A methodology to estimate remaining service life of grey cast iron water mains

The decision to repair, renew, or replace existing old grey cast iron mains is typically based on performance indicators such as structural integrity, hydraulic efficiency, system reliability, and water quality. Structural integrity (often quantified as the number of main breaks per kilometre or mile per year) is the most common performance indicator. However, these indicators represent past performance, rather than expected future performance. Decisions based on performance indicators may not, therefore, accurately meet the real needs of the utility owner of the water distribution system. A preferred approach to make decisions on pipe repair and replacement is to determine the expected remaining service (residual) life of each pipe segment and ensure that the necessary work is performed before failure occurs. Past efforts to estimate remaining service life of water mains have been based on corrosion pit depth and estimated corrosion rate with no regard to the influence of corrosion on the structural resistance capacity of water mains. This paper describes a methodology to estimate the remaining service life of grey cast iron mains that takes corrosion pit induced changes in the structural resistance capacity into account. The methodology combines the residual resistance capacity of grey cast iron mains, anticipated corrosion rates, and the measurement of corrosion pits by direct inspection or non-destructive evaluation technology to predict when the factor of safety of an individual pipe segment will fall below a minimum acceptable value set by the utility owner, i.e., remaining service life. The estimate of remaining service life may then be used to schedule appropriate maintenance or replacement of grey cast iron mains.La d\ue9cision de r\ue9parer, renouveler ou remplacer de vielles canalisations en fonte grise est typiquement bas\ue9e sur des indicateurs de performance tels que l'int\ue9grit\ue9 structurale, l'efficacit\ue9 hydraulique, la fiabilit\ue9 du syst\ue8me et la qualit\ue9 de l'eau. L'int\ue9grit\ue9 structurale (souvent d\ue9crite comme le nombre de fissures majeures par kilom\ue8tre ou mille par an) est le plus commun des indicateurs de performance. Cependant, ces indicateurs repr\ue9sentent la performance pass\ue9e plut\uf4t que la performance future esp\ue9r\ue9e. Les d\ue9cisions bas\ue9es sur les indicateurs de performances peuvent donc ne pas subvenir pr\ue9cis\ue9ment aux besoins r\ue9els du propri\ue9taire du syst\ue8me de distribution d'eau. Une approche pr\ue9f\ue9r\ue9e afin de prendre des d\ue9cisions sur la r\ue9paration et le remplacement de conduites est de d\ue9terminer la dur\ue9e de service restante (r\ue9siduelle) esp\ue9r\ue9e de chaque segment de conduite et de s'assurer que les travaux n\ue9cessaires sont accomplis avant que la d\ue9faillance n'apparaisse. Les pr\ue9c\ue9dents efforts pour estimer la dur\ue9e de service restante de canalisations d'eau ont \ue9t\ue9 bas\ue9s sur la profondeur des trous dus \ue0 la corrosion et le taux de corrosion estim\ue9, sans consid\ue9rer l'influence de la corrosion sur la capacit\ue9 structurale des canalisations d'eau. Cet article d\ue9crit une m\ue9thodologie pour estimer la dur\ue9e de service restante de canalisations en fonte grise, qui prend en consid\ue9ration les changements de la capacit\ue9 de r\ue9sistance structurale induits par les trous dus \ue0 la corrosion. La m\ue9thodologie combine la capacit\ue9 de r\ue9sistance r\ue9siduelle de canalisations en fonte grise, les taux de corrosion anticip\ue9s, et la mesure de trous dus \ue0 la corrosion par le biais d'une inspection directe ou par une technologie d'\ue9valuation non destructive, ceci afin de pr\ue9dire quand le facteur de s\ue9curit\ue9 d'un segment de conduite individuel va tomber en-dessous d'une valeur minimale acceptable \ue9tablie par le propri\ue9taire de l'infrastructure (c'est-\ue0-dire la dur\ue9e de service restante). L'estimation de la dur\ue9e de service restante peut par la suite \ueatre employ\ue9e pour planifier la maintenance ou le remplacement appropri\ue9 des canalisations en fonte grise.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye