Proactief assetmanagement riooltransportleidingen

Waterschapsbedrijf Limburg bereidt zich voor op de vervanging en het gerichter onderhouden van de transportleidingen, die op leeftijd zijn. Dat leidt mogelijk tot een investeringsbehoefte van tientallen miljoenen euro’s. Om hierop te anticiperen heeft WBL een programma opgezet om versneld de conditie van het areaal aan pers- en vrijvervalleidingen in beeld te krijgen.

Geschreven door Mark Weijers en Ramon van Bebber (Waterschapsbedrijf Limburg), Erik Driessen (Acquaint), Henry Van der Bij (HDM-pipelines)

Waterschapsbedrijf Limburg (WBL) zuivert afvalwater en zet zuiveringsslib om in waardevolle grondstoffen en energie. Het water is afkomstig van 500.000 Limburgse huishoudens en 30.000 bedrijven die zijn aangesloten op het rioolstelsel. Dit water wordt door 141 gemalen en 565km aan leidingen getransporteerd naar 17 rioolwaterzuiveringsinstallaties.

Onder de waterschappen begint steeds meer het besef te ontstaan dat er meer inzicht nodig is in de onderhoudsstaat en restlevensduur van de rioolwatertransportleidingen. Steeds meer waterschappen hebben te maken met vaker voorkomende leidingbreuken.

WBL heeft samen met Acquaint en HDM-pipelines een innovatieve methode voor conditiebepaling en leidingbeheer (i2Pipe®) ontwikkeld die momenteel wordt toegepast voor risicovolle rioolwaterpersleidingen. Leidingbeheersysteem i2Pipe® is een applicatie van HDM-Pipelines die leidingeigenaren inzicht biedt in risicoanalyses, faalkansmodellen, effectbepalingen en restlevensduurvoorspellingen voor vervangingsplanningen op de langere termijn.

Met deze aanpak wordt financiële waarde aan het bestaande leidingenareaal toegekend: in plaats van vervangen op basis van geprognotiseerde theoretische vervangingsleeftijd, kan nu een goede inschatting worden gemaakt van de resterende levensduur. Alleen de noodzakelijke vervangingen worden vervolgens uitgevoerd voordat einde restlevensduur wordt bereikt. Ook kunnen met nieuwe leidingbeheersystemen, die gebruik maken van deze gegevens, de interne bedrijfsmiddelen effectiever worden gebruikt.

In Nederland is men na de Tweede Wereldoorlog begonnen met het aanleggen van de rioolwaterpersleidingen. Met inachtneming van de theoretische levensduur van deze leidingen, staan de Nederlandse waterschappen en persleidingbeheerders het komende decennium voor een grote vervangingsopgave. Er is daarom besloten om projectmatig alle kritische leidingen te onderzoeken. Met name in de jaren 1970-1980 zijn veel leidingen met asbest aangelegd. Deze leidingen hebben een groot afbreukrisico omdat zowel van binnenuit als van buitenaf schade kan optreden door aantasting, beter bekend als uitloging.

Leidinginspecties zijn cruciaal om de technische integriteit en daarmee de restlevensduur vast te stellen en een onderbouwde vervangingsopgave van het gehele areaal te bepalen voor de korte, maar ook voor de langere termijn.

In onderstaande grafiek is de theoretische prognose weergegeven van de langetermijninvesteringen bij WBL voor het saneren van het leidingenareaal, gebaseerd op de theoretische levensduur.

Hierin is duidelijk te zien dat tussen 2027 en 2033 een piek te verwachten is. Veel leidingwerk dat is aangelegd in de jaren 70 en 80 van de vorige eeuw loopt dan tegen het einde van de theoretische levensduur.

Afbeelding 1. Prognose langetermijninvesteringen WBL

De door leidinginspecties verkregen kennis over de werkelijke staat van de kritische leidingen geeft meer zekerheid over de daadwerkelijke staat van de ondergrondse leidinginfrastructuur. Ook wordt de data van de geïnspecteerde leidingen gebruikt om een inschatting te maken van de staat van het overige deel van het areaal. Door meer inzicht te verkrijgen in de actuele conditie kunnen de vervangingsinvesteringen op het optimale moment worden ingepland (einde levensduur) en meer worden gespreid. In onderstaande grafiek de mogelijke bandbreedte waarbinnen dit zou kunnen plaatsvinden.

Afbeelding 2. Bandbreedte mogelijke prognose werkelijke levensduur van leidingen 

Het uitvoeren van de leidinginspecties houdt in dat alle kritische transportleidingen geïnspecteerd worden en een optimaal langetermijn-assetmodel kan worden gegenereerd. Dit leidt tot minder onzekerheden op zowel financieel als milieutechnisch vlak.

WBL heeft in 2022 besloten leidinginspecties uit te voeren voor alle kritische leidingen. Met de inzichten uit deze inspecties kan WBL beter gefundeerde investeringsbeslissingen nemen. Het programma bestaat uit vier fases:

1. Een theoretische risico-inventarisatie van alle persleidingen.
2. Inline-conditiemetingen aan de kritische persleidingen.
3. Conditiemetingen met camera-inspecties voor de vrijvervalleidingen.
4. Planmatig en gericht onderhoud en vervanging bepalen op basis van restlevensduurbepalingen.

1. Theoretische risico-inventarisatie
Het totale leidingenareaal van WBL beslaat 565 kilometer transportleidingen met een vervangingswaarde tussen € 800 tot € 1.200 miljoen. De transportleidingen zijn verdeeld in 408 kilometer persleiding en 157 kilometer vrijvervaleiding.
Op basis van een risicoanalyse is 137,4 kilometer persleiding (34%) en 76 kilometer (48%) vrijvervalleiding als kritisch gemarkeerd. Op deze transportleidingen dienen inspecties te worden uitgevoerd.

2. Inline-conditiemetingen aan de kritische persleidingen
Van de kritische persleidingen heeft WBL van 2018 tot en met 2020 de eerste 22,9 kilometer geïnspecteerd. Onder het programma Asset Base op Orde is in 2021 21,1, in 2022 22,4 en in 2023 35,3 kilometer aan persleidingen geïnspecteerd. Voor 2024 staan de inspecties voor de overige 32,7 kilometer gepland. Het merendeel hiervan bestaat uit asbest-cementleidingen (AC), maar ook PVC en beton komen voor. De inwendige diameter varieert van 200 tot 800 millimeter. De inline-inspecties zijn uitgevoerd in samenwerking met de WBL-raamcontractanten Van der Ven, Van den Heuvel en Acquaint.

Afbeelding 3. Inbrengen inspectiepig in lanceerinrichting(links) en uitkomen inspectiepig bij ontvanginrichting (rechts)

Voor de conditiemetingen is de inline intelligente piggingtechnologie van Acquaint gebruikt. Deze technologie, Acquarius genaamd, is gebaseerd op een ‘foam pig’ die ook voor het reinigen (proppen) van leidingen wordt gebruik (zie afbeelding 3). De Acquarius foam pig is uitgerust met onder andere ultrasone sensoren om een groot aantal faalmechanismen en andere leidingkarakteristieken te meten. De Acquarius-tool wordt via een T-stuk, een Y-stuk of een blindflens ingebracht en door het gemaal of een externe pomp door het leidingtracé geperst.

Behalve dat een leiding grondig wordt gereinigd voorafgaand aan een inspectie, levert het ook een groot aantal inzichten op over de exacte geografische ligging en conditie van de leiding. Ten eerste wordt de gezonde resterende wanddikte gemeten. Zo worden afwijkingen als uitloging van AC en aantasting door H2S-gas (waterstofsulfide) gemeten en gerapporteerd.

Ook de conditie van elke koppeling wordt onderzocht door de voegwijdte rondom te meten en de hoekverdraaiing van de koppeling. Daarnaast wordt de geometrie van ieder leidingdeel geanalyseerd en wordt naar andere bijzonderheden gekeken, zoals gas- en vuilophopingen en lekken.

3. Conditiemetingen met camera-inspecties voor de vrijvervalleidingen
In 2024 wordt de 76 kilometer aan vrijverval-rioolleidingen onderzocht door 25 kilometer hiervan met een camera te inspecteren. Het is niet noodzakelijk de complete trajecten te inspecteren. Op basis van ervaringen is bepaald welke segmenten representatief zijn als meest risicovol voor de te inspecteren kritische vrijverval-rioolleidingen. De camera-inspecties worden uitgevoerd in samenwerking met onze raamcontractanten GW Leidingtechniek.

4. Planmatig en gericht onderhoud en vervanging bepalen op basis van restlevensduurbepalingen
Nu 75 procent van de inline-inspecties en de eerste camera-inspecties zijn uitgevoerd, zijn de eerste projecten voor leidingvervangingen al gestart. Dit betreft vervangingen die projectmatig op korte termijn moeten worden uitgevoerd. Prioritering is aan de hand van de inspectiegegevens bepaald door de interne leidingspecialisten MRE, beheerder en adviseur techniek.

Alle verzamelde data uit de conditiemetingen en restlevensduurrapportages van de leidingen worden vastgelegd in i2Pipe®. Onderhoudsactiviteiten en toekomstige conditiemetingen zullen worden vastgelegd in het WBL-onderhoudssysteem. Verder wordt er een assetmanagementplan opgesteld met onder andere de onderbouwing voor de leidingvervangingen.

Eind 2024 zullen alle noodzakelijke inline- en camera-inspecties zijn uitgevoerd. Medio 2025, als al deze data verwerkt zijn in de assetmodellen en assetplannen, zal het project worden afgesloten. Dan wordt het overgedragen aan de assetmanagementorganisatie, die gedurende het project ook al nauw betrokken is. Deze assetmanagementorganisatie kan dan de komende jaren het assetmanagement verder in de lijnorganisatie voortzetten.