Jak bludné proudy poškozují kritickou infrastrukturu

Pod vším tím shonem a křičícími taxikáři v New Yorku naleznete klid. 7 400 mil stoky potrubí. V metropolích, stejně jako ve Velkém jablku, existuje nespočet infrastrukturních systémů, včetně zásobníků, dopravních systémů, inženýrských sítí a průmyslových zařízení. Ve všech těchto případech riziko koroze často zůstává nepovšimnuto. Když se smísí vlhkost, expozice kyslíku, chemie půdy a stárnoucí materiály, elektřina má tendenci protékat tam, kam nemá.

Kdykoli dojde ke korozi bludnými proudy, poškodí infrastrukturu. Místo aby to trvalo desetiletí jako u běžné koroze, koroze bludnými proudy urychluje ztrátu kovu. Proto některé systémy mohou selhat předčasně, i když se zdají být dobře udržované.

Pro všechny, kdo se potýkají s takovými problémy, jako jsou obce nebo poskytovatelé služeb, je klíčové snížit odpovědnost a prodloužit životnost potrubí pomocí katodické ochrany. Jinak mohou tato bludná elektrická proudění způsobit škody na mnohem větším rozsahu než jen na malé části kovu.

Koroze bludným proudem

Koroze obvykle nastává, když kov ztrácí materiál v důsledku elektrochemické reakce v jeho prostředí. To je normální a může trvat desetiletí, v závislosti na podkladovém materiálu, ochranných opatřeních a lokálním prostředí.

Koroze bludným proudem je trochu jiná. Když neúmyslný elektrický proud opustí jednu cestu a projde nedalekým kovovým systémem, odstraňuje kov. To se stane, když proud opustí jednu kovovou strukturu a znovu vstoupí do okolního prostředí. Výsledkem je stokrát až tisíckrát více poškození systémů než při standardní galvanické nebo atmosférické korozi.

Jedním ze způsobů, jak se na tento rozdíl podívat, je koroze. Tradiční situace obvykle ovlivňují širší část infrastruktury rovnoměrněji. Díky této rovnoměrnosti je snadné je sledovat a měřit. Koroze bludným proudem bývá koncentrovanější, což vede k silnému důlkování a ztrátě kovu, které selhávají rychleji a hůře se měří.

Proč se korozí bludnými proudy stává stále častější

Před padesáti nebo více lety nebyla koroze bludnými proudy takovým problémem jako dnes. Kolem průmyslových zařízení, instalací obnovitelných zdrojů energie, bateriových úložišť, nabíjení elektromobilů a inženýrských sítí existuje tolik propojených a paralelních systémů, že je mnohem běžnější, že proud “přeskočí” na jiný bez řádného uzemnění nebo ochrany.

Elektrické systémy se mohou vyskytovat společně s potrubími, skladovacími nádržemi, vodovodními systémy a dávno zapomenutými podzemními infrastrukturami. Nekontrolovaná elektrická cesta způsobuje, že proudy hledají alternativní cesty. Všechen ten kov je dokonalým prostředím, protože je pěkně vodivý, což vede k poškození korozí.

Příklad z praxe: Tranzitní systémy a poškození potrubí

Dobrý příklad toho, proč analýza koroze a degradace půdy jsou nezbytné k detekci potenciální koroze bludným proudem, které poskytují elektrifikované železniční systémy. Místa jako SEPTA ve Philadelphii, Caltrain v San Franciscu nebo CTA v Chicagu jsou toho dobrým příkladem.

Tyto stejnosměrné tranzitní systémy spoléhají na zpětné proudy. Když se tyto zpětné cesty stanou neúčinnými, elektrický proud uniká do okolní půdy a pohřbené infrastruktury z desetiletí vývoje a stavební výstavby. Je celkem běžné, že plány se “ztratí” nebo nejsou při podání na obce plně v souladu.

Jakékoli potrubní provozy nacházející se v blízkosti železničních koridorů, jako jsou například uvedená města, mají tendenci trpět zrychlenou korozí způsobenou bludnými proudy. Proto organizace jako například Národní asociace korozních inženýrů (nyní AMPP) publikuje pokyny, výzkum a postupy pro správné zmírnění rizik koroze způsobené bludným proudem.

I když jsou tyto systémy dobře udržované a často aktualizované, riziko je zřejmé. Nedaleká infrastruktura je prostě příliš atraktivní cestou pro bludné proudy.

Spojení mezi katodickou ochranou a korozí způsobenou bludnými proudy

Jedním z nejúčinnějších způsobů, jak snížit riziko koroze bludným proudem, je katodická ochrana. Tyto systémy jsou klíčové, protože aplikovaný proud na ochranu potrubí a dalšího kovového majetku zajišťuje, že bludný proud má lepší cestu k toku.

Trikem je zajistit, aby systémy katodové ochrany byly správně navrženy, dobře udržovány a řádně monitorovány. Spolupráce se zkušeným týmem, jako je ten náš ve společnosti Dreiym Engineering, je způsob, jak získat tuto jistotu, včetně pravidelných kontrol údržby a vzdáleného monitorování pro další snížení rizika.

Kromě navrhování vlastních plán katodové ochrany, zkušení soudní inženýři mohou také provádět analýzy koroze a degradace půdy. Tímto způsobem lze lépe předvídat, jak se bude elektrický proud šířit různými půdními podmínkami na základě:

• Odolnost půdy
• Obsah vlhkosti
• Chemické složení
• Koncentrace chloridů
• Hladiny sulfátů
• Sezónní změny životního prostředí

Čím lépe pochopíte faktory ve vašem provozním prostředí, tím lépe se můžete chránit před korozí bludnými proudy.

Jak inženýři vyšetřují korozi způsobenou bludnými proudy

Když se objeví podezřelé korozní vzory, i když jsou dva systémy katodické ochrany příliš blízko u sebe, dojde k formálnímu vyšetření koroze. Náš tým ze společnosti Dreiym Engineering je často povoláván pro taková vyšetření po incidentech.

Naším úkolem je zjistit příčinu vzniku škody, zda je systém stále v riziku a které strany jsou odpovědné. Zaměříme se na několik specifických systémů a faktorů, včetně, ale nikoli výhradně:

• Elektrická měření potenciálu
• Analýza toku proudu
• Testování půdy
• Hodnocení povlaků
• Průzkumy potrubí
• Posouzení uzemňovacích systémů
• Recenze systému katodové ochrany
• Analýza historických provozních dat

Cílem je identifikovat současné dráhy, poznat body narušení a určit, zda environmentální faktory budou nadále přispívat k degradaci. Výsledek takového šetření slouží k určení budoucích záležitostí údržby a modernizace, až k právním řízením zahrnujícím odpovědnost obcí a pojistná plnění za případné škody.

Technické inženýrství je nezbytné kdykoli dojde k selhání jakékoli infrastruktury. Jde daleko nad rámec základních inspekcí, protože se zaměřuje na rekonstrukci toho, co vedlo k poškození nebo selhání. V případech koroze bludnými proudy taková odbornost často odhalí nesprávné uzemnění, konstrukční chyby, interakce mezi inženýrskými sítěmi nebo dříve neznámé zdroje rušení v podzemí.

Ochrana kritické infrastruktury před budoucím poškozením

Dobrou zprávou je, že většinu oblastí Spojených států lze před bludným proudovým korozím ochránit, pokud je včas identifikována. Pomáhá to, když průmyslové podniky a poskytovatelé energií využívají lepší monitorovací programy, elektrická měření a hodnocení katodické ochrany. Plánování pravidelných hodnocení půdy v různých ročních obdobích nebo po významných povětrnostních událostech, jako je povodeň nebo prudké tání, může také pomoci.

Bez ohledu na to, zařízení, která používají dlouhé potrubní trasy, skladovací nádrže nebo jinou kovovou infrastrukturu, by měla vždy udělat maximum pro identifikaci blízkých železničních systémů, servisních koridorů, průmyslových zařízení nebo vysokonapěťových systémů. EIA ukazuje K nejvýraznějšímu čtyřletému nárůstu poptávky po elektřině došlo v nedávné době a do roku 2030 se pravděpodobně zvýší o 25% a do roku 2050 o 78%. Prostá pravda je, že riziko koroze způsobené bludnými proudy se bude jen zhoršovat.

Práce s týmy, jako je ten náš ve společnosti Dreiym Engineering, nám pomáhá předcházet škodám. Nabízíme více než 30 let zkušeností, které pokrývají vše od analýzy koroze a degradace půdy v blízkosti pobřežních zařízení až po návrh katodové ochrany pro místní systémy závislé na potrubí. Máme k dispozici licencované a certifikované odborníky, kteří vám pomohou získat řešení, řízení a preventivní informace potřebné pro vyšší celkovou spolehlivost.

Kontaktujte Dreiym Engineering ještě dnes, a pojďme se podívat blíže na vaše potrubí a další systémy související s kovem, abyste mohli zmírnit riziko koroze způsobené bludnými proudy nyní i v budoucnu.