Wie der Zustand von Wasserleitungen erkannt und bewertet wird

Görlitz, 1. Februar 2019. Wenn der Görlitzer Anzeiger über Straßenbaustellen in Görlitz berichtet, ist als Grund oft "Aufgrabung wegen Trinkwasser" zu lesen. Wird ein Haus neu angeschlossen, ist die Sache klar. Wie aber verhält es sich mit dem Leitungsbestand: Wartet man auf einen Leckschaden, wechselt man nach gewisser Zeit eine Leitung vorsorglich aus oder gibt es hochmoderne Möglichkeiten, den Zustand der Druckleitungen zu überprüfen, ohne sie außer Betrieb zu nehmen? Der Görlitzer Anzeiger gibt einen Einblick in das Management von Wasserleitungen. Das Verständnis für die Wartung solcher Versorgungssysteme sollte die Akzeptanz von Baustellen zur Trinkwasserversorgung, wenn diese wieder einmal zu einer Verkehrsbehinderung führen, verbessern.
Abbildung oben: Die Druckwasserleitungen von Pumpspeicherkraftwerken sind teils über Tage, so wie beispielsweise beim Pumpspeicherkraftwerk Niederwartha in Dresden, oder unter Tage, wie beim Kavernenkraftwerk Markersbach im Erzgebirge, verlegt

Das Internet der Dinge (IoT) zieht in die Überwachung von Rohrleistungsnetzen ein

Trinkwasser ist mit Sicherheit eine der wichtigsten Ressourcen für das Leben und wird in Deutschland entsprechend behandelt: Was hierzulande aus dem heimischen Wasserhahn fließt, zählt zu den bestüberwachten und sichersten Lebensmitteln überhaupt. Grundlage dafür ist es, den wachsenden Herausforderungen bei der Trinkwasseraufbereitung – man denke nur an die Verunreinigung mit sogenannten anthropogenen Spurenstoffen wie beispielsweise ausgeschiedenen Arzneimitteln, Waschmittelrückständen und Tensiden aus Reinigungsmitten, die über den Wasserkreislauf wieder in die Nahrung gelangen können – gerecht zu werden.

Doch auch beim Transport des Wassers in den Rohrleitungen des Wasserverteilungssystems bis hin zu den Zapfstellen kommt Hightech zum Einsatz, um die Qualität und die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Zum Ressourcenmanagement gehört die Zustandsbewertung von Wasserleitungen sowohl unter als auch über Tage – ein komplizierter Prozess, zu dem auch Leckortungen (Stichwort Straßenbaustelle) gehören, um Verluste dieser lebensnotwendige Ressource zu vermeiden. In welchen Schritten gehen Unternehmen, die sich auf diese Leistungen spezialisiert haben, vor?

Vier Phasen zur Leckortung und Zustandsbewertung von Versorgungs- und Hauptleitungen

Bei dieser systematischen Vorgehensweise werden ausgehend vom Ist-Zustand mit Hilfe von Inspektionen Daten gewonnen, die eine Zustandsbewertung von Rohrleitungen zulassen. Damit wird eine fundierte Entscheidungsgrundlage geschaffen, ob Instandhaltungsmaßnahmen oder Reparaturen nötig sind oder vielleicht ein Austausch die wirtschaftlichste Option ist.

Schritt 1:
Überprüfen der System-, Betriebs- und Umweltdaten

Der Bewertungsprozess beginnt damit, alle relevanten Informationen über das Objekt – hier die Wasserleitung oder ein ganzes Leistungsnetz – zusammenzustellen und diese auf ihre Richtigkeit zu überprüfen. Grundlage dafür sind Dokumenten wie

• Konstruktionsinformationen, Spezifikationen und Gebäudepläne,
• Berichte zur Grundwasser- und Bodenanalyse,
• Wartungs- und Reparaturdaten,
• Betriebsdaten wie beispielsweise Druckverhältnisse und Protokolle des Ventilbetriebs,
• Fehlerprotokolle und
• die Ergebnisse früherer Inspektionen.

Des Weiteren sollte dieser Schritt nicht nur das Studium der schriftlichen Unterlagen umfassen, sondern es sollte auch Zeit dafür eingeplant werden, um mit Erfahrungsträgern aus dem Anlagenbetrieb und der Anlagenwartung zu sprechen, sie können bei der Lösung von Problemen von unschätzbarem Wert sein. Mit den zusammengetragenen und überprüften Daten der Rohrleitung oder einer ganzen Rohrleitungsanlage sollten diejenigen, die die Bewertung durchführen, eine gute Abeitsgrundlage haben, auf der sie eine vorläufige Zustandsbeschreibung der Anlage vornehmen können. Erst diese Zustandsbeschreibung erlaubt es, nachfolgende Arbeiten zu priorisieren, also nach Wichtigkeit und Dringlichkeit einzuordnen.

Schritt 2:
Durchführung einer Risikoanalyse mittels Auswirkungsbetrachtung und Eintrittswahrscheinlichkeit

In dieser Phase werden der wahrscheinliche Zeitpunkt für den Eintritt eines Schadensereignisses (Ausfallwahrscheinlichkeit) sowie der Auswirkungen (Ausfallfolge) in Ansatz gebracht. Davon hängen die weiteren Entscheidungen ganz wesentlich ab, vor allem fließen diese Betrachtungen in den zu gegebenenfalls zu erstellenden Zeitplan für den Ersatz verschlissener Anlagenteile oder in die Terminisierung künftiger Inspektionen ein.

Grundsätzlich gilt: Wenn die Folgen eines Ausfalls (potentielle Auswirkungen) am oberen Ende des Spektrums des möglichen Schadens liegen, ist es dringend erforderlich, die Eintrittswahrscheinlichkeit eines solchen Ausfalls zu ermitteln; falls aber die Konsequenzen eines Ausfalls nur minimal sind, ist der Auwand für die Ermittlung der Ausfallwahrscheinlichkeit weniger dringend. Einfach ausgedrückt: Schritt 2 kann prägnanter als "Priorisierungsphase" bezeichnet werden.

Schritt 3:
Physische Überprüfung der Vermögenswerte

Sobald die historischen und operativen Daten bekannt sind und Prioritäten zugewiesen wurden, kann die physische Überprüfung der Rohrleistung oder des Leitungssystems beginnen. Bei der Inspektion bei müssen sich die Aisführenden gewöhnlich auf mehrer Technologien beziehungsweise Vorgehensweisen stützen, weil sich regelmäßig ein Großteil des Systems entweder unterirdisch oder in Bereichen befindet, die nicht zugänglich sind.

Bei Inspektionen besteht die Gefahr der Vereinfachung, wenn über sie nur anhand der entstehenden Kosten entschieden wird. Deutlich wird das, wenn man die beiden grundlegenden Vorgehensweisen vergleicht: Werden Rohrleitungen von innen inspiziert, können Daten über das gesamte System gesammelt werden, was jedoch finanziell untragbar werden und für den Betrieb störend sein kann. Äußerliche Inspektionen sind deutlich billiger, liefern aber nur einen Bruchteil der Informationen. Es hängt also davon ab, mit welchen Ziel die Zustandsbewertung durchgeführt wird, auf welche Art und mit welchem Kostenaufwand inspiziert wird. Leiten lassen muss man sich davon, welche Daten tatsächlich erforderlich sind, um eine fundierte Entscheidung zu fällen.

Hinzu kommt: Ein Informationserfassungsprozess kann niemals perfekt sein, es wird immer Fehlerabweichungen und Informationslücken in den Daten geben. Deshalb ist es wichtig, sich zusätzlich auf die Erfahrungen und das Urteilsvermögen qualifizierter Ingenieure zu stützen.

Schritt 4:
Der Gebrauch bzw. der Nutzen der Zustandsbewertung

Dieser Schritt geht auf die Verwaltung des Anlagevermögens, im konkreten Fall von Rohrleitungen, zurück. Ziel ist es hier, den kosteneffektivsten Weg zum gewünschten Ergebnis zu ermitteln. Als Voraussetzung werden Zustandsbewertungen durchgeführt, die eine Qualifizierung und Quantifizierung der Lebensdauer und Wertentwicklung eines Vermögenswerts darstellen. Ohne solche Zustandsbewertungen gäbe es nur eine Liste des Anlagevermögens ohne Aussagen über dessen Zustand und Wert – ein Szenario, in dem es unverantwortlich und vielleicht sogar gefährlich wäre, Aufwand für die Reparatur technischer Einrichtungen zu unterlassen; ebenso könnten sich Reparaturen als unwirtschaftlich erweisen.

Zum Erhalt und Ausbau der Infrastruktur ist das Management von Wasserleitungen unverzichtbar

Viele deutsche Wasserversorger und Städte leiden unter einem alternden Wasserverteilnetz. Oft in der Nachkriegszeit installiert, nähert sich die Nutzungsdauer ihrem Ende. Kleine Lecks werden teuer, noch bevor sie überhaupt entdeckt werden. Dem entgegen bietet bereits heute das Internet of Things (IoT) Möglichkeiten, gesamte Versorgungsnetze zu überwachen. Einer der Technologieführer für die Wasserleckortung, zugleich spezialisiert auf die Bewertung von Wasserpipelines, stellt auf Echologics weitere Informationen bereit.