Het gebruik van aardgas, waarvan methaan het belangrijkste bestanddeel is, neemt wereldwijd toe. Het heeft ook vele industriële toepassingen, zoals de vervaardiging van chemicaliën als ammoniak, methanol, butaan, ethaan, propaan en azijnzuur; het is ook een ingrediënt in uiteenlopende producten als kunstmest, antivriesmiddel, kunststoffen, geneesmiddelen en stoffen.

Aardgas wordt op verschillende manieren vervoerd: via pijpleidingen in gasvormige vorm; als vloeibaar aardgas (LNG) of gecomprimeerd aardgas (CNG). LNG is de normale methode voor het vervoer van het gas over zeer lange afstanden, zoals over oceanen, terwijl CNG gewoonlijk over korte afstanden wordt vervoerd door tankwagens. Voor het vervoer over lange afstanden over land (en soms offshore), zoals tussen Rusland en Midden-Europa, wordt de voorkeur gegeven aan pijpleidingen. Lokale distributiebedrijven leveren ook aardgas aan commerciële en huishoudelijke gebruikers via nutsnetwerken binnen landen, regio's en gemeenten.

Regelmatig onderhoud van gasdistributiesystemen is van essentieel belang. Het opsporen en verhelpen van gaslekken maakt ook een integrerend deel uit van elk onderhoudsprogramma, maar is in veel stedelijke en industriële omgevingen een notoir moeilijke zaak, omdat de gasleidingen zich ondergronds, boven het hoofd, in plafonds, achter muren en schotten of op anderszins ontoegankelijke plaatsen zoals afgesloten gebouwen kunnen bevinden. Tot voor kort konden vermeende lekken uit deze pijpleidingen ertoe leiden dat hele gebieden werden afgezet totdat de plaats van het lek was gevonden.

Juist omdat conventionele gasdetectoren - zoals die welke gebruik maken van katalytische verbranding, vlamionisatie of halfgeleidertechnologie - niet in staat zijn tot gasdetectie op afstand en dus geen gaslekken kunnen opsporen in moeilijk toegankelijke pijpleidingen, is er de laatste tijd veel onderzoek verricht naar manieren om methaangas op afstand op te sporen.

Detectie op afstand

Er komen nu geavanceerde technologieën beschikbaar die het mogelijk maken lekken op afstand op te sporen en te identificeren met een uiterste precisie. Met de hand bediende apparaten kunnen nu bijvoorbeeld methaan detecteren op afstanden tot 100 meter, terwijl aan vliegtuigen gemonteerde systemen lekken op een halve kilometer afstand kunnen identificeren. Deze nieuwe technologieën veranderen de manier waarop aardgaslekken worden opgespoord en aangepakt.

Voor teledetectie wordt gebruik gemaakt van infrarode laserabsorptiespectroscopie. Omdat methaan een specifieke golflengte van infrarood licht absorbeert, zenden deze instrumenten infraroodlasers uit. De laserstraal wordt gericht op de plaats waar het lek vermoed wordt, zoals een gaspijp of een plafond. Omdat een deel van het licht door het methaan wordt geabsorbeerd, geeft het terugontvangen licht een meting van de absorptie door het gas. Een nuttige eigenschap van deze systemen is het feit dat de laserstraal door transparante oppervlakken zoals glas of plexiglas kan dringen, zodat het mogelijk kan zijn een afgesloten ruimte te testen alvorens die te betreden. De detectoren meten de gemiddelde dichtheid van het methaangas tussen de detector en het doel. De aflezingen op de handhelds worden gegeven in ppm-m (een product van de concentratie van de methaanwolk (ppm) en de weglengte (m)). Op deze manier kunnen methaanlekken snel worden bevestigd door bijvoorbeeld een laserstraal te richten op het vermoede lek of langs een onderzoekslijn.

Een belangrijk verschil tussen de nieuwe technologie en conventionele methaansensoren is dat de nieuwe systemen de gemiddelde methaanconcentratie meten, in plaats van methaan op één punt te detecteren - dit geeft een nauwkeuriger indicatie van de ernst van het lek.

Toepassingen voor hand-held apparaten zijn onder meer:

• Onderzoeken van pijpleidingen
• Gasfabriek
• Onderzoeken van industriële en commerciële eigendommen
• Noodoproep
• Monitoring van stortplaatsgas
• Controle van het wegdek

Gemeentelijke distributienetwerken

De voordelen van technologie op afstand voor de bewaking van pijpleidingen in stedelijke omgevingen worden nu duidelijk.

Dankzij de mogelijkheid om gaslekken op afstand te detecteren, zijn afstandsdetectietoestellen uiterst nuttige hulpmiddelen in noodsituaties. Operators kunnen uit de buurt blijven van potentieel gevaarlijke lekbronnen bij het controleren van de aanwezigheid van gas in gesloten gebouwen of besloten ruimten, aangezien de technologie hen in staat stelt de situatie te controleren zonder daadwerkelijk toegang te verkrijgen. Dit proces is niet alleen gemakkelijker en sneller, maar ook veiliger. Bovendien wordt het niet beïnvloed door andere gassen in de atmosfeer, aangezien de detectoren gekalibreerd zijn om alleen methaan te detecteren - daarom is er geen gevaar voor valse signalen, wat belangrijk is in noodsituaties.

Het principe van detectie op afstand wordt ook toegepast bij de inspectie van stijgleidingen (de bovengrondse leidingen die gas naar de gebouwen van de klanten voeren en die gewoonlijk langs de buitenmuren van het gebouw lopen). In dit geval richten de operatoren het apparaat op de leiding en volgen zij het traject ervan; zij kunnen dit doen vanaf de grond, zonder ladders te hoeven gebruiken of de eigendommen van de klanten te betreden.

Gevaarlijke gebieden

Behalve voor het opsporen van gaslekken in gemeentelijke distributienetwerken, kunnen explosieveilige apparaten met ATEX-goedkeuring worden gebruikt in gevaarlijke zones van Zone 1, zoals petrochemische fabrieken, olieraffinaderijen, LNG-terminals en -schepen, en ook in bepaalde mijnbouwtoepassingen.

Bij de inspectie van een ondergrondse LNG/LPG-tank, bijvoorbeeld, is een explosieveilig apparaat vereist binnen 7,5 meter van de tank zelf en één meter rond de veiligheidsklep. De exploitanten moeten zich dus ten volle bewust zijn van deze beperkingen en uitgerust zijn met het passende type apparatuur.

GPS Coördinatie

Met sommige instrumenten kunnen nu ter plaatse methaanmetingen worden verricht op verschillende punten rond een locatie - zoals een LNG-terminal - waarbij automatisch GPS-tracering van de meetwaarden en locaties wordt gegenereerd. Dit maakt terugreizen voor aanvullend onderzoek veel efficiënter, terwijl het ook een bonafide verslag van bevestigde inspectieactiviteit oplevert - vaak een eerste vereiste voor naleving van de regelgeving.

Detectie vanuit de lucht

Naast handapparatuur zijn er ook methaansensoren op afstand die in vliegtuigen kunnen worden gemonteerd en die lekken van gaspijpleidingen over een afstand van honderden kilometers kunnen opsporen. Deze systemen kunnen methaanniveaus detecteren bij concentraties van slechts 0,5 ppm tot op een afstand van 500 meter en omvatten een real-time bewegende kaartweergave van de gasconcentraties terwijl het onderzoek wordt uitgevoerd.

De manier waarop deze systemen werken is betrekkelijk eenvoudig. Een detector op afstand wordt onder de romp van het vliegtuig bevestigd (meestal een helikopter). Net als bij het handtoestel produceert het toestel een infrarood lasersignaal, dat wordt afgebogen door methaanlekkage op zijn weg; hogere methaanniveaus resulteren in meer afbuiging van de straal. Deze systemen maken ook gebruik van GPS, zodat de piloot een GPS-routeweergave met bewegende kaart van de pijpleiding kan volgen, waarbij het traject van het vliegtuig, de gaslekken en de concentratie (in ppm) steeds in real time aan de bemanning worden getoond. Een geluidsalarm kan worden ingesteld voor een gewenste gasconcentratie, zodat de piloot kan naderen voor nader onderzoek.

Conclusie

Het aanbod van teledetectiesystemen voor methaan neemt snel toe en er worden voortdurend nieuwe technologieën ontwikkeld. Al deze apparaten, of ze nu met de hand of met een vliegtuig worden bediend, maken een snelle, veilige en zeer gerichte opsporing van lekken mogelijk - of die nu onder het wegdek, in een stad of over honderden kilometers toendra in Alaska liggen. Dit helpt niet alleen verspillende en dure emissies te voorkomen - het zorgt er ook voor dat personeel dat aan of in de buurt van pijpleidingen werkt, niet onnodig aan gevaar wordt blootgesteld.

Omdat het gebruik van aardgas wereldwijd toeneemt, verwachten wij een snelle technologische vooruitgang op het gebied van gasdetectie op afstand in uiteenlopende toepassingen zoals lekdetectie, integriteit van de transmissie, beheer van installaties en voorzieningen, landbouw en afvalbeheer, alsmede procestechnische toepassingen zoals cokes- en staalproductie. Elk van deze gebieden kent situaties waarin de toegang moeilijk kan zijn, gecombineerd met de noodzaak om de bescherming van het personeel bovenaan de agenda te plaatsen. De mogelijkheden voor methaansensoren op afstand worden dan ook steeds groter.