Verkenning inzake risico-analyse van hogedrukleidingen, in het bijzonder voor kruisingen met waterstaatswerken

(1)

D i

9 8 - 3 0

~ 1

VERKENNING INZAKE RISICO-A,NALYSE VAN HOGEDRUK- LEIDINGEN, I N HET BIJZONDER VOOR KRUISINGEN MET WATERSTAATSWERKEN.

D e z e s t u d i e b e s t a a t u i t een h o o f d r a p p o r t en

(2)

s

Y ~ #

o

P

s

I

s

(3)

R I S K ANALYSIS ON HIGH-PRESSURE P I P E L I N E S : AN INVESTIGATION.

SYNOPS I S

1 . From t h e r e c o r d s o f i n c i d e n t s i n v o l v i n g h i g h - p r e s s u r e p i p e l i n e s i n

x

Western Europe and t h e U.S.A. w h i c h have been accumulated by CONCAWE

( c o v e r i n g o i l p i p e l i n e s ) and by t h e o f f i c e o f P i p e l i n e S a f e t y o f t h e U.S. Department o f T r a n s p o r t a t i o n (on o i l and gas p i p e l i n e s ) t h e

f o l l o w i n g have been d e t e r m i n e d by i n d u c t i o n i . e . d e r i v e d from p r a c t i c a 1 e x p e r i e n c e :

a. t h e p r o b a b i l i t y o f leakage f r o m a h i g h - p r e s s u r e p i p e l i n e : t h i s has

-6

been found t o be 0 . 8 ~ 1 0 / j . m ' i n a l 1 cases;

b. t h e p e r c e n t a g e o f i n c i d e n t s due t o v a r i o u c cauces o f leakage i n t h e t o t a l number o f i n c i d e n t s ;

c . t h e chances o f v a r i o u s t y p e s o f e x p l o s i o n w i t h gas p i p e l i n e s .

2. From t h e r e s u l t s o f some t w e n t y c a l c u l a t i o n s o f t h e s t r e n g t h of h i g h - p r e s s u r e p i p e l i n e c r o s s i n g s a t dykes, roads and w a t e r c o u r s e s , t h e chances o f c r o s s - c o u n t r y p i p e l i n e s and c r o s s i n g s a t a l 1 t y p e s o f c i v i l e n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o n s r e a c h i n g s t r e s s - 1 i m i t s i t u a t i o n s ( a c c o r d i n g t o t h e t h e o r i e s o f e l a s t i c i t y and p l a s t i c i t y ) and c o l l a p s e s i t u a t i o n s

( f u n c t i o n a l s t r e s s - 1 i m i t s i t u a t i o n ) have been d e t e r m i n e d by d e d u c t i o n ( i .e. d e r i v e d t h e o r e t i c a 1 l y ) . F u r t h e r r e s e a r c h w i 1 1 be necessary b e f o r e t h e chances o f leakage can be d e t e r m i n e d by d e d u c t i o n . The r e s u l t s can t h e n be compared w i t h t h e chances o f leakage as d e t e r m i n e d by i n d u c t i o n

( t h i s would be f o r c r o s s - c o u n t r y p i p e l i n e s o n l y ) . I n t h e p r e s e n t e x a m i n a t i o n we have had t o c o n t e n t o u r s e l v e s w i t h a p r e l i r n i n a r y (and

encourag i ng) compar i con.

3 .

Experiments u s i n g models i n t h e H y d r a u l i c s L a b o r a t o r y a t D e l f t e n a b l e d t h e e f f e c t ( e r o s i o n c r a t e r ) o f a f r a c t u r e o r o f leakage f r o m a h i g h - p r e s s u r e p i p e l i n e i n f l a t t e r r a i n t o be d e t e r m i n e d . F u r t h e r r e s e a r c h w i l 1 be r e q u i r e d t o show what t h e e f f e c t i s i n s l o p i n g ground o r i n t h e v i c i n i t y o f a c o n s t r u c t i o n w i t h s h e e t p i l i n g . I t has been necessary i n t h i s r e p o r t t o d i s r e g a r d t h e i n f l u e n c e o f s l o p i n g t e r r a i n , and t o make c e r t a i n assumptions i n r e g a r d t o sheet p i l i n g .

(4)

4 .

L a b o r a t o r y e x p e r i m e n t s c a r r i e d o u t by t h e S o i l Mechanics S e c t i o n o f t h e P u b l i c Works Department, Amsterdam, have e s t a b l i s h e d t h e r e d u c t i o n i n t h e r e i s t a n c e o f sand t o shear as a consequence o f p e n e t r a t i o n by o i l .

I t i s lO-jO%.

5.

The chance o f d y s f u n c t i o n a t t h e v a r i o u s k i n d s o f e n g i n e e r i n g works as a consequence of t h e leakage, f r a c t u r e o r e x p l o s i o n o f a h i g h - p r e s s u r e p i p e l i n e c r o s s i n g may be deduced f r o m t h e ( p a r t l y p r o v i s i o n a l ) r e s u l t s

i n paragraphs

1-4

above. The chance v a r i e s a c c o r d i n g t o t h e t y p e o f

c o n s t r u c t i o n and have been c a l c u l a t e d on t h e b a s i s o f b o t h Dutch and f o r e i g n r e g u l a t i o n s g o v e r n i n g t h e c o n s t r u c t i o n o f h i g h - p r e s s u r e p i p e -

1 i n e s .

6 .

The f o l l o w i n g c o n c l u s i o n s may be drawn f r o m t h e p r e s e n t e x a m i n a t i o n : a . w i t h t h e e x c e p t i o n o f one c a t e g o r y (gas p i p e l i n e s t h r o u g h m a j o r

dykes) sheet p i l i n g i s an i n d i s p e n s a b l e element i n l i m i t i n g t h e chances o f d y s f u n c t i o n i n t h e case o f p i p e l i n e c r o s s i n g s a t m a j o r dykes and a t dykes a l o n g h i g h l e v e l c a n a l s ( p o l d e r - w a t e r c o l l e c t i n g canaì s )

.

b. t h i s r e s e a r c h has shown t h a t i n c a l c u l a t i n g t h e s t e n g t h o f c r o s s i n g s -based on i n v e s t i g a t i o n i n t h e a r e a o f s o i l mechanics- a c c o u n t must be t a k e n o f b o t h u n r e s t r a i n e d l o a d s ( i n t e r n a l p r e s s u r e , ground l o a d and t r a f f i c l o a d , and t h e w e i g h t o f t h e p i p e l i n e i t s e l f ) and r e s t r a i n e d l o a d s ( s e t t l e m e n t c and e x p a n s i o n due t o p r e s s u r e and t e m p e r a t u r e ) . I n t h e d e t e r m i n a t i o n o f t h e boundary c o n d i t i o n s i n r e s p e c t o f s o i l mechanics, c e r t a i n p a r t i a l c o n t i n g e n c y f a c t o r s must be a p p l i e d .

The a l l o w a b l e s t r e s s i n t h e s t e e l does n o t need t o be l o w e r t h a n

î / 3

o f t h e s p e c i f i e d minimum y i e l d s t r e n g t h . The p a r t i a l chances o f leakage r e s u l t i n g f r o m i n s u f f i c i e n t s t r e n g t h and c o r r o s i o n a r e a l r e a d y reduced i n t h i s way t o a n e g l i g i b l e l e v e l , w h i l e t h e r e m a i n i n g p a r t i a l chancec o f leakage, t h e most i m p o r t a n t b e i n g mechanica1 damage by t h i r d p a r t i e s , a r e n o t d e m o n s t r a b l y reduced by

l o w e r i n g f u r t h e r t h e a l l o w a b l e s t r e s s i n t h e s t e e l . A d d i t i o n a l r e s e a r c h (based on more i n f o r m a t i o n f r o m r e c o r d s i n t h e

U.S.A.)

may p o s s i b l y p r o v i d e more d e f i n i t e i n f o r m a t i o n o n t h i s .

7.

One o f t h e m a t t e r s examined i n t h e l i g h t o f t h e above concerned t h e a d d i t i o n a l r i s k o f f l o o d i n g i n v a r i o u s a r e a s o f t h e p r o v i n c e o f South

(5)

H o l l a n d due t o t h e p r e s e n c e o f h i g h - p r e c s u r e p i p e l i n e c r o s s i n g s a t m a j o r dykes and a t dykes a l o n g h i g h - e v e l c a n a l s . I n t h i s case t h e concept o f

r i s k i s d e f i n e d as t h e p r o d u c t

of

chance and e f f e c t . The a d d i t i o n a l r i s k

has been f o u n d t o be s u b s t a n t i 1 , i n t h e w o r s t case o f t h e same o r d e r o f

m a g n i t u d e as t h e r i s k a l r e a d y p r e s e n t .

8.

The chance o f l e a k a g e f r o m a c r o s s - c o u n t r y o i l p i p e l i n e may be reduced

-6

t o 0.5 x 1 0 / j . m ' i f a t o t a l s t r e n g t h c a l c u l a t i o n i s a p p l i e d w i t h an a l l o w a b l e s t e e l s t r e s s o f 0.4 x t h e s p e c i f i e d minimum y i e l d s t r e n g t h .

The chance of l e a k a g e i s n o t d e m o n s t r a b l y reduced w i t h a f u r t h e r

(6)

SYNOPS

IS

1 . Op b a s i s van gegevensbestanden i n z a k e i n c i d e n t e n met h o g e d r u k l e i d i n g e n

i n West-Europa en de U.S.A., w e l k e z i j n opgebouwd door de S t i c h t i n g

CONCAWE (o1 i e l e i d i n g e n ) r e s p e c t i e v e Department o f T r a n s p o r t a t i o n (o1 i e - de p r a k t i j k a f g e l e i d ) b e p a a l d :

-

de kans op l e k k a g e van een hogedruk

-6

1 s t a n d e n 0 , 8 . 1 0 / j . m t e z i j n ) . de p r o c e n t u e l e b i j d r a g e van d i v e r s e t a 1 i nc i d e n t e n .

-

i j k t h e O f f i c e o f P i p e l i n e S a f e t y

-

en g a s l e i d i n g e n ) , i s i n d u c t i e f ( u i t e i d i n g (deze b l i j k t v o o r a l l e be- l e k k a g e - o o r z a k e n i n h e t t o t a

-

de kans op d i v e r s e e x p l o s i e - t y p e n b i j g a s l e i d i n g e n .

2. U i t g a a n d e van de r e s u l t a t e n van een 2 0 - t a l s t e r k t e b e r e k e n i n g e n v

s i n g e n van h o g e d r u k l e i d i n g e n met w a t e r k e r i n g e n , verkeerswegen en lopen, i s d e d u c t i e f ( t h e o r e t i s c h a f g e l e i d ) bepaald: e aan- n k r u i - w a t e r - de kans op h e t b e r e i k e n van g r e n s t o e s t a n d e n ( v o l g e n s de e l a s t i c i t e i t s - r e s p e c t i e v e 1 i j k p l a s t i c i t e i t s l e e r ) en van de b e z w i j k t o e s t a n d (= f u n c t i o - n e l e g r e n s t o e s t a n d ) v o o r v e l d l e i d i n g e n en k r u i s i n g e n met w a t e r s t a a t s - werken. Voor een d e d u c t i e v e b e p a l i n g van de kans op l e k k a g e i s nog nader onderzoek n o d i g , waarna een d e f i n i t i e v e t o e t s i n g aan de i n d u c t i e f a f g e -

l e i d e lekkage-kans kan p l a a t s v i n d e n ( a l l e e n v o o r v e l d l e i d i n g e n ) . B i j de o n d e r h a v i g e v e r k e n n i n g moest worden v o l s t a a n met een v o o r l o p i g e hoopge- vende t o e t s i n g .

3 .

Op g r o n d van modelproeven i n h e t W a t e r l o o p k u n d i g L a b o r a t o r i u m t e D e l f t kon h e t e f f e c t ( o n t g r o n d i n g s k r a t e r ) i n v l a k t e r r e i n b i j b r e u k o f l e k k a g e van een h o g e d r u k l e i d i n g worden b e p a a l d . Nader onderzoek z a l moeten

u i t w i j z e n hoe de u i t w e r k i n g i s i n een t a l u d e n / o f i n de n a b i j h e i d van een damwandconstructie. I n d i t r a p p o r t i s de i n v l o e d van de t e r r e i n h e l -

l i n g noodgedwongen b u i t e n beschouwing g e l a t e n , t e r w i j l t e n a a n z i e n van de i n v l o e d van damwanden aannamen moesten worden gedaan.

4.

Door h e t b u r e a u Grondmechanica van P.W. Amsterdam i s door m i d d e l van

l a b o r a t o r i u m p r o e v e n de afname van de s c h u i f w e e r s t a n d van zand a l s g e v o l g van o l i e p e n e t r a t i e v a s t g e s t e l d . Deze b e d r a a g t 1 0 - 3 0 % .

(7)

5 .

Gebaseerd op de ( g e d e e l t e 1 i j k v o o r l o p i g e ) u i t k o m s t e n sub 1 t / m

4

- i s de kans op d y s f u n c t i e van een w a t e r s t a a t s w e r k a l s g e v o l g van l e k k a g e , b r e u k o f e x p l o s i e van een k r u i s e n d e h o g e d r u k l e i d i n g a f g e l e i d .

Deze kans v a r i e e r t naar g e l a n g h e t t y p e w a t e r s t a a t s w e r k en h e t t y p e l e i d i n g . De d y s f u n c t i e - k a n s e n z i j n b e p a a l d u i t g a a n d e van zowel b i n n e n - l a n d s e - a l s b u i t e n l a n d s e b o u w v o o r s c h r i f t e n v o o r h o g e d r u k l e i d i n g e n .

6.

De o n d e r h a v i g e v e r k e n n i n g l e i d t onder meer t o t : de v o l g e n d e c o n c l u s i e s :

-

op één c a t e g o r i e na ( g a s l e i d i n g e n d o o r h o o f d w a t e r k e r i n g e n ) b l i j k e n damwanden een onmisbaar kansbeperkend element t e vormen b i j k r u i s i n g e n van

h o g e d r u k l e i d i n g e n met h o o f d w a t e r k e r i n g e n en boezemkaden.

i n de s t e r k t e b e r e k e n i n g van k r u i s i n g e n -gebaseerd op de r e s u l t a t e n van een g rondmechan i sch onderzoek- d i enen zowel 'lunres t r a i ned 1 oads" ( i n- wendige d r u k , g r o n d - & v e r k e e r s b e l a s t i n g en e i g e n g e w i c h t ) a l s " r e s t r a i - ned loads" ( z e t t i n g e n en d r u k - & temperatuurexpans i e ) t e worden v e r d i s- c o n t e e r d . B i j de b e p a l i n g van de grondmechanische r a n d c o n d i t i e s moeten p a r t i ë l e o n z e k e r h e i d s f a c t o r e n worden t o e g e p a s t . De t o e l a a t b a r e s t a a l - spanning b e h o e f t n i e t l a g e r t e worden g e s t e l d dan 2 / 3 x de gegarandeerde m i n . r e k g r e n s . De d e e l l e k k a g e k a n s e n a l s g e v o l g van "onvoldoende s t e r k t e " en ' ' c o r r o s i e " v a l l e n h i e r d o o r reeds t o t een v e r w a a r l o o s b a a r n i v e a u

t e r u g , t e r w i j l de o v e r i g e d e e l l e k k a g e k a n s e n -waaronder a l s b e l a n g r i j k s t e "mechanische b e s c h a d i g i n g d o o r derden"- n i e t aantoonbaar worden v e r m i n - d e r d b i j v e r d e r e v e r l a g i n g van de t o e l a a t b a r e s t a a l s p a n n i n g . Nader

onderzoek ( d o o r v e r d e r e " d r a i n a g e 1 ' van de U.S.A.-bestanden) z a l h i e r o v e r m o g e l i j k meer z e k e r h e i d v e r s c h a f f e n .

-

7.

Op b a s i s van voorgaande u i t k o m s t e n i s onder meer h e t a d d i t i o n e e l i n u n - d a t i e - r i s i c o v o o r d i v e r s e gebieden i n Z.H. a l s g e v o l g van de aanwezig- h e i d van k r u i s e n d e h o g e d r u k l e i d i n g e n i n h o o f d w a t e r k e r i n g e n en boezemkaden nagegaan. Het b e g r i p r i s i c o w o r d t h i e r b i j g e d e f i n i e e r d a l s h e t p r o d u c t van kans en e f f e c t . D i t a d d i t i o n e e l r i s i c o b l i j k t i n de o r d e van 1 0 - t a l l e n p r o c e n t e n t e l i g g e n .

8.

De kans op l e k k a g e van een o l i e l e i d i n g i n h e t t e r r e i n ( v e l d l e i d i n g ) kan

- 6

1

worden v e r l a a g d t o t 0 , 5 . 1 0 / j . m b i j t o e p a s s i n g van een v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g met een t o e l a a t b a r e s t a a l s p a n n i n g van 0,4x de gegarandeerde m i n . r e k g r e n s . De lekkage-kans w o r d t n i e t aantoonbaar v e r m i n d e r d b i j v e r d e r e v e r l a g i n g van de t o e l a a t b a r e s t a a l s p a n n i n g .

(8)

(9)

Inhoudsopgave. H f d s t . I : Samenvatting en c o n c l u s i e s . ( z i e ook d e e l r a p p o r t E ) . H f d s t . I I : I n l e i d i n g . § 1 . Bezwijkmechanismen van h o g e d r u k l e i d i n g e n . § 2. De g e v o l g e n v o o r h e t m i l i e u . §

3.

De g e v o l g e n v o o r personen en goederen. §

4 .

De g e v o l g e n v o o r de w a t e r s t a a t . §

5.

Waarom r i s i c o - a n a l y s e ?

5

6.

W i j z e van r i s i c o - a n a l y s e .

H f d s t . I I I : Verzameling van gegevens o m t r e n t i n c i d e n t e n met h o g e d r u k l e i d i n g e n . ( z i e deel r a p p o r t A ) .

§ 1 . O l i e l e i d i n g e n i n West-Europa.

§ 2. O l i e - en g a s l e i d i n g e n i n de U . S . A .

H f d s t . I V : Het r i s i c o verbonden aan o l i e l e i d i n g e n .

§ 1 . De kans op l e k k a g e i n v e l d s t r e k k i n g e n .

§ 2. De kans op d y s f u n c t i e van een w a t e r k e r i n g o f weg

( z i e d e e l r a p p o r t B)

.

§

3.

R i s i c o - b e p e r k i n g v o o r een w a t e r k e r i n g b i j aanwezig-

h e i d van hoog v o o r l a n d t e r p l a a t s e van een l e i d i n g - k r u i s in g .

H f d s t . V: Het r i s i c o verbonden aan g a s l e i d i n g e n .

§ 1 . De kans o p l e k k a g e i n v e l d s t r e k k i n g e n . § 2. De kans op e x p l o s i e i n v e l d s t r e k k i n g e n .

§

3.

De kans op d y s f u n c t i e van een w a t e r k e r i n g o f weg

( z i e d e e l r a p p o r t 8 ) .

§

4.

R i s i c o b e p e r k i n g v o o r een w a t e r k e r i n g b i j aanwezig-

h e i d van hoog v o o r l a n d t e r p l a a t s e van een l e i d i n g - k r u i s i ng

.

§

5.

De kans op l ' l o n g p r o p a g a t i n g s p l i t s " (doorgaande s c h e u r v o r m i n g ) b i j gas1 e i d ingen. H f d s t . V I : De s t a t i s t i s c h e b e t r o u w b a a r h e i d van de gevonden i n d u c - t i e v e lekkage-kans v o o r h o g e d r u k l e i d i n g e n . b l z . 3 26 38 41 47 5 3

(10)

b l z . 55

a

H f d s t . V I I : G l o b a l e t o e t s i n a van de u i t k o m s t e n van de d e d u c t i e v e k a n s - a n a l y s e aan d i e van de i n d u c t i e v e . ( z i e d e e l r a p - p o r t e n C en D ) . § 1 . V o o r s c h r i f t e n v o o r h o g e d r u k l e i d i n g e n i n de U . S . A . § 2. T o e t s i n g " d e d u c t i e f / i n d u c t i e f " v o o r v e l d l e i d i n g e n . en West-Europa. 6 4 H f d s t . V I I I : E v a l u a t i e van de d i v e r s e kans-analyses en de i n v l o e d van de b e r e k e n i n g s - en c o n s t r u c t i e - v o o r s c h r i f t e n daarop.

§ 1 . O v e r z i c h t van de r e s u l t a t e n van de d i v e r s e kanc-

ana 1 yses

.

t e n van de P i j p l e i d i n g c o d e op d i v e r s e f a a l k a n s e n .

§ 2. De reducerende i n v l o e d van de b e r e k e n i n g s v o o r s c h r i f -

(11)

H f d s t . I . SAMENVATTING EN CONCLUSIES.

A. UITGANGSPUNTEN.

A a n l e i d i n g t o t h e t u i t v o e r e n van de h i e r n a v o l g e n d e s t u d i e .

De o n d e r h a v i g e v e r k e n n i n g i s onder andere aangevat, omdat v a n u i t de k r i n g van p i j p l e i d i n g m a a t s c h a p p i j e n en hun a d v i s e u r s meerdere malen i s g e s t e l d , d a t o n t w i k k e l d e n a u w k e u r i g e r r e k e n w i j z e n v o o r k r u i s i n g e n van w a t e r s t a a t s w e r k e n

(computerberekeningen, v e r d i s c o n t e r i n g 2e o r d e e f f e c t e n , t o e p a s s i n g p l a s t i c i - t e i t s l e e r , i n t e n s i e v e r onderzoek van de bodemgesteldheid, m e t i n g e n aan con- s t r u c t i e s i n s i t u o f i n h e t l a b o r a t o r i u m , s t r e n g e r e k e u r i n g s e i s e n v o o r b u i s - m a t e r i a l e n en l a s s e n e t c . ) minder onzekerheden i m p l i c e r e n en d a t d e r h a l v e een

v e r l a g i n g van de veiligheidscoëfficiënten v e r a n t w o o r d zou z i j n .

Deze s t e l l i n g w o r d t d o o r de v e r g u n n i n g v e r l e n e n d e o v e r h e i d i n q u a l i t a t i e f op- z i c h t onderschreven, doch deze i n s t a n t i e s nemen t e v e n s h e t s t a n d p u n t i n , d a t deze z i e n s w i j z e e e r s t i n q u a n t i t a t i e f o p z i c h t kan worden gehonoreerd, wanneer kan worden b e s c h i k t o v e r een g r o n d i g e r i s i c o - a n a l y s e ( d a t w i l zeggen zowel l a n g s i n d u c t i e v e - a l s d e d u c t i e v e weg v e r k r e g e n en v e r v o l g e n s o n d e r l i n g ge- t o e t s t ) , o p d a t de c o n s e q u e n t i e s van een v e r l a g i n g van v e i l i g h e i d s f a c t o r e n kunnen worden o v e r z i e n en geen onaanvaardbaar r i s i c o z u l l e n i m p l i c e r e n .

D o e l s t e l l i n g van r i s i c o - a n a l y s e van h o g e d r u k l e i d i n g e n .

De aanwezigheid van h o g e d r u k l e i d i n g e n i n h e t algemeen en b i j k r u i s i n g van w a t e r s t a a t s w e r k e n a l s d i j k e n , wegen en k a n a l e n i n h e t b i j z o n d e r , i m p l i c e e r t een b e p a a l d r i s i c o .

Teneinde t e kunnen b e o o r d e l e n o f d i t r i s i c o - m a a t s c h a p p e l i j k g e z i e n - aan- v a a r d b a a r i s , d i e n t h e t t e worden g e q u a n t i f i c e e r d en daarna v e r g e l e k e n met h e t reeds aanvaarde r i s i c o u i t anderen h o o f d e . Het a d d i t i o n e l e r i s i c o z a l d a a r b i j dan beduidend t e n a c h t e r moeten b l i j v e n . De b o u w v o o r s c h r i f t e n v o o r h o g e d r u k l e i d i n g e n z u l l e n daarop moeten worden afgestemd.

D e f i n i t i e van h e t b e g r i p r i s i c o .

R i s i c o o f s c h a d e v e r w a c h t i n g i s h e t p r o d u k t van de kans op een b e p a a l d ongeval en de gevo

Het r i s i c o h e t a c h t e r wel iswaar

s t u d i e s i n

gen van een d e r g e l i j k o n g e v a l , k o r t w e g r i s i c o = kans x e f f e c t . waarvan b i j w a t e r k e r i n g e n s p r a k e i s , i s h e t i n u n d a t i e - r i s i c o v o o r

iggend g e b i e d . Het e f f e c t i s h i e r b i j de i n u n d a t i e - s c h a d e , d i e n p r i n c i p e a f h a n k e l i j k i s van de mate van i n u n d a t i e , doch b i j a l l e dezen g e l i j k w o r d t g e s t e l d aan h e t t o t a l e gei'nvesteerde vermogen

(12)

i n h e t g e b i e d , mede t e r v e r d i s c o n t e r i n g van i m p o n d e r a b i l i a . Het i n u n d a t i e - r i s i c o v a r i e e r t dan a l l e e n nog met de i n u n d a t i e - k a n s , w e l k e a f h a n k e l i j k i s van h e t o n t w e r p p e i l van de w a t e r k e r i n g , de s t a b i l i t e i t s f a c t o r van h e t d i j k -

l i c h a a m en de aanwezigheid van vreemde o b j e c t e n , z o a l s h o g e d r u k l e i d i n g e n , k o r t o m van de d y s f u n c t i e - k a n s van de w a t e r k e r i n g a l s g e v o l g van s t o r m v l o e d , a f s c h u i v i n g en l e k k e n d e o f e x p l o d e r e n d e h o g e d r u k l e i d i n g e n . S t o r m v l o e d en a f s c h u i v i n g l e v e r e n h e t b a s i s - r i s i c o , h o g e d r u k l e i d i n g e n i m p l i c e r e n een a d d i - t i o n e e l r i s i c o . De beoogde r i s i c o - a n a l y s e i s nu v e r e e n v o u d i g d t o t een kans- a n a l y s e , w a a r b i j h e t g a a t om de ( a d d i t i o n e l e ) d y s f u n c t i e - k a n s van w a t e r - s t a a t s w e r k e n a l s g e v o l g van de f a a l k a n s van k r u i s e n d e h o g e d r u k l e i d i n g e n .

Methoden van a n a l y s e .

De f a a l k a n s kan i n p r i n c i p e l a n g s twee wegen worden benaderd, n a m e l i j k : 1 . l a n g s i n d u c t i e v e weg, d a t w i l zeggen door g e b r u i k t e maken van onge-

v a l l e n - r e g i s t r a t i e o v e r l e n g t e van j a r e n , i n d i e n b e s c h i k b a a r ( e m p i r i s c h e met hode) ;

2. l a n g s d e d u c t i e v e weg, w a a r b i j met b e h u l p van een s t e r k t e b e r e k e n i n g met

inachtname van de s p r e i d i n g i n de g r o o t t e van b e l a s t i n g e n en i n de mechanische eigenschappen ( s t e r k t e ) van de t o e g e p a s t e s t a a l s o o r t , een bezwi j k k a n s kan worden a f g e l e i d ( t h e o r e t i s c h e methode).

De b e t r o u w b a a r h e i d van de a n a l y s e en daarmede de e f f e c t i v i t e i t van u i t t e v a a r d i g e n b o u w v o o r s c h r i f t e n h a n g t nauw samen met de mate van overeenstemming t u s s e n de u i t k o m s t e n van b e i d e methoden.

G e b r u i k t e gegevens b i j de onde-rhavige a n a l y s e .

1 . B i j de i n d u c t i e v e methode i s g e b r u i k gemaakt van Concawe-rapporten i n z a k e i n c i d e n t e n met o l i e - p i j p l e i d i n g e n i n West-Europa o v e r de p e r i o d e

1966-1975

en r a p p o r t e n van h e t O f f i c e o f P i p e l i n e S a f e t y van h e t D e p a r t - ment of T r a n s p o r t a t i o n U.S.A. i n z a k e i n c i d e n t e n met o l i e p i j p l e i d i n g e n

o v e r de p e r i o d e

1968-1975

en met g a s p i j p l e i d i n g e n o v e r de p e r i o d e 1970-

1975.

2. B i j de d e d u c t i e v e methode i s g e b r u i k gemaakt van s t e r k t e b e r e k e n i n g e n van

k r u i s i n g e n met w a t e r s t a a t s w e r k e n , w e l k e i n de b e t r e f f e n d e p e r i o d e z i j n u i t g e v o e r d i n Z u i d - H o l l a n d .

(13)

B. LEKKAGE- EN E X P L O S I E - K A N S E N VAN HOGEDRUKLEIDINGEN ( I N D U C T I E F ) . R e s u l t a t e n van d i v e r s e k a n s - a n a l y s e s ( i n d u c t i e v e methode) 1 e i d i ng- gedeel t e v e l d - s t r e k - k i ngen a a r d van h e t i n c i d e n t kans o p l e k k a g e p e r m1 l e i d i n g kans op e x p l o s i e p e r rnl l e i d i n g kans op chemische e x p l o s i e / m kans op p h y s i s c h e e x p l o s i e / m 1 1 I kans op " l o n g p r o p a g a t i n g s p l i t " / m h o g e d r u k l e i d i n g e n 0 1 i e l e i d i n g e n

O,8.1Om6

p e r j a a r

-

g a s l e i d i n g e n

0,8.10-6

p . j .

û,5.1ûm7

p . j .

0 , 2 . 1 0 - ~

p . j .

û,3.îû-7

p . j .

0 , 5 . 1 0 - ~

p . j .

(14)

W.

Europa

1966-1975

92

i n c i d . U.S.A.

2650

i n c i d .

1966- 1975

W . E. /U. S . A. g e s t y l e e r d

1968-197 5

-oorzaken o1 i e l e i d ingen. Cons t r u c - t i e f o u t e n (on twe r p t u i t v o e - r i n g ) %

594

5

ma t e r i

-

aa 1 f o u - t e n ( p i j p + a l l e 1 assen) % t e hoge inw. d r u k %

L

z e t t i n- gen, grond- v e r s c h u i

-

v i ngen, weersge- s t e l d h e i d %

393

5

o p e r a - t i one- l e f o u t e n (met a f s l u i - t e r s ) % co r r o - s i e ( i nwen- d i g E u i twen- d i s > % I

I

₅

₁

₃₅

v e r - waar- l o o s d on- d e r - houd % mecha- n i sche bescha- d i g i n g door derden %

36 26,8

30

appen- dages (on- k l a a r ge- r a a k t ) % 1 0 d i v e r s e n

593

A v) D IC rn z C D -I -I z t, rn z v) -I -i r rn ;a z t,

-

o rn I-

-

z G)

<

D z 0 m I- rn x 7’ D t, rn I O O ;r, N D D

?

(15)

Tabel lekkage-oorzaken g a s t r a n s p o r t l e i d i n g e n . - mater i

-

a a l f o u - t e n 1 t e hoge inw. d r u k Const r u c - t i e f o u t e n (on twe r p

+

u i tv o e - 10 r i n g ) %

5

15 I U . S . A . 1

970-

1975 2143 i n c . 5 9 1

u.

S.

A .

-Qas

( p i j p + a l l e 1 assen) % % z e t t i n- gen, grond- v e r s c h u i - v i ngen

,

wee r s ge- s t e l d h e i d % 10,6 opera- t i one- l e f o u t e n (met a f s l u i t e r s ) % co r r o - s i e ( i nwen- d i g E u i twen- d i g ) % v e r - waar- 1 oosd on- d e r - houd % mecha- n i sche bes c h a

-

d i g i n g doo r derden %

49

9 0 50 appen- dages (on- k l a a r ge- r a a k t ) %

(16)

I

%

5

5 I

W.E.

/U.S.A.

%

10 4- J- 15 I

leerd

I

olie

gesty-

U.5.A.-gas

ges

t

y1 eerd

c

Tabel

1 ekkage-oorzaken

Cons

t

ruc-

t

iefouten

(ontwerp

+

uitvoe-

r i ng)

mater

i

-

aa

1 f

ou-

ten

(pijp +

alle

1 as

sen)

te hoge

inw. druk

%

-

zettin-

gen,

grond-

verschui

-

v i

ngen,

wee

rsge-

stel

dhe

i

d

% 5 4, .1. 10

opera-

t i

one-

le

fout

en

(met

afsl ui

-

ters)

%

5

5 co

r

ro-

s

ie

(

i nwen-

dig

E

u

i

twen-

dig)

%

35

J.

15 L

Naar de oorzaken van de gevonden verschillen

in

verdeling kan slechts

worden gegist, bijvoorbeeld ten aanzien van:

s

- materiaalfouten: verschil

in

taaiheid (half-gekalmeerd staal voor

o1 ieleidingen ver

-

corrosie: uitwend

inwendig

:

versch

U S

volledig gekalmeerd voor gasleidingen).

g: versch

i 1

in

bedr

i

jfstemperatuur

(20°-40 O

C

voor

O 0

olie-,

O

- 1 0

C

voor gasleidingen).

1 in medium.

ver-

waar-

1

oosd

on-

der-

houd

%

-

mecha-

n

i

sche

bes

c

h

a-

diging

door

derden

appen-

dages

(on-

klaar

ge-

raakt)

% I %

==l=

₃₀

_I

₁₀ 50

I -

-

mechanische beschadiging door derden: verschil

in

topografie (voornamelijk

landelijk gebied

bij

olieleidingen versus voornamelijk stedelijk gebied

bij

gasleidingen).

(17)

D. RESULTATEN VAN DE TOETSING VAN DE D E D U C T I E F VERKREGEN UITKOMSTEN AAN DE INDUCTIEF GEVONDEN WAARDEN.

Aangezien u i t s l u i t e n d v o o r v e l d l e i d i n g e n een i n d u c t i e v e lekkagekans b e s c h i k - b a a r i s ( 0 , 8 . 1 0 / j . m ) , moet de t o e t s i n g t o t deze c a t e g o r i e b e p e r k t b l i j v e n . De gevonden mate van overeenstemming b i j g l o b a l e t o e t s i n g , d a t w i l zeggen

u i tgaande van v e i 1 i g e ( o n g u n s t i g e ) waarden v o o r de s p r e i d i n g i n de m a t e r i -

a a l s t e r k t e , de l e v e n s d u u r van de l e i d i n g en de medewerkende l e i d i n g l e n g t e i n g e v a l van l o k a l e a f w i j k i n g e n i n b e l a s t i n g s t o e s t a n d o f l e i d i n g s t e r k t e (wand- d i k t e ) , i s z e e r rede1 i j k t e a c h t e n .

B i j n a u w k e u r i g e r t o e t s i n g , d a t w i l zeggen u i t g a a n d e van zo goed m o g e l i j k benaderde waarden, i s de mate van overeenkomst a l l e e n dan r e d e l i j k t e a c h t e n ,

i n d i e n nog t e p l e g e n nader onderzoek zou u i t w i j z e n , d a t b i j b e z w i j k e n van een d r u k l o z e l e i d i n g a l s g e v o l g van t e hoge b o v e n b e l a s t i n g ( g r o n d - E v e r k e e r s b e -

l a s t i n g ) de kans o p l e k k a g e (door s c h e u r v o r m i n g ) schommelt t u s s e n 1 en 10%.

De u i t g e v o e r d e t o e t s i n g werd m o g e l i j k gemaakt, d o o r d a t van de

3

g e b r u i k t e

b a s i s - b e s t a n d e n van i n c i d e n t e n (W.Europa: o l i e l e i d i n g e n en U . S . A . : gas- en

o l i e l e i d i n g e n ) de v e r d e l i n g o v e r d i v e r s e lekkage-oorzaken, z o a l s "onvoldoende s t e r k t e t e n a a n z i e n van b e r e k e n b a r e b e l a s t i n g e n " , " c o r r o s i e " , "mechanische beschad i g i ng door derden", "mater i a a l f o u t e n " en " n a t u u r v e r s c h i j n s e l en", bekend was. B i j de d e d u c t i e v e methode w o r d t n a m e l i j k u i t s l u i t e n d de e e r s t -

genoemde 1 ekkage-oorzaak v e r d i s c o n t e e r d ( s t e r k t e b e r e k e n i ng)

,

b i j de i nduc-

t i e v e methode a l l e lekkage-oorzaken. De d e d u c t i e v e methode l e v e r t een t h e o - r e t i s c h e b e z w i j k k a n s , de i n d u c t i e v e een i n de p r a k t i j k waargenomen l e k k a g e - kans. De l a a t s t e i s de r e ë l e . f a a l k a n s van een l e i d i n g . Aangezien b i j een s t e r k t e b e r e k e n i n g van een c o n s t r u c t i e de r e a l i t e i t w o r d t benaderd met b e h u l p van ( v e i l i g e ) s c h e m a t i s a t i e s e n aannamen, i s een c o n f r o n t a t i e met de p r a k t i j k u i t e r s t leerzaam. D i t t e meer, omdat de a d d i t i o n e l e r i s i c o ' s v o o r t v l o e i e n d e u i t de a a n w e z i g h e i d van h o g e d r u k l e i d i n g e n b i n n e n de p e r k e n moeten worden gehouden d o o r m i d d e l van adequate b o u w v o o r s c h r i f t e n , o n d e r andere inhoudende de e i s van een s t e r k t e b e r e k e n i n g .

H e t i s d a a r b i j zaak, d a t e n e r z i j d s deze b e r e k e n i n g h e t w e r k e l i j k e gedrag van de l e i d i n g c o n s t r u c t i e zo goed m o g e l i j k w e e r s p i e g e l t , a n d e r z i j d s de i n v l o e d o p

de r e ë l e v e i

1

i g h e i d ( l e e s lekkage-kans) kan worden v a s t g e s t e l d . Voor h e t

e e r s t e d e s i d e r a t u m i s vorengenoemde t o e t s i n g d i e n s t i g , t e n a a n z i e n van de

tweede voorwaarde kan worden g e s t e l d , d a t de b e l n v l o e d i n g van de d e e l k a n s op l e k k a g e a l s g e v o l g van de l e k k a g e - o o r z a a k "onvoldoende s t e r k t e t e n a a n z i e n van b e r e k e n b a r e b e l a s t i n g e n ' ' a u t o m a t i s c h p l a a t s g r i j p t , uitmondend i n een b e p a a l d e benodigde w a n d d i k t e . Ten a a n z i e n van de meeste andere l e k k a g e - o o r -

-6

i

(18)

zaken kan dan wél de i n v l o e d van een d e r g e l i j k e wanddikte-keuze op h e t i n c a s - seringsvermogen van de l e i d i n g c o n s t r u c t i e t e n a a n z i e n van h e t b e t r e f f e n d e mechanisme worden bepaald, doch n i e t op de ( d e e l ) lekkage-kans. H i e r v o o r moet wederom een beroep worden gedaan op de b a s i s - b e s t a n d e n , met h e t doel l a n g s

i n d u c t i e v e weg een e m p i r i s c h verband - v o o r z o v e r aanwezig- t e v i n d e n t u s s e n ( d e e l ) lekkage-kans en w a n d d i k t e .

D i t i s g e l u k t t e n a a n z i e n van de lekkage-oorzaak " c o r r o s i e " , doch v o o r de

andere van de twee b e l a n g r i j k s t e lekkage-oorzaken, n a m e l i j k "mechanische b e s c h a d i g i n g door derden", kon ondanks een i n t e n s i e v e p o g i n g d a a r t o e , geen e e n d u i d i g verband met de w a n d d i k t e worden aangetoond. I n d i e n t e z i j n e r t i j d nadere gegevens u i t Amerika worden v e r k r e g e n t e n a a n z i e n van d i a m e t e r - en wanddikte-gegevens van i n c i d e n t e n , kan een nieuw onderzoek i n dezen worden

aangeva t .

Ook t e n a a n z i e n van de lekkage-oorzaken " m a t e r i a a l f o u t e n " ( b e l a n g r " n a t u u r v e r s c h i j n s e l e n " (minder b e l a n g r i j k e b i j d r a g e i n de ( t o t a l e ) kans) o n t b r e k e n voldoende gegevens, zodat ook daar voorshands van

j k ) en

1 ekkage-

n d i f f e - r e n t i e t e n a a n z i e n van de w a n d d i k t e w o r d t u i t g e g a a n ( v o o r l o p i g en v e i l i g s t a n d p u n t ) .

E. DYSFUNCTIE-KANSEN VAN WATERSTAATSWERKEN.

-

De kans

op

d y s f u n c t i e van een h o o f d w a t e r k e r i n g a l s g e v o l g van s t a b i l i t e i t s - v e r 1 i e s van h e t d i j k l ichaam ( d e d u c t i e f ) . per e l e m e n t a i r e d i j k s e c t i e van 30 m:

5. I o - ~

p e r j a a r , 1,2.10-8 p e r j a a r , b i j de minimaal v e r e i s t e v e i 1 i g h e i d s f a c t o r t e n o p z i c h t e van de k a r a k t e r i s t i e k e waarden nk = 1 , 2 . b i j de meest w e n s e l i j k e v e i l i g h e i d s f a c t o r t e n o p z i c h t e van de k a r a k t e r i s t i e k e waarden nk = 1,5.

Voor een h o o f d w a t e r k e r i n g t e r l e n g t e van L (km) w o r d t de kans op s t a b i l i -

t e i t s v e r l i e s gevonden door bovenstaande waarden t e v e r m e n i g v u l i d g e n met 1OOO.L

30

-

D y s f u n c t i e - k a n s e n van een w a t e r k e r i n g o f weg ( i n d u c t i e f / d e d u c t i e f )

a l s

ge- v o l g van l e k k a g e o f e x p l o s i e van een k r u i s e n d e h o g e d r u k l e i d i n g .

(19)

- - R e s u l t a t e n van d i v e r s e kans-analyses ( i n d u c t i e v e - en d e d u c t i e v e methode) 1 e i d i ng- gedeel t e k r u i s i n - gen met w a t e r - s t a a t s - werken a a r d van h e t i n c i d e n t Per k r u i s e n d e l e i d i n g i n : h o o f d w a t e r k e r i n g : kans op d y s f u n c t i e boezemkade : I I I I I 1 b i n n e n w a t e r k e r i n g : I I I I I I weg : d a t e r s t a a t s w e r k : kans op " l o n g s p l i ti' I 1 e x p l o s i e I 1 I I I I l e k k a g e I1 1 1 I1

hoged ruk1 e i d i ngen

o l i e l e i d i n g e n

-5

0,5.10 p . j .

4.

i

,8.

4.

.~

0-5

p . j .

0-5

p . j . p . j .

4 . 1 0 ~ ~

p . j . g a s l e i d i n g e n

-5

1,2.10 p . j .

4,8.

1,7.

4,8.

0-5

p . j . - p . j .

0-5

p . j . 0 , 1 . 1 0 - 5 p . j . 0,8.iOe5 p . j . 4 , 1 0 - ~ p . j .

(20)

N

-5

0,3.10 / j a a r Recul t a t e n van d i v e r s e kans-analyses

1,2.10-5 p e r j a a r ( i n d u c t i e v e - en d e d u c t i e v e methode)

-5

0,9.10 / j a a r 1 e i d i ng- gedeel t e k r u i s i n - gen met w a t e r - s t a a t s - werken 4 , 8 . 1 0 - 5 p e r j a a r a a r d van h e t i n c i d e n t Per k r u i s e n d e l e i d i n a i n : h o o f d w a t e r k e r i n g : kans op d y s f u n c t i e boezemkade: I 1 I 1 I 1 ~~ h o g e d r u k l e i d i ngen o l i e l e i d i n g e n g a s l e i d i n g e n bestaand (vóór 1965 g e l e g d ) 0,s.

4.

p e r j a a r p e r j a a r II ~~ met damwand- c o n s t r u c t i e s idem , 1 , h . i

jaai ai

Q ID -U O (D Q 3 O

-.

d

-.

::

Q (D O u Q (D Q < v) -h EI 3 o rt (D I 7. ni 3 v) (D 3 < ni 3 (D (D S 3- O O -h Q

-.

2

rr (D 7 7. 0 1 3 D O

-.

-h I ci (D 1 (D n K o (D (D 3 Q (D 1

-.

3 C O (D Q C a, I3 Q 4

3

2

3 Q o O 3 UI rt 7 r o rt (D v)

-.

h N O ni v) < O O 7 a (D v) o 3 1 0 C (D 3 d

-.

2 C

z

O m -U c -U I- m U z G> o O U m O -U O m u -c v) -rl c z o -I rn 7 v) rn z < D z

z

-

z

7

rn A v) -I D D -I v,

m

A 7ï m z - t l u m z m 0 c o rn P z u m m

-

z

5

O m O C

>

z u m W rn A m 7ï m z z G> v, m z o O z v, 4 A c o -I rn

<

O O A v) o I ;o 1 z

-

;;I

(21)

Opmerkingen n a a r a a n l e i d i n g van de t a b e l : 1 . h e t n u t t i g e f f e c t van damwandconstructies b l i j k t u i t de f a c t o r t u s s e n de d y s f u n c t i e - k a n s b i j "bestaande"- r e s p e c t i e v e 1 i j k "nieuwe" l e i d i n g k r u i - s ingen: h o o f d w a t e r k e r i n g e n boezemkaden o1 i e l e i d i n g e n f a c t o r

-

2

-

f a c t o r

-

4

f a c t o r

-

3,5

gas1 e i d i ngen 2. g a s l e i d i n g e n b l i j k e n - v o l g e n s v e r w a c h t i n g - g e v a a r l i j k e r t e z i j n v o o r k r u i s e n d e w a t e r s t a a t s w e r k e n dan o l i e l e i d i n g e n . De kans op d y s f u n c t i e i s v o o r h o o f d w a t e r k e r i n g e n 2,5 à

4

maal zo hoog a l s b i j o l i e l e i d i n g e n , v o o r

boezemkaden 1,2 3

1,5

maal ( v o o r wegen 1,2 maal; v o o r b i n n e n w a t e r k e r i n -

gen z i j n de kansen nagenoeg g e l i j k . Z i e t a b e l sub E ) .

3.

Gezien de a f w e z i g h e i d van e n i g n u t ( f a c t o r

-

1 ) van een damwandscherm

b i j k r u i s i n g e n van g a s l e i d i n g e n met h o o f d w a t e r k e r i n g e n en d a a r b i j de kans o p m e t a l l i s c h c o n t a c t b i j g r o t e z e t t i n g e n , moet deze v o o r z i e n i n g worden o n t r a d e n .

-

De reducerende i n v l o e d van b e r e k e n i n g s v o o r s c h r i f t e n en damwandconstruc-

(22)

-9 kans op d y s f u n c t i e w a t e r s t a a t s w e r k kans op lekkage wat e r s t a a t swe r k kans op e x p l o s i e w a t e r s t a a t s w e r k kans o p “ l o n g s p l i t ” 3 , 8 . i û - 5 p e r j a a r 4 . i û - 5 p e r j a a r D y s f u n c t ie-kansen

11

h o g e d r u k l e i d i n g e n g a s l e i d i n g e n 01 i e l e i d i n g e n

“nieuw“: na 1965 g e l e g d onder P i j p l e i d i n g c o d e “bestaand” ”nieuw”: na 1965 g e l e g d onder P i j p l e i d i n g c o d e v o l l e d i g e berek. ( r e l a t i e v e s t e r k - t e ) + schadefac- t o r 0,75. Damw. p e r k r u i s e n d e l e i d i n g k e n i n g geen dam- v o l l e d i g e b e r e k . ( a b s o l u t e s t e r k - t e ) damwanden m v o l l e d i g e bere- k e n i n g geen dam- danden i , 2 . 1 0 - ~ p e r j a a r 4,6.iû-5 per j a a r v o l l e d i g e berek. ( a b s o l u t e s t e r k - t e ) damwanden I,I.IO-~ p e r j a a r v o l l e d i g e berek. ( r e l a t i e v e s t e r k - t e ) damwanden I , I . I O - ~ p e r j a a r

Irnden

t o r 0,75. Damw. h o o f d w a t e r k e r i n g /10,5.10-~ per j a a r kans op d y s f u n c t i e 1,1.10-5 p e r j a a r 0,2.10-5 p e r j a a r I 1,3.10-5 p e r j a a r 1 1,3.10-5 p e r j a a r boezemkade )13,8.iû-5 per j a a r

kans op d y s f u n c t i e û,6.iû-5 p e r j a a r ~~ 1,3.1C1-~ p e r j a a r b i n n e n w a t e r k e r i n q I l i , 7 . 1 0 ” p e r j a a r kans op d y s f u n c t i e 1,2.10-5 p e r j a a r (geen damwanden) 1 , 2 . 1 0 - ~ p e r j a a r ( i , i . i ~ - ~ p e r j a a r ) (geen damwanden) n i e t van toepassing

i ,7.iû-’ p e r j a a r i , 5 . i û - 5 p e r j a a r ( l , S . i ~ l - ~ p e r j a a r ) (geen damwanden)

I

n i e t van t o e p a s s i n g 1 ,5.iû-’ p e r j a a r

(geen damwanden)

2,6.iû-5 p e r j a a r (2,4.iû-5 p e r j a a r ) (geen damwanden) n i e t van t o e p a s s i n g

b , 6 . i û - 5 p e r j a a r 4.1û-5 p e r j a a r (geen damwanden)

4 . 1 0 - ~ p e r j a a r (4.iû-5 p e r j a a r ) (geen damwanden) n i e t van t o e p a s s i n g 2,8.10-5 p e r j a a r

(geen damwanden)

2,8.11l-~ p e r j a a r 2,6.10m5 p e r j a a r 2,4.10-5 p e r j a a r

I

4.iû-5 per j a a r 3,2.i0-5 p e r j a a r

3,8.10-’ p e r j a a r û , 8 . i û - 5 p e r j a a r û , 8 . i û - 5 p e r j a a r û , 8 . i û - 5 p e r j a a r

0 , i . i 0 - 5 p e r j a a r

(23)

h

I

L U U a,

n

* - L u) 'O 7 X Y t C U Y I a, U C 3 Lc Y, x

v1

.-

c U o n v o l l e d i g e b e r e k . v o l l e d i g e b e r e k . v o l l e d i g e b e r e k . ( u n r e s t r a in e d ( a b s o l u t e s t e r k - ( r e l . s t e r k t e )

l o a d s ) geen dam- t e ) damwanden damwanden

wanden L *i

4

3

2

1 O

v o l l e d i g e b e r e k . ( r e l . s t e r k t e )

+

s c h a d e f a c t o r O

,75

damwanden E f f e c t i v i t e i t en e f f i c i ë n t i e van de P i j p l e i d i n g c o d e . Voorgaande t a b e l i s v o o r wat de d y s f u n c t i e - k a n s e n b e t r e f t , i n h e t h i e r n a v o l g e n d e g r a f i s c h weergegeven. n O -

..

- 0 h o o f dwa t e r k e

r

i ng boezemkade b i n n e n w a t e r k e r i n g weg

(24)

d y s f u n c t i e - k a n s - r e d u c t i e f a c t o r e n ( i n c l . damwanden). o l i e l e i d i n g e n v o l l . b e r . v o l l . b e r . ( r e l . ( r e l a t i e v e s t e r k t e )

+

scha- s t e r k t e ) d e f a c t o r

0,75

0,40 O ,40 0,16 0 , 1 3 w a t e r s t a a t s - werk

gas 1 e i,d i ngen

v o l l . b e r . v o l l . b e r . ( a b s o l u t e ( r e l a t i e v e s t e r k t e ) s t e r k t e ) 0,91 0,91 0,28 0,28 h o o f d w a t e r - k e r i n g O

,68

boezemkade b i nnenwater- k e r

i

ng 0,87 0,87 v o l 1. b e r . ( a b s o l u t e s t e r k t e ) 0 , 4 0 0,16 0,74 v o l l . b e r . ( r e l . s t e r k t e )

+

scha- d e f a c t o r

0,75

0,91 O ,28

-

(25)

Opmerkingen naar a a n l e i d i n g van de g r a f i e k en de t a b e l .

1. t e n a a n z i e n van g a s l e i d i n g e n b l i j k t , d a t zwaardere b e r e k e n i n g s e i s e n dan

" a b s o l u t e s t e r k t e " geen v e r d e r e v e r m i n d e r i n g van de d y s f u n c t i e - k a n s e n o p l e v e r e n . Het s t e l l e n van d e r g e l i j k e e i s e n l i j k t dan ook z i n l o o s . Het b e r e i k t e e f f e c t met " a b s o l u t e s t e r k t e " i s -behoudens b i j boezemkade

(0,28)- t e l e u r s t e l l e n d (ongeveer 10% r e d u c t i e ) .

2. t e n a a n z i e n van o1 i e l e i d i n g e n b l i j k t een z e e r g r o t e r e d u c t i e ( 0 , 1 6 ) v o o r

boezemkaden en een rede1 i j k e v o o r h o o f d w a t e r k e r ingen ( O

,4)

t e worden

b e r e i k t . Het b e r e i k t e e f f e c t b i j b i n n e n w a t e r k e r i n g e n en wegen i s w e l i s -

waar g r o t e r dan b i j g a s l e i d i n g e n , doch houdt n i e t o v e r (ongeveer 30%

r e d u c t i e ) . Alhoewel b i j 01 i e l e i d i n g e n n i e t g e s t e l d kan worden, d a t

zwaardere e i s e n dan " a b s o l u t e s t e r k t e " geen e f f e c t s o r t e r e n - a l t h a n s

voor z o v e r h e t boezemkaden en wegen b e t r e f t - , i s de toegevoegde r e d u c t i e

dermate g e r i n g ( i n de o r d e van

5 % ) ,

d a t ook h i e r h e t s t e l l e n van derge-

l i j k e e i s e n w e i n i g z i n v o l i s .

de ( b e 1 e i d s ) c o n c l u s i e d r i n g t z i c h op, om i n den v e r v o l g e genoegen t e nemen met een v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g op b a s i s van " a b s o l u t e s t e r k - t e " en a f t e z i e n van " r e l a t i e v e s t e r k t e ' ' (onder voorwaarde van een eminente c o n t r ô l e van de d r u k b e g r e n z i n g s - E a u t o m a t i s c h e u i t s c h a k e l a p - p a r a t u u r ) en de t o e p a s s i n g van s c h a d e f a c t o r e n .

3 .

Resumé:

R e d u c t i e van de d y s f u n c t i e - k a n s e n van w a t e r s t a a t s w e r k e n door t o e p a s s i n g van

de P i j p l e i d i n g c o d e

1972/1974.

Resumé:

R e d u c t i e van de d y s f u n c t i e - k a n s e n van w a t e r s t a a t s w e r k e n door t o e p a s s i n g van

de P i j p l e i d i n g c o d e

1972/1974.

a

= r e d u c t i e f a c t o r a l s g e v o l g van de e i s van een v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g ( a b s o l u t e s t e r k t e ) .

B

= r e d u c t i e f a c t o r a l s g e v o l g van de e i s van t o e p a s s i n g van damwanden.

(26)

w a t e r s t a a t s w e r k 01 i e l e i d i n g e n gas 1 e i d i ngen I I I I I 1 I I I 1 I I II I I

I

l

a

l

f3

Y

a

B

Y

I

h o o f d w a t e r k e r i n g

)I

0,80

I

0,50

I

0,40

11

0,91

I

1

,O0

I

0,91

I

b i n n e n w a t e r k e r i n g weg I 1 I I I 1 I 1 I 11 I I I I I I I 0,70

-

0,70

0,88

-

O,88

0,74

-

0,74

0,87

-

0,87

Opmerkingen:

-

de e i s van een v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g h e e f t geen n u t t i g e f f e c t b i j k r u i s i n g van een boezemkade d o o r een g a s l e i d i n g .

de e i s van t o e p a s s i n g van damwanden h e e f t geen n u t t i g e f f e c t b i j k r u i - s i n g van een h o o f d w a t e r k e r i n g door een g a s l e i d i n g .

damwanden z i j n i n h e t algemeen e f f e c t i e v e r dan een v o l l e d i g e s t e r k t e b e - r e k e n i ng

.

de P i j p i e i d i n g c o d e h e e f t h e t g r o o t s t e n u t t i g e f f e c t b i j de k w e t s b a a r s t e w a t e r s t a a t s w e r k e n (boezemkaden)

.

-

G. DE STERKTEBEREKENING VAN K R U I S I N G E N .

-

De gangbare p r a k t i j k i n h e t b u i t e n l a n d (West-Europa en de U . S . A . ) i m p l i - c e e r t v o o r k r u i s i n g e n m e t w a t e r s t a a t s w e r k e n een zogenaamde o n v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g , d a t w i l zeggen a l l e e n d i r e c t e b e l a s t i n g e n ( u n r e s t r a i -

ned l o a d s " ) worden v e r d i s c o n t e e r d , z o a l s inwendige d r u k en g r o n d - E

v e r k e e r s b e l a s t i n g ,

De zogenaamde " r e s t r a i n e d l o a d s " z i j n d o o r opgedrongen v e r v o r m i n g e n ge- i n d u c e e r d e b e l a s t i n g e n . Z e t t i n g e n en e x p a n s i e d o o r d r u k en t e m p e r a t u u r z i j n d e r g e l i j k e v e r v o r m i n g e n ; deze worden b i j de o n v o l l e d i g e s t e r t e b e -

r e k e n i n g n i e t b e t r o k k e n .

I n d i e n de t a n g e n t i ë l e . , g e c o m b i n e e r d e spanning maatgevend i s ( i n de meeste g e v a l l e n i s d i t z o ) w o r d t b i j een o n v o l l e d i g e b e r e k e n i n g ca. 8 0 % van de t o t a l e spanning i n g e c a l c u l e e r d en i s de f o u t , d i e men maakt t e n o p z i c h t e van de v o l l e d i g e b e r e k e n i n g , b e p e r k t . De f o u t , d i e r e s u l t e e r t i n de dys- f u n c t i e - k a n s i s t e v i n d e n u i t de a-waarden ( z i e sub F ) . De g r o o t s t e a f w i j k i n g w o r d t b e r e i k t b i j k r u i s i n g van een o l i e l e i d i n g met een boezem-

kade:a =

0,64.

Dat w i l zeggen d a t d o o r o n v o l l e d i g t e rekenen l i c h t e r

w o r d t g e c o n s t r u e e r d ( w a n d d i k t e van de l e i d i n g ) en d a t d a a r d o o r de

(27)

1 1

a

0,64

d y s f u n c t i e - k a n s

-

= - = 1 56x hoger i s dan h e t geval zou z i j n b i j een

v o l l e d i g e berekening. A l s men tevens a f z i e t van de t o e p a s s i n g van dam-

wanden worden de o o r s p r o n k e l i j k e d y s f u n c t i e - k a n s e n sub E g e l d i g .

i n d i e n men deze kansen i n een gegeven geval acceptabel v i n d t , zou men kunnen denken t e kunnen v o l s t a a n met een o n v o l l e d i g e berekening, ware h e t n i e t d a t i n sommige g e v a l l e n de a x i a l e gecombineerde spanning maat-

gevend i s . I n een d e r g e l i j k e s i t u a t i e wordt met een o n v o l l e d i g e bereke-

n i n g s l e c h t s ca. 30% van de t o t a l e spanning "gevangen" en i s de f o u t ,

d i e men maakt t e n o p z i c h t e van de v o l l e d i g e berekening zeer g r o o t ! Deze f o u t w e r k t dan ook i n de d y s f u n c t i e - k a n s door met een f a c t o r i n de

o r d e van 50. Dat w i l zeggen men c o n s t r u e e r t veel t e l i c h t en c r e ë e r t

een d y s f u n c t i e - k a n s , d i e ca.

-

50x hoger i s dan h e t geval zou z i j n b i j een

v o l l e d i g e berekening met navenant g r o t e r e wanddikte van de l e i d i n g . Alhoewel de a x i a a l maatgevende spanningstoestand v o o r a l o p t r e e d t b i j k l e i n e r e diameters i n d i j k k r u i s i n g e n ( p o r t a a l w e r k i n g )

,

b i j g r o t e r e

diameters i n wegkruisingen met g r o t e z e t t i n g e n en voor a l l e diameters en k r u i s i n g e n b i j verwarmde o l i e (crude, s t o o k o l i e ) , i s deze n i e t t e voor- spel l e n .

A l l e e n een v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g kan i n dezen u i t s l u i t s e l geven.

A f z i e n van een d e r g e l i j k e berekening i s d e r h a l v e n i e t verantwoord! D i t

g e l d t ook b i j aanpassing van l'bestaandel' l e i d i n g e n (gelegd vóór

1965).

L

-

Daar s t a a t tegenover d a t de toepassing van " r e l a t i e v e s t e r k t e " en

schadefactoren achterwege kan b l i j v e n , daar deze geen o f een t e verwaar- l o z e n e f f e c t s o r t e r e n . De e n i g e b e l n v l o e d b a r e lekkage-oorzaken, Ilonvol- doende s t e r k t e " en ' k o r r o s i e " , z i j n door de e i s van een v o l l e d i g e bere- k e n i n g n a m e l i j k reeds geheel r e s p e c t i e v e l i j k nagenoeg g e ë l i m i n e e r d . " R e l a t i e v e s t e r k t e " b l i j f t w e l z i n v o l , i n d i e n geen adequate c o n t r ô l e

wordt o f kan worden u i t g e o e f e n d op de b l i j v e n d e goede w e r k i n g van d r u k -

begrenzingsappatuur en automatische u i t s c h a k e l i n r i c h t i n g e n .

-

Gezien h e t b l i j v e n d belang van een v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g , d i e n t

i e d e r e v e r f i j n i n g , d i e de v e i 1 i g h e i d b e v o r d e r t ( d a t w i 1 zeggen hogere

spanningen doet berekenen)

,

t e worden g e s t i m u l e e r d . H i e r b i j v a l t t e

denken aan 2e o r d e e f f e c t e n , welke de a x i a l e spanningen verhogen, z o a l s "Sei 1 werking" ( t r e k v e r s p a n n i n g ) en "prog ress i e " (drukverspann i n g )

.

t e i t s l e e r conform de ( v o o r l o p i g e ) v o o r s t e l l e n van TNO-IBBC -tegen de

verwachting i n - n a u w e l i j k s t o t l i c h t e r e c o n s t r u c t i e s z a l l e i d e n dan met

(28)

de e l a s t i c i t e i t s l e e r worden ontworpen op b a s i s van de P i j p l e i d i n g c o d e . De v e r k l a r i n g van d i t op h e t e e r s t e g e z i c h t vreemde r e s u l t a a t d i e n t t e worden g e z o c h t i n h e t f e i t , d a t de P i j p l e i d i n g c o d e v o o r z i e t i n een e l a s t i s c h e r e k e n w i j z e v o o r de t o e s t a n d onder d r u k .

Voor deze t o e s t a n d (de b e d r i j f s t o e s t a n d : u i t een oogpunt van lekkage, e r o s i e en e x p l o s i e maatgevend) d i e n e n a l l e spanningen t e worden ge- superponeerd en v e r v o l g e n s g e t o e t s t aan hoge v e i l i g h e d e n . Voor de d r u k - l o z e t o e s t a n d w o r d t b i j k r u i s i n g e n een 2-voudige v e i l i g h e i d t e g e n p l o o i en k n i k g e ë i s t , w e l k e e i s i n de p r a k t i j k ( b i j k r u i s i n g e n ) z e l d e n maatgevend i s .

B i j v e l d l e i d i n g e n met o n g u n s t i g e r

-

D-verhoudingen dan i n k r u i s i n g e n i s

t

de e i s van s t a b i l i t e i t ( p l o o i t e n g e v o l g e van i m p l o s i e b i j vacuüm) w e l

van belang. Een s t e r k t e - e i s v o o r p = o w o r d t i n de code noch v o o r k r u i -

s i n g e n noch v o o r v e l d l e i d i n g e n g e s t e l d , alhoewel de p r a k t i j k van h e t COW de l a a t s t e j a r e n ook een p = o b e r e k e n i n g v o o r k r u i s i n g e n i n h i e l d , w e l k e v o o r a l b i j k l e i n e r e d i a m e t e r s weleens maatgevend was.

Voor v e l d l e i d i n g e n z a l de p = o b e r e k e n i n g meestal k r i t i s c h z i j n .

De v o o r d e l e n van de d r u k l o z e p l a s t i s c h e b e r e k e n i n g (maatgevend) t e n o p z i c h t e van de e l a s t i s c h e b e r e k e n i n g onder d r u k , z o a l s h e t w e g v a l l e n van de r i n g s p a n n i n g en de 1,5x hogere t o e l a a t b a r e spanning, worden k e n n e l i j k g r o t e n d e e l s gecompenseerd door h e t nadeel van h e t w e g v a l l e n van h e t " r e r o u n d i n g e f f e c t " van de inwendige d r u k .

<

H. REDUCTIE VAN DE LEKKAGE-KANS VAN VELDLEIDINGEN DOOR TOEPASSING VAN

DE

P I JPLE I D INGCODE (OL I ELE I DINGEN)

.

I n h y d r o l o g i s c h kwetsbare g e b i e d e n w o r d t een v o l l e d i g e s t e r k t e b e r e k e n i n g ( a b s o l u t e s t e r k t e ) met een nader v a s t t e s t e l l e n s c h a d e f a c t o r voorgeschreven v o o r o l i e l e i d i n g e n .

B i j een s c h a d e f a c t o r van

0,75

d a a l t de lekkage-kans van 0,8.10 0,6.10 0,5.10-6/j.m

.

De h i e r v o o r benodigde s c h a d e f a c t o r b e d r a a g t 0,6.

-6

ì / j . m n a a r

-6

p e r j a a r p e r m1 l e i d i n g . De maximaal h a a l b a r e r e d u c t i e i s t o t 1

I . D I V E R S E ANDERE RESULTATEN VAN DE ONDERHAVIGE VERKENNING.

1 . W i j z e van a l a r m e r i n g (West-Europa).

O l i e l e i d i n g e n

1966-1975:

(29)

-

geconstateerd en gemeld door derden h i e r v a n :

-

geconstateerd door perconeel/apparatuur p i j p l e i d i n g m i j . : 41

: 51

I

92.

armeringsprocedure voor meldingen H i e r u i t b l i j k t h e t belang van een goede a

van derden.

Opmerking: i n

17

g e v a l l e n

( 1 / 3 )

was de me

p i j p l e i d i n g !

der tevens beschadiger van de

2. C o r r o s i e (U.S.A.).

Deze lekkage-oorzaak i s b e l a n g r i j k : 15% ( g a s l e i d i n g e n ) - 3 5 % (o1 i e l e i d i n g e n )

van de i n c i d e n t e n wordt door c o r r o s i e v e r o o r z a a k t , waarvan

85%

door e x t e r n e

c o r r o s i e . Door toepassing van een v o l l e d i g e berekening voor k r u i s i n g e n en

v e l d l e i d i n g e n voor de l a a t s t e c a t e g o r i e bovendien een s c h a d e f a c t o r van

0,6

i s

deze lekkage-bron nagenoeg geheel op t e h e f f e n , doordat deze e i s e n r e s u l t e r e n

i n wandd i k t e - toes 1 agen ( 1 ees r o e s t - toes 1 ag)

.

Gasleidingen

1970-1975

(U.S.A.):

-

h e t b l i j k t , d a t - g e c o r r i g e e r d op l e n g t e van voorkomen- h e t a a n t a l i n -

c i d e n t e n zonder b e k l e d i n g r e s p e c t i e v e l i j k k a t h o d i s c h e bescherming

5

à

4

maal hoger l i g t dan b i j aanwezigheid van deze v o o r z i e n i n g e n , welke op grond h i e r v a n geen nadere aanbeveling behoeven.

-

h e t b l i j k t , d a t ca.

85%

van de Amerikaanse g a s l e i d i n g e n k a t h o d i s c h i s

beschermd en d a t een z e l f d e percentage i s bekleed.

-

de kans op lekkage door i n t e r n e c o r r o s i e i s ongeveer

op e x t e r n e c o r r o s i e zonder b e k l e d i n g o f K.B.

-

r u i m

3/4

van de c o r r o s i e - i n c i d e n t e n b e t r o f p u t c o r r o s

-

r u i m

3/4

van de c o r r o s i e - i n c i d e n t e n werd v e r o o r z a a k t w e r k i n g (longe range c o r r o s i o n ) . g e l i j k aan de kans e. door g a l v a n i s c h e

-

_{z o a l s verwacht b l i j k t}_de _{k w a l i t e i t van de b e k l e d i n g b e t e r naar mate de}

werkomstandigheden b e t e r z i j n : t e v e l d e

<

w e r k p l a a t s

<

f a b r i e k .

-

de b e l a n g r i j k s t e oorzaak wordt gevormd door "onvoldoende r e s i s t e n t i e " .

De keuze van h e t b e k l e d i n g s m a t e r i a a l d i e n t d e r h a l v e voor een b e l a n g r i j k

deel t e worden gebaseerd op h e t gedrag op langere t e r m i j n , d a t w i l

zeggen duurzaamheid.

de c a t e g o r i e ë n "beschadiging" en "gebrekkige verwerking" z i j n daarna van belang. Afgezien van beschadiging door derden gaat h e t h i e r om "onzorg- v u l d i g e u i t v o e r i n g " . Goed t o e z i c h t v e r d i e n t aanbeveling. I n f e i t e dienen deze i n c i d e n t e n t e worden gerekend t o t de c a t e g o r i e " u i t v o e r i n g s f o u t e n "