlæggere og operatører kan få en bedre idé om, hvad de kunne se i løbet af deres strukturs levetid."