Pipelineinspektion: Hunderten Kilometern aus der Luft folgen, jeden Tag

Pipelineschäden lassen sich in wenige Familien einteilen: Fremdeinwirkung (Bagger und schweres Gerät, die das Rohr treffen), Korrosion (außen durch beschädigte Umhüllung und ausfallenden kathodischen Korrosionsschutz; innen durch Wasser, Schwefelwasserstoff und Ähnliches), Bodenbewegung (Hangrutschungen, Setzungen, Frosthebung oder tauender Permafrost, Flusserosion, die das Rohr freilegt) und Material- oder Schweißnahtfehler wie Spannungsrisskorrosion. Die Schwierigkeit: Jeder davon kann irgendwo auf Hunderten Kilometern auftreten.

Die Pipelineinspektion arbeitet an zwei Fronten: aus dem Rohrinneren und von oben. Innen fahren Inline-Inspektionsgeräte (ILI) – „intelligente Molche“ – mit dem Medium mit und messen Wandverlust und Beulen magnetisch oder per Ultraschall. Oben suchen Boden- und Luftpatrouillen nach Veränderungen auf der Trasse, Messungen des kathodischen Korrosionsschutzes prüfen, ob der Schutzstrom richtig fließt, und Lecksuchen spüren austretendes Gas auf.

Der Schmerzpunkt ist Häufigkeit gegen Entfernung. Aktivitäten auf der Trasse können innerhalb eines Tages beginnen und enden, doch je länger die Leitung, desto größer die Lücken zwischen den Patrouillen. In Nordamerika sind bemannte Luftpatrouillen üblich, doch stundenlanges Tieffliegen ist selbst für Piloten gefährliche Arbeit.

Pipelinedrohnen teilen sich in Langstreckenfluggeräte und Fluggeräte für Stichproben. Langstreckenfluggeräte folgen der Leitung außerhalb der Sichtweite und suchen nach Veränderungen. Stichprobenfluggeräte fliegen zu Flussquerungen, Schieberstationen oder gemeldeten Auffälligkeiten und sehen genau hin.

Die Leitungsüberwachung sollte sich nicht allein auf Drohnen stützen. Satelliten sehen breit und flach (Setzungen, große Veränderungen), Drohnen schmal und tief (Identifizieren von Geräten, Methankonzentration), und Menschen übernehmen die abschließende Bestätigung. Ihre Stärken zu schichten, ist heute die realistischste Auslegung.

Bei Pipelines sind die Hindernisse nicht enge Räume oder Dunkelheit, sondern Entfernung und Wetter. Lange Flüge über offenes Gelände und Bergrücken bekommen die volle Wucht des Windes ab; arktische Abschnitte bringen Vereisung und schwache Akkus; Wüsten bringen Hitze und Sand. In Japan verlaufen viele Pipelines unter Straßen, sodass Flüge über Menschen und Verkehr führen.

• Wind & Turbulenz: Gegenwind verändert die Reichweite von Starrflüglern dramatisch. Planen Sie Akkureserve für Hin- und Rückweg ein. Wind & Turbulenz
• Kälte & Vereisung: die Akkukapazität sinkt, und Eis bildet sich an Propellern und Flügeln. Verwenden Sie kältetaugliche Fluggeräte und entscheiden Sie Go/No-Go anhand von Vereisungsprognosen. Kälte & Vereisung
• Hitze: in Wüsten laufen Akkus und Motoren heiß. Wählen Sie die Tageszeit und schützen Sie vor Sand. Hitze
• Stadtgebiete & Menschen darunter: die Inspektion von Gasleitungen unter Straßen bedeutet Flüge über Menschen und Fahrzeuge; planen Sie Genehmigungen und Sicherheitsmaßnahmen entsprechend. Stadtgebiete & Menschen darunter

Täglich Hunderte Kilometer abzubilden, erzeugt mehr Bilder, als irgendjemand sichten könnte, deshalb ist Änderungserkennung die Hauptaufgabe der KI bei Pipelines: Gerät ist in Rohrnähe aufgetaucht, Boden wurde bewegt, Methan ist gestiegen. Nur diese meldepflichtigen Veränderungen gehen an Menschen. Ob die Arbeiten gestoppt, zur Prüfung gegraben oder der Druck gesenkt wird, bleibt in der Verantwortung des Betreibers.

Japan hat vergleichsweise wenige Fernleitungen. Stadtgasleitungen fallen unter den Gas Business Act und Ölpipelines unter den Petroleum Pipeline Business Act (die Kerosinleitung zum Flughafen Narita ist ein bekanntes Beispiel); beide setzen einen Sicherheitsrahmen, innerhalb dessen die Betreiber Patrouillen und Inspektionen durchführen. Da die meisten japanischen Leitungen unter Straßen und durch Städte verlaufen, zählt die Abstimmung mit Tiefbauarbeiten mehr als die Luftpatrouille.

Flüge entlang einer Leitung finden fast immer außerhalb der Sichtweite (BVLOS) statt. Japan führte im Dezember 2022 einen Rahmen für BVLOS über besiedelten Gebieten (Level 4) ein und im Dezember 2023 ein vereinfachtes Verfahren „Level 3.5“ für BVLOS über unbesiedelten Gebieten. Das ist die Grundlage für lange Streckenpatrouillen.

Im Ausland verlangt die US-amerikanische Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) Trassenpatrouillen nach Bundesvorschriften, während Luftfahrtregeln zur Normalisierung von BVLOS in Arbeit sind. Kanada stützt sich auf den Canada Energy Regulator (CER) und die Norm CSA Z662; in Europa werden Flüge in der speziellen Kategorie der EASA risikobewertet. Vergleichen Sie die Länder in den Regelungen weltweit.

Wie ein langer Flug außerhalb der Sichtweite den Luftraum mit anderen Luftfahrzeugen teilt, erklärt wie UTM Betreibern den gemeinsamen Niedrigflug-Luftraum ermöglicht (Airffic Flight Institute).

• Korrosion an erdverlegten Leitungen: Wandverlust unter der Erde ist aus der Luft unsichtbar. Er erfordert ILI, Messungen des kathodischen Schutzes oder eine Aufgrabung.
• Zuverlässiges Auffinden kleiner Lecks: vom Wind verteiltes Gas oder von Schnee oder Erde verdeckte Flüssigkeit kann der Erkennung aus der Luft entgehen.
• Den Bagger stoppen: eine Drohne kann ihn entdecken, aber Menschen müssen hinfahren und ihn stoppen. Ohne Melde- und Entsendeprozess ist die Erkennung bedeutungslos.
• Befliegungen bei schlechtem Wetter: starker Wind, Vereisung und schlechte Sicht halten das Fluggerät am Boden. Legen Sie vorab fest, wie diese Tage abgedeckt werden.
• Langstreckenbefliegung ohne BVLOS-Genehmigung: ohne das behördliche Verfahren und eine bestehende Betreiberorganisation lassen sich lange Leitungen nicht befliegen.
• Entscheidungen und Verantwortung: Integritätsbewertung, Druckabsenkung oder Absperrung und die Meldung an die Behörde bleiben bei Menschen.

Alle paar Dutzend Kilometer steht ein Drohnenport entlang der Leitung. Im Morgengrauen hebt ein Fluggerät ab, folgt dem Rohr bis zum nächsten Port und landet. Taucht ein Bagger wenige Meter neben dem Rohr auf, erreicht das Bild innerhalb von Minuten sowohl den Betreiber als auch den Bauunternehmer, und das Telefon klingelt, bevor die Schaufel den Boden berührt.

Methanwerte werden zu einer täglichen Karte, auf demselben Bildschirm über die Ergebnisse der Inline-Inspektion gelegt, und die Daten sagen, wo zu graben ist. Das ist unsere redaktionelle Sicht – und wir erwarten, dass die Messung erdverlegter Rohrwände auch dann noch Molchen und menschlichen Händen zufällt.