Blauer Kraftstoff spielt auch unter Bedingungen der Dekarbonisierung eine führende Rolle in der globalen Energiebilanz. Die Infrastruktur für den Gastransport wird ausgebaut, die Produktion verlagert sich von traditionellen Zentren weg und der Transport wird komplizierter. Wie reagieren Rohrunternehmen auf diese Herausforderung?

Russland ist einer der führenden Gasproduzenten. Seine Mineralressourcenbasis für die Gasförderung wird unter Berücksichtigung der voraussichtlichen und prognostizierten Reserven auf 287,5 Billionen m3 geschätzt. Das reicht für viele Jahrzehnte, doch das meiste Potenzial liegt in Regionen abseits von Verbrauchszentren mit schwierigen natürlichen und klimatischen Bedingungen und unterentwickelter Verkehrsinfrastruktur. Hier gibt es beim Gastransport große technologische Herausforderungen. Jede Gasleitung muss so zuverlässig wie möglich sein, vor allem aus Gründen der Umweltsicherheit.

Um dieses Problem zu lösen, hat die Pipe Metallurgical Company (TMK) für Gazprom ein Pipeline-Zustandsüberwachungssystem auf Basis von Smart Pipes entwickelt.

Warum ist ein Rohr intelligent?

Die Standardmethode zur Beurteilung des Zustands eines Gastransportsystems ist die regelmäßige (einmal alle drei bis fünf Jahre) Inline-Diagnose (ITD) mit einem Inspektionsgerät, das Veränderungen erkennt und Mängel am Rohrkörper, die während des Betriebs entstanden sind. Eine solche Untersuchung ist jedoch kostenintensiv und bietet keine Garantie für den Zeitraum zwischen den Diagnosen. Gleichzeitig ist in einigen Bereichen – bei stark gekrümmten Kurven, fehlenden Annahme- und Startkammern usw. – VTD grundsätzlich nicht anwendbar. Systeme, für die dies kein Hindernis darstellt, werden zur Alternative.

Die von TMK vorgeschlagene Lösung sieht eine kontinuierliche Online-Überwachung des Spannungs-Dehnungs-Zustands der Pipeline vor. In kritischen Bereichen - in Zonen aktiver tektonischer Störungen, Kreuzungen mit Verkehrsverbindungen, in der städtischen Infrastruktur - werden Rohre verwendet, unter deren Schutzbeschichtung optische Bragg-Sensoren installiert sind. Trifft Strahlung auf sie, wird Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektiert. Wenn das Rohr gedehnt oder gestaucht wird, ändert sich der Abstand zwischen den Gittern bzw. die Länge der reflektierten Welle. Das reflektierte Signal wird mit einem Analysator aufgezeichnet und dann von einer speziellen Software verarbeitet, die es ermöglicht, die Größe der Spannungen im Abschnitt der Gasleitung zu beurteilen und die Einhaltung der Auslegungslasten zu bewerten. Wenn die Änderungen innerhalb der Auslegungsgrenzen liegen, wird ein grünes Signal an die Bedienkonsole gesendet, die sich in beträchtlicher Entfernung von den kontrollierten Bereichen befindet. Das gelbe Signal zeigt die Annäherung an die Werte der maximalen Belastung an, und das rote Signal zeigt den Übergang über kritische Werte an. Mit „intelligenten“ Rohren können bis zu 10 km lange Abschnitte von Gasleitungen gebaut werden, wobei sich ihre Verlegung nicht von der Installation herkömmlicher Rohrprodukte unterscheidet.

„Moderne Bedingungen für Gasförderung und -transport schaffen zusätzliche Risiken für Kraftstoff- und Energieunternehmen. Um sie auszugleichen, sind nicht nur neue Technologien erforderlich, sondern auch ein technologischer Durchbruch, der die Pipeline-Infrastruktur auf ein neues Maß an Zuverlässigkeit und Sicherheit bringt. Sie sollte auf kostengünstigen Lösungen basieren, die eine kontinuierliche Überwachung ermöglichen und keine technischen Einschränkungen schaffen. Das intelligente Rohr erfüllt diese Kriterien und ist ein vollständig inländisches Produkt“, sagte Sergey Chikalov, erster stellvertretender Generaldirektor für Betrieb und Entwicklung von TMK.

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