Luftbasierte optische Gasbilderkennung erhöht die Inspektionseffizienz und verbessert die Sicherheit

Von Steve Beynon – EMEA Optical Gas Imaging Specialist, Teledyne FLIR

Erdgasverarbeitungsanlagen, vorgelagerte Produktionsanlagen, Verdichterstationen und Pipelines sind entscheidende Elemente der Erdgasversorgungskette. Diese Anlagen speichern, verarbeiten und transportieren Erdgas über eine Vielzahl von Anlagen über große Bereiche, die wirtschaftlich schwer zu verwalten sind. Eine wichtige Aufgabe besteht darin, Erdgaslecks in Anlagen, Rohren und Armaturen zu finden und zu begrenzen — oder sogar zu beseitigen. Dies gewährleistet nicht nur die Sicherheit der Mitarbeiter, sondern reduziert auch umweltschädliche Methanemissionen. Das effiziente Überwachen von Gasemissionen in weitläufigen Gasfeldern kann eine Herausforderung sein. Eine neue, innovative Kombination aus unbemannten Drohnen (UAVs) und optischer Gasbilderkennungstechnik erweist sich jedoch als sehr nützlich.

SICHERHEIT WIRD ZUR PRIORITÄT

Die Suche nach Erdgaslecks und deren Reparatur kann trotz der vielen Sicherheitsmaßnahmen, die Inspektoren und Arbeitsteams ergreifen, ein erhebliches Gesundheits- und Sicherheitsrisiko für das Wartungspersonal darstellen. Herkömmliche Ausrüstung zur Lecksuche und -reparatur (LDAR, Leak Detection and Repair) erfordert häufig, dass sich die Bediener in unmittelbarer Nähe der undichten Komponenten oder sogar in der austretenden Gaswolke aufhalten. Das Anlegen einer Atemschutzmaske und anderer Schutzausrüstung kostet Zeit und schränkt die Bewegungsfreiheit des Bedieners ein. All dies kann zu unsicheren Arbeitspraktiken oder Verletzungen führen und gleichzeitig die Möglichkeiten einschränken, Komponenten zu erreichen, die sich hoch über dem Boden oder in schwer zugänglichen Bereichen befinden können. Durch den Einsatz von optischen Gasbilderkennungs(OGI, Optical Gas Imaging)-Kameras zur Überwachung von Gaslecks können Anwender gefährliche Lecks an Komponenten erkennen, während sie in sicherer Entfernung arbeiten; mit den neuen Lösungen für Luftaufnahmen auf dem Markt ist nun ein noch größerer Abstand möglich.

Abbildung 1: Luftaufnahme eines Pipeline-Lecks mit der FLIR OGI-Technologie

ZEIT IST GELD

Auch wenn tragbare OGI-Kameras viele der Sicherheitsprobleme, die mit LDAR einhergehen, lösen und die Effizienz erhöhen, nimmt die Überwachung großer Gasproduktionsanlagen, die keine einfache Möglichkeit bieten, zwischen den verschiedenen Standorten innerhalb eines Systems zu wechseln, viel Zeit in Anspruch: Bediener müssen unter Umständen einen Bereich scannen, zum nächsten Standort fahren und dann den Prozess erneut beginnen — was Zeit und Geld kostet. Mit der neuen OGI-Luftbildtechnik kann ein Techniker, im Vergleich zum Handbetrieb, mehr Anlagen oder Standorte in einem Bruchteil der Zeit nach Lecks absuchen. Ein OGI-Bediener kann aus der Luft 4 oder 5 Anlagen in einem Flug scannen (abhängig von einer Vielzahl von Faktoren), eine Aufgabe, die einen halben oder einen ganzen Tag in Anspruch nehmen kann.

Undichte Dichtungen an mehreren Stellen eines Schwimmdachtanks, identifiziert mit einer GIS-320

WIE KOMMEN SIE DORTHIN?

Auch wenn die Anlagen in einem System oder die Objekte innerhalb einer Anlage auf einer Karte nahe beieinander liegen, benötigt ein LDAR-Experte unter Umständen viel Zeit, um eine große Anlage zu untersuchen, die sich über viele Quadratkilometer erstrecken kann und bei der die Entfernungen zwischen den Objekten sehr groß sind — was einen sehr langen und ineffizienten Tag bedeutet. Ein Öl- und Gasbetreiber, der mit der Inspektion einer Anlage mit mehreren großen Lagertanks beauftragt ist, könnte beispielsweise eine Stunde oder mehr benötigen, um jeden einzelnen Tank mit einer tragbaren OGI-Kamera zu überprüfen, da dieser dazu auf die Leiter steigen muss, um das obere Ende des Tanks zu erreichen und die Inspektion durchzuführen, und dann die Leiter wieder hinuntersteigen muss. Mit einer OGI-Lösung für Luftaufnahmen können Bediener ihre LDAR-Vorgänge für diese Tanks durch Scannen eines Tanks nach dem anderen erheblich rationalisieren, und das alles während eines einzigen Flugs. Darüber hinaus kann der Zugang zu einigen Standorten in der Lieferkette aufgrund der Lage, restriktiver Landrechte oder allein aufgrund der Größe des Gebiets schwierig sein. Der Einsatz einer luftbasierten Lösung verringert den Zeit- und Arbeitsaufwand, um einen Ort zu erreichen, der ohne erheblichen Aufwand oft nur schwer oder gar nicht zu erreichen ist, erheblich.

Und schließlich ist da noch die einfache Frage des Geländes: Einige Pipelines werden in Gebieten gebaut, die für Lastwagen oder sogar Allradfahrzeuge unzugänglich sind, was die Suche nach Lecks extrem erschwert. Behinderungen wie Flüsse, Eisenbahnlinien oder andere Hindernisse machen das luftbasierte OGI ebenfalls attraktiver, da Sie einfach von einem sicheren Standort aus starten und Ihren Standort schnell erreichen können.

Luftaufnahme einer Lagertankanlage in der Öl- und Gasindustrie (Bild mit freundlicher Genehmigung von Zoom Earth). Diese Einrichtungen werden regelmäßig per OGI inspiziert, um die gesetzlichen bzw. umweltbezogenen Anforderungen zu erfüllen. Eine luftbasierte OGI-Lösung würde es einem Bediener ermöglichen, mehrere Objekte in einem einzigen Flug zu inspizieren.

EINE BESSERE LÖSUNG

Auch wenn auf dem Markt viele verschiedene Drohnen verfügbar sind, bieten viele von diesen keine spezielle OGI-Technologie oder es sind keine Drohnen für den Einsatz in der Öl- und Gasindustrie verfügbar. Die luftbasierte OGI-Lösung Workswell GIS-320 wurde ausschließlich für den Zweck der Gasbilderkennung aus der Luft entwickelt. Durch die Integration der OGI-Technologie von Teledyne FLIR, einschließlich des gleichen gekühlten Infrarotdetektors wie in den branchenführenden FLIR GF320 und GFx320, wurde die GIS-320 speziell für Anforderungen der Öl- und Gasindustrie entwickelt, einschließlich der Einhaltung von US-EPA-Vorschriften. Mit gemeinsamen Funktionen wie dem von FLIR patentierten High Sensitivity Mode (HSM) zur Bildverbesserung und dem speziell für professionelle Drohnenbediener entwickelten Kommunikationsprotokoll ist die GIS-320 eine wertvolle Ergänzung für ein betriebliches LDAR-Programm.

Abbildung 3: Vision Aerial Vector mit GIS-320 OGI-Nutzlast.

Durch die Kombination dieser Nutzlast mit einer industriellen Drohnenplattform erhalten Öl- und Gasbetreiber die zuverlässigste und leistungsfähigste luftbasierte OGI-Lösung auf dem Markt. Viele industrielle Drohnenlösungen verfügen über wichtige Merkmale, die luftbasierte OGI-Inspektionen erleichtern, z. B. lange Flugzeiten, die Möglichkeit, Akkus im laufenden Betrieb zu wechseln, vordefinierte Missionspläne, die autonome Inspektionen ermöglichen, und vieles mehr. Diese luftbasierten OGI-Lösungen mit einer GIS-320 ermöglichen eine erhebliche Effizienzsteigerung für Unternehmen, die die Emissionen in ihren Anlagen reduzieren möchten.

GIS-320 von Workswell mit Wärmebildtechnik von FLIR

GEKÜHLTER DETEKTOR LÄSST KLEINSTE LECKAGEN SICHTBAR WERDEN

OGI-Kameras von FLIR können Gaslecks lokalisieren und sichtbar machen, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind. Dank der optischen Gasbilderkennung lassen sich Anlagen, die sich in entlegenen Gebieten oder schwer zugänglichen Zonen befinden, problemlos rund um die Uhr überwachen. Die Workswell GIS-320 mit Wärmebildtechnik von FLIR enthält einen gekühlten Indiumantimonid (InSb)-Detektor, der Wärmebilder mit einer Auflösung von 320 × 240 Pixeln erzeugt. Dank der niedrigen F-Zahl (quantitatives Maß für die Lichtstärke eines Objektivs) und der hohen Empfindlichkeit bei der Gasbilderkennung erkennt die GIS-320 selbst kleinste Leckagen und erfüllt zahlreiche regulatorische Empfindlichkeitsnormen. Durch Umschalten der Kamera auf HSM lässt sich die Empfindlichkeit der Kamera weiter erhöhen, sodass auch kleinste Gasleckagen erkannt werden. Alles in allem ist die GIS-320 auch aus sicherer Entfernung sehr einfach zu bedienen und deckt problemlos große Gebiete ab.

Abbildung 4: Ein undichter Tank auf einer Bohrplattform wurde mithilfe der OGI-Technologie von FLIR identifiziert.

FAZIT

Ob Sie die Sicherheit Ihrer Mitarbeiter erhöhen, behördliche Auflagen erfüllen oder einfach nur die Umweltbelastung reduzieren möchten – in der Öl- und Gasindustrie gibt es zahlreiche Anwendungen, die eine optische Gasbilderkennungstechnik erfordern. Viele davon erstrecken sich über einen kleinen Bereich, was einen einfachen und schnellen Zugang erschwert. Der Einsatz einer Workswell GIS-320 mit Wärmebildtechnik von FLIR und einer Industriedrohne bietet Bedienern die einzigartige Möglichkeit, ihre Inspektionsanforderungen effizienter zu erfüllen und effektivere Arbeitsumgebungen zu schaffen sowie Emissionen zu reduzieren.