Olje- och gasledningar har blivit polariserande problem i Kanada, men både anhängare och belackare kan hålla med om att ju säkrare de är, desto bättre.

Tyvärr, integritet och hälsa är pågående och allvarliga problem för Nordamerikas pipeline-infrastruktur. Enligt US Department of Transportation (DOT), det har varit mer än 10, 000 rörledningsfel bara i det landet sedan 2002. Komplicerande säkerhetsåtgärder är kostnaden och intensiteten av arbetskraft som krävs för att övervaka hälsan hos de tusentals kilometer av rörledningar som korsar Kanada och USA.

I en färsk tidning i Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice , forskare vid Concordia och Hong Kong Polytechnic University tittar på de metoder som för närvarande används av industri och akademiker för att förutsäga misslyckande i pipeline – och deras begränsningar.

"I många av de befintliga koder och praxis, fokus ligger på konsekvenserna av vad som händer när något går fel, " säger Fuzhan Nasiri, docent vid institutionen för byggnad, Bygg- och miljöteknik vid Gina Cody School of Engineering and Computer Science.

"När det är ett misslyckande, utredare tittar på rörledningens designkriterier. Men de ignorerar ofta de operativa aspekterna och hur pipelines kan underhållas för att minimera riskerna."

Nasiri, som driver Sustainable Energy and Infrastructure Systems Engineering Lab, var medförfattare till uppsatsen med sin Ph.D. student Kimiya Zakikhani och Hong Kong Polytechnic professor Tarek Zayed.

Skydd mot korrosion

Forskarna identifierade fem feltyper:mekaniska, resultatet av design, material- eller konstruktionsfel; operativ, på grund av fel och funktionsfel; naturlig fara, som jordbävningar, erosion, frost eller blixtnedslag; tredje part, betyder skada som tillfogats antingen oavsiktligt eller avsiktligt av en person eller grupp; och korrosion, försämringen av rörledningens metall på grund av miljöeffekter på rörmaterial och surheten hos olje- och gasföroreningar. Den sista är den vanligaste och enklaste att mildra.

Nasiri och hans kollegor fann att den befintliga akademiska litteraturen och branschpraxis kring rörledningsfel måste utvecklas ytterligare kring tillgänglig underhållsdata. De tror att de enorma mängderna rörledningsfeldata som är tillgängliga via DOT:s Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration kan användas i bedömningsprocessen som ett komplement till manuella in-line-inspektioner.

Dessa prediktiva modeller, baserat på decenniers data som täcker allt från rörledningsdiameter till metalltjocklek, tryck, genomsnittlig temperaturförändring, plats och tidpunkt för fel, kan ge misslyckande mönster. Dessa skulle kunna användas för att effektivisera den övergripande säkerhetsbedömningsprocessen och minska kostnaderna avsevärt.

"Vi kan identifiera trender och mönster baserat på vad som har hänt tidigare, " Nasiri säger. "Och du kan anta att dessa mönster skulle kunna följas i framtiden, men behöver vissa justeringar med avseende på klimat och driftsförhållanden. Det skulle vara en chansbaserad modell:givna variabler som läge och driftsparametrar samt förväntade klimategenskaper, vi skulle kunna förutsäga den totala risken för korrosion under en viss tidsperiod."

Han tillägger att dessa modeller helst skulle vara konsekventa och branschomfattande, och så överlåtbar i händelse av förändringar av ägarskap i pipeline – och att forskning som hans kan påverka industripraxis.

"Feilförutsägelsemodeller utvecklade baserade på tillförlitlighetsteori bör vara realistiska. Genom att använda historiska data (med justeringar) kommer du närmare vad som faktiskt händer i verkligheten, " han säger.

"De kan stänga förväntningsgapet, så att både planerare och operatörer kan få en bättre uppfattning om vad de kan se under deras strukturs livslängd."