Executive Summary

Version in French Follows

Introduction to the report “Understanding the Mechanisms of Corrosion and their Effects on Abandoned Pipelines”
Pipeline abandonment refers to permanently taking a pipeline out of service. It is a subject that requires research to fully understand life cycle implications. Depending on a number of factors, sections of pipeline may be removed or abandoned in place. In the latter case, steel will corrode and the abandoned pipe will lose structural integrity. Ultimately, the corroded pipe will collapse and break into fragments under the load of soil and traffic over it.

This study by Det Norske Veritas (DNVGL) was commissioned by the PTAC Pipeline Abandonment Research Steering Committee (PARSC) to better understand the mechanisms that lead to corrosion and loss of structural integrity over time. Background information about PARSC is provided below. This DNVGL study included a literature review to identify relevant scientific and engineering models for corrosion and structural integrity. Soil data from the United States National Bureau of Standards was accessed. The study used analytical models to predict the time to collapse of abandoned pipelines and determined that time to collapse was dependant on a number of variables, including (i) pipeline diameter, wall thickness and yield strength, (ii) soil type and soil properties and (iii) pipeline depth of cover. Therefore, predictions need to be made on a case-specific basis. The study also estimated soil subsidence after the collapse of a corroded abandoned pipe. In summary, the study provided analytical models useful to estimate the time to collapse and resulting soil subsidence for abandoned pipelines. It is acknowledged that the models developed within this study need further development and refinement.

PARSC requested that DNVGL calculate time to collapse and resulting soil subsidence is circumstances typical to Canadian agricultural soils and the pipelines traversing them. The following tables report calculated results for 3 soil types, 6 pipeline diameters (3 thicknesses each) and 4 depths of cover when bearing the load of a Brent 1082 grain cart loaded with wheat (72,000 lbs or 32,659 kg per axle).

The study report was peer reviewed by Dr. Frank Cheng, Canada Research Chair in Pipeline Engineering, University of Calgary and Dr. Claudio Ruggieri, Professor of Structural Engineering, University of São Paulo, Brazil.

Pipeline Abandonment Research Steering Committee Background
The Canadian Energy Pipelines Association (CEPA), the National Energy Board (NEB), the Alberta Energy Regulator and the Canadian Association of Petroleum Producers have collaborated on technical and environmental issues associated with pipeline abandonment. In 1996, these four organizations published a review document titled “Pipeline Abandonment – A Discussion Paper on Technical and Environmental Issues”. In 2007, CEPA published a report titled “Pipeline Abandonment Assumptions” which discussed technical and environmental considerations for development of pipeline abandonment strategies. A comprehensive review was undertaken by theNEB as part of the Land Matters Consultation Initiative (LMCI) which involved four discussion papers on the different topic areas, 45 meetings and workshops in 25 communities across Canada, and written submissions from 13 parties. The final LMCI report, published in 2009 recommended that knowledge gaps on the physical issues of pipeline abandonment be addressed. Thus, DNV was commissioned to conduct a literature review regarding the current understanding worldwide with respect to the physical and technical issues associated with onshore pipeline abandonment and use the results of the literature review to critically analyze and identify gaps in current knowledge, and make recommendations as to potential future research projects that could help to fill those gaps.DNV published this Scoping Study in November 2010.
CEPA and PTAC have established the Pipeline Abandonment Research Steering Committee (PARSC) as a framework for collaboration to guide and direct innovation and applied research, technology development, demonstration, and deployment in order to address knowledge gaps summarized in the DNV Scoping Study. Research findings from the PARSC projects will be shared on a broad scale throughout the pipeline industry, the oil and gas industry, as well as with regulators, government agencies, and other stakeholders.

Introduction du rapport Comprendre les mécanismes de la corrosion et leurs effets sur les pipelines en cessation d’exploitation pour le site Web de la PTAC
On entend par cessation d’exploitation d’un pipeline son retrait définitif du service. Cet aspect du cycle de vie d’une canalisation mérite qu’on s’y attarde afin de bien comprendre les mécanismes en présence. Après avoir tenu compte de nombreux facteurs, on peut retirer une canalisation du sol ou la laisser en place. Dans ce dernier cas, l’acier se corrode avec le temps et la canalisation perd de son intégrité structurale. À terme, la canalisation corrodée se déforme et se détériore sous l’effet de la charge du sol et de la circulation de personnes et de véhicules.

L’étude de Det Norske Veritas (DNVGL) a été commandée par le comité directeur sur la recherche en matière de cessation d’exploitation de pipelines (PARSC) afin de faire la lumière sur les mécanismes à l’origine de la corrosion et de la perte d’intégrité structurale au fil du temps. Vous trouverez plus de renseignements sur le PARSC ci dessous. Cette étude de DNVGL comprend un bilan documentaire qui recense les modèles scientifiques et techniques sur la corrosion et l’intégrité structurale. Pour son étude, DNVGL a consulté les données d’analyse des sols du National Bureau of Standards des États-Unis. À l’aide de modèles analytiques, elle a déterminé combien de temps il fallait avant que la canalisation en cessation d’exploitation ne se déforme, temps qui est fonction d’un certain nombre de variables, dont (i) le diamètre, l’épaisseur de la paroi et la limite d’élasticité de la canalisation, (ii) la nature et les propriétés du sol et (iii) l’épaisseur de couverture. Ce que l’on constate, c’est que les prédictions doivent tenir compte des conditions particulières de chaque canalisation. L’étude estime également la subsidence du sol en cas de déformation d’un pipeline corrodé en cessation d’exploitation. De façon générale, il ressort de l’étude des modèles analytiques permettant d’estimer le temps à prévoir avant la déformation de la canalisation et la subsidence du sol qui en résulte pour des canalisations qui ne sont plus exploitées. On admet dans l’étude qu’il y a lieu de développer et d’affiner davantage les modèles proposés.

Le PARSC a demandé à DNVGL de calculer le temps avant déformation et la subsidence du sol consécutive dans des situations propres aux sols agricoles canadiens et aux pipelines les traversant. Les tableaux qui suivent présentent les résultats obtenus pour trois types de sols, six diamètres de pipeline (trois épaisseurs de parois chacun) et quatre épaisseurs de couverture sous la charge d’une remorque à grain Brent 1082 remplie de blé (72 000 lb ou 32 659 kg par essieu).

Le rapport d’étude a été révisé par M. Frank Cheng, Ph. D., président de la chaire de recherche sur le génie pipelinier de l’Université de Calgary, et M. Claudio Ruggieri, Ph. D., professeur d’ingénierie structurale à l’Université de São Paulo, au Brésil.

Information sur le comité directeur sur la recherche en matière de cessation d’exploitation des pipelines
L’Association canadienne de pipelines d’énergie (ACPÉ), l’Office national de l’énergie, l’Alberta Energy Regulator et l’Association canadienne des producteurs pétroliers ont uni leurs efforts pour étudier les questions d’ordre technique et environnemental liées à la cessation d’exploitation des pipelines. En 1996, ce groupe a publié un document d’analyse intitulé Cessation d’exploitation des pipelines – Document de travail sur les questions d’ordre technique et environnemental. En 2007, l’ACPÉ a rendu public un rapport intitulé Pipeline Abandonment Assumptions, dans lequel on explore les facteurs d’ordre technique et environnemental à prendre en considération dans l’élaboration de stratégies de cessation d’exploitation des pipelines. Dans le cadre de son Initiative de consultation relative aux questions foncières (ICQF), l’Office national de l’énergie a passé la situation en revue et a produit quatre documents de travail sur divers sujets, en plus de tenir 45 assemblées et ateliers dans 25 communautés partout au Canada et de recevoir des mémoires de 13 parties. Dans le Rapport définitif sur l’ICQF, publié en 2009, on recommandait de régler les lacunes au niveau des connaissances sur les questions physiques liées de la cessation d’exploitation des pipelines. DNV a donc été retenue pour faire un bilan documentaire des connaissances actuelles à l’échelle internationale sur les questions physiques et techniques associées à la cessation d’exploitation des pipelines sur terre et, à partir de ce bilan, faire une analyse critique de ces connaissances afin de relever les lacunes et de formuler des recommandations d’éventuels projets de recherche susceptibles de les combler. DNV a publié cette étude de détermination de la portée en novembre 2010.

L’ACPÉ et PTAC ont mis sur pied le comité directeur sur la recherche en matière de cessation d’exploitation (PARSC) en lui confiant un mandat de collaboration, afin de fournir des lignes directrices et d’orienter l’innovation et la recherche appliquée, le développement des technologies, la démonstration et le déploiement du fruit des recherches pour corriger les lacunes relevées dans l’étude de détermination de la portée de DNV. Les résultats des projets de recherche pilotés par lePARSC seront diffusés à grande échelle dans l’industrie pipelinière et l’industrie pétrolière et gazière ainsi qu’aux organismes de réglementation, organismes gouvernementaux et d’autres parties prenantes.

Report Introduction

Report Introduction – French

Final Report

Final Report – French

Reference Tables

Reference Tables – French