Inspectie tools voor persleidingen getest: resultaten onderzoek Arnhem
Nu veel persleidingen in Nederland de theoretische eindfase van hun levensduur naderen, groeit de noodzaak om hun werkelijke conditie objectief in beeld te krijgen. Inline-inspecties maken het mogelijk om leidingen van binnenuit te beoordelen, zonder ze droog te zetten.
Om te onderzoeken hoe betrouwbaar deze inspecties zijn in de praktijk, voerden Stichting RIONED en STOWA samen met Gemeente Arnhem en drie leveranciers een vergelijkend praktijkonderzoek uit. De drie betrokken technieken: SmartBall (Xylem), Acquarius (Acquaint) en 500-UT-V1.0 (Rosenxt). Het doel: inzicht in nauwkeurigheid, reproduceerbaarheid en praktische toepasbaarheid van inline-inspecties in een reële situatie.
Figuur 1. De Smartball (l) ingepakt in een schuimmantel (r) zoals ingebracht in de persleiding.Figuur 2. De Acquarius na extractie.
Figuur 3. De 500-UT-V1.0 op een standhouder voor de inspectie.
De proeflocatie: een uitdagende casus in Arnhem
De proefleiding was een 500 mm diameter asbestcement persleiding van 1.245 meter lang, met aansluitingen van verschillende materialen (AC, GVK en gietijzer). Om de inspecties mogelijk te maken werden een lanceerinrichting gebouwd naast gemaal Vredenburg, een tijdelijke pompinstallatie geplaatst voor gecontroleerd debiet, en kunstmatige defecten aangebracht, waaronder lekkages en verdikte wanddelen.
Figuur 4. Lanceerinrichting bij gemaal Vredenburg en tijdelijke pompinstallatie.
Onderzochte technieken
Hoewel alle drie de instrumenten met de stroming meebewegen, verschillen ze sterk in meetprincipes.
Tabel 1. Overzicht van gemeten parameters per techniek.
Uitvoering en veldervaringen
De drie leveranciers voerden elk twee inspectieruns uit. De omstandigheden waren uitdagend: wisselende materiaalovergangen, geringe werkruimte en een lage bedrijfsdruk (≤0,7 bar).
De SmartBall kon eenvoudig worden ingebracht en doorliep het tracé zonder problemen.
De Acquarius werd voorafgegaan door een grondige reiniging van de leiding. Na een testfase, waarin de instellingen verder werden geoptimaliseerd, verliepen de inspectieruns soepel en leverden ze stabiele meetresultaten op.
Rosenxt voerde zijn inspectie enkele weken later uit; de leiding hoefde niet opnieuw gereinigd te worden en de runs verliepen zonder incidenten.
Resultaten
Leidingligging: De ligging werd gecontroleerd op zes punten. Acquarius bleef meestal binnen de WIBON-norm (≤0,5 m), Rosenxt vertoonde grotere afwijkingen. SmartBall leverde redelijke resultaten maar met gecombineerde data.
Figuur 5. Verschil tussen de ingemeten leidingligging en de inspectieresultaten. *Xylem heeft alleen één samengevoegd resultaat gerapporteerd, wat mogelijk leidt tot een overoptimistische nauwkeurigheid.
Lekkagedetectie: Geen van de technieken detecteerde lekkages door de lage druk. Voor betrouwbare detectie, met akoestische sesoren, is een druk van minimaal 1 bar vereist.
Wanddikte en uitloging: Acquarius en Rosenxt toonden sterke overeenkomsten met CT-scanresultaten, mits juiste wanddikte-invoer. Voor de tweede controlemeting zijn drie buisdelen aan de buitenkant aangesmeerd om een verdikte buiswand te krijgen, waarna geanalyseerd is of deze verdikking gesignaleerd werd tijdens een inspectie. De Acquarius was de enige die de verdikte leidingdelen correct detecteerde en in detail over gerapporteerd heeft.
Figuur 6. Inspectieresultaten van Acquaint voor de gezonde resterende wanddikte van buisdeel 133 (boven) en 135(onder) op een afstand van 581,81m (boven) en 592,14m (onder) vanaf het gemaal, tezamen met de CT-scan resultaten.Figuur 7. Effect van de gebruikte originele wanddikte op de resultaten voor de gezonde resterende wanddikte voor buisdeel 137 op 597,64m. Links is een originele wanddikte van 30,4mm gebruikt en rechts een wanddikte van 39mm, wat de wanddikte is die ook uit de CT-scan resultaten volgde.Figuur 8. Relatie tussen de toegepaste originele wanddikte voor buisdeel 137 en het percentage gezonde resterende wanddikte.Figuur 9. Aangesmeerde deel van de leiding dat als uitwendige uitloging terug te zien is in de inspectieresultaten van Acquaint.Figuur 10. Dikte van de aangesmeerde delen per klokpositie, berekend door uit de inline-inspectieresultaten van Acquaint het verschil in gezonde resterende wanddikte voor en op het verdikte gedeelte te nemen. Figuur 11. Inspectieresultaten van Rosenxt voor de gezonde resterende wanddikte van buisdeel 137 (boven) op een afstand van 594,11m vanaf het gemaal, en 139 (onder) op een afstand van 603,25m vanaf het gemaal, tezamen met de CT-scan resultaten.
Reproduceerbaarheid: Acquarius liet de hoogste reproduceerbaarheid zien over alle metingen heen. Rosenxt leverde één bruikbare run, SmartBall combineerde runs tot één dataset.
Samenvattende vergelijking
Tabel 2. Samenvattend overzicht resultaten.
Belangrijkste conclusies uit het onderzoek
De gemeten leidingligging van de technieken blijkt nog niet (altijd) te voldoen aan de minimale nauwkeurigheidseis van de WIBON, bedoeld om de kans op graafschade te beperken. Dit is niet het gevolg van de inspectietechniek, maar van de gebruikte methode om de ijkpunten voor de XY te bepalen. Een neveneffect hiervan is dat de ligging van een buisdeel langs de persleiding kan verschuiven, waardoor het niet direct mogelijk is om nieuwe inspecties te vergelijken met inspecties uit het verleden om zo de toestandsverandering te bepalen.
De gemeten wanddiktes komen doorgaans goed overeen met de resultaten van de CT-scan. Bij buisdelen die bij aanleg een sterk afwijkende wanddikte hadden, kan het voorkomen dat de inspectieresultaten over de resterende wanddikte afwijkt. De drie locaties waar de leiding is aangesmeerd met cementspecie om deze lokaal te verdikken zijn door Acquaint allemaal gesignaleerd. Voor Rosenxt is niet bekend of inspecties bij herhaling onderlinge significante verschillen vertonen, aangezien de inspectieresultaten van de twee runs niet afzonderlijk zijn aangeleverd.
Bij lage leidingdrukken kan het zijn dat lekkages niet gedetecteerd worden. Lekkages tot en met 1,8 l/min, zoals gecreëerd bij de inspecties van Acquaint en Rosenxt, werden bij een druk van 0,7 bar niet gesignaleerd. Van lage leidingdrukken kan ook sprake zijn nabij het uitstroompunt van langere persleidingen.
Voor buisverbindingen zijn de door Acquaint gerapporteerde waarden voor de hoekverdraaiing in lijn met hellingshoekmetingen van een uit bedrijf genomen leidingdeel. Rosenxt heeft geen data over koppelingen aangeleverd.
Voor buisverbindingen zijn de door Acquaint gerapporteerde waarden voor de voegwijdte in lijn met de voegwijdte van een uit bedrijf genomen leidingdeel. Omdat alle gemeten voegwijdtes vrij klein waren, is het niet met zekerheid te stellen dat beiden typen metingen ook overeenkomstig zijn bij grotere voegwijdten.
Reactie van Acquaint
“Wij willen Stichting RIONED, STOWA en in het bijzonder Partners4UrbanWater complimenteren met de grondige opzet en uitvoering van dit onderzoek,” zegt Erik Driessen, directeur van Acquaint. “We zijn natuurlijk ontzettend trots op deze onafhankelijke bevestiging van de prestaties van onze nieuwste generatie Acquarius inspectietool.”
Driessen spreekt ook zijn waardering uit voor Erik Laurentzen van de Gemeente Arnhem: “Zijn inzet, het beschikbaar stellen van het netwerk en zijn aanstekelijke enthousiasme voor leidingbeheer en innovatie hebben dit onderzoek mede mogelijk gemaakt. Erik is een ware leider in de wereld van persleidingbeheer.”
Inmiddels werkt Acquaint samen met 20 van de 23 waterschappen en een groeiend aantal gemeenten. “Ik ben blij om te zien hoe assetmanagers in Nederland leidinginspecties een vaste plek geven in hun beheerstrategieën en dat Nederland wereldwijd vooroploopt in het actief inspecteren en beheren van ondergrondse assets. Dat is precies de richting waarin we als sector samen verder willen groeien.”
