Hoe lekstroomcorrosie kritieke infrastructuur beschadigt

Onder alle drukte en schreeuwende taxichauffeurs in NYC rust over 7.400 mijl riolering pijpleidingen. Grote steden, net als de Big Apple, herbergen talloze infrastructurele systemen, waaronder opslagtanks, transportsystemen, nutsnetwerken en industriële installaties. In al die gevallen wordt het risico op corrosie vaak niet opgemerkt. Wanneer vocht, blootstelling aan zuurstof, bodemchemie en verouderende materialen samenkomen, heeft elektriciteit de neiging om te stromen naar plaatsen waar dat niet de bedoeling is.

Wanneer zwerfstroomcorrosie optreedt, beschadigt dit infrastructuur. In plaats van decennia te duren via traditionele corrosie, versnelt zwerfstroomcorrosie metaalverlies. Daarom kunnen sommige systemen voortijdig falen, zelfs als ze goed onderhouden lijken.

Voor iedereen die met dergelijke problemen te maken heeft, zoals gemeenten of nutsbedrijven, is het cruciaal om de aansprakelijkheid te verminderen en de levensduur van pijpleidingen te verlengen door middel van kathodische bescherming. Anders kunnen die zwerfstroomen veel meer beschadigen dan een klein stuk metaal.

Wat is zwerfstroomcorrosie?

Corrosie treedt doorgaans op wanneer een metaal materiaal verliest door een elektrochemische reactie in zijn omgeving. Dat is normaal en kan tientallen jaren duren, afhankelijk van het onderliggende materiaal, de beschermende maatregelen en de lokale omgeving.

Lekstroomcorrosie werkt een beetje anders. Wanneer onbedoelde elektrische stroom een ​​pad verlaat en door een nabijgelegen metalen systeem stroomt, verwijdert het metaal. Dit gebeurt wanneer de stroom een ​​metalen structuur verlaat en de omringende omgeving weer binnendringt. Het resultaat is honderden tot duizenden keren meer schade aan systemen dan met standaard galvanische of atmosferische corrosie.

Eén manier om dit verschil te bekijken is via corrosie. Traditionele situaties beïnvloeden doorgaans een breder deel van de infrastructuur op een meer uniforme manier. Dat is makkelijk te traceren en te meten vanwege die uniformiteit. Zwerfstroomcorrosie is daarentegen geconcentreerder, wat leidt tot ernstige putcorrosie en metaalverlies dat sneller faalt en moeilijker te meten is.

Waarom zwerfstroomcorrosie steeds vaker voorkomt

Vijftig jaar geleden of meer was de corrosie door zwerfstroom geen zo'n groot probleem als nu. Er zijn zoveel onderling verbonden en parallelle systemen rond industriële installaties, installaties voor hernieuwbare energie, batterijopslag, elektrische oplaadpunten en nutsleidingszones dat het veel vaker voorkomt dat een stroom “overslaat” naar een ander systeem zonder adequate aarding of bescherming.

Elektrische systemen kunnen naast pijpleidingen, opslagtanks, watersystemen en lang vergeten ondergrondse infrastructuren bestaan. Elk ongecontroleerd elektrisch pad zorgt ervoor dat stromen alternatieve routes zoeken. Al dat metaal is het perfecte medium, omdat het mooi geleidend is, wat leidt tot corrosieschade.

Reëel-wereldvoorbeeld: Vervoerssystemen en Pijpleidingschade

Een goed voorbeeld van waarom corrosie- en bodemdegradatieanalyse nodig zijn om mogelijke corrosie door zwerfstroom te detecteren, wordt geleverd door geëlektrificeerde spoorwegsystemen. Ruimtes zoals SEPTA in Philadelphia, Caltrain in San Francisco, of CTA in Chicago zijn hiervan goede voorbeelden.

Deze gelijkstroomtransitsystemen zijn afhankelijk van retourstromen. Wanneer die retourpaden inefficiënt worden, ontsnapt elektrische stroom in de omringende bodem en begraven infrastructuur door decennia van ontwikkeling en bouw. Het is vrij gebruikelijk dat plannen “verloren gaan” of niet volledig voldoen wanneer ze bij gemeenten worden ingediend.

Elke pijpleiding die in de buurt van spoorcorridors ligt, zoals die steden, heeft de neiging om versnelde corrosie door zwerfstromen te ondervinden. Daarom organisaties zoals de Nationale vereniging van corrosie-ingenieurs (nu AMPP) publicatie van richtlijnen, onderzoek en procedures om risico's van zwerfstroomcorrosie goed te beperken.

Hoewel deze systemen goed worden onderhouden en regelmatig worden bijgewerkt, is het risico duidelijk. De nabijgelegen infrastructuur is simpelweg een te aantrekkelijk pad voor zwerfstromen.

Het verband tussen kathodische bescherming en stroomecorrosie

Een van de meest effectieve manieren om het risico op zwerfstroomcorrosie te verminderen, is door middel van kathodische bescherming. Deze zijn cruciaal omdat de toegepaste stroom om pijpleidingen en andere metalen activa te beschermen, ervoor zorgt dat zwerfstroom een beter pad heeft om te reizen.

De truc is om ervoor te zorgen dat kathodische beschermingssystemen correct zijn ontworpen, goed worden onderhouden en adequaat worden gemonitord. Samenwerken met een ervaren team zoals dat van ons bij Dreiym Engineering is hoe je die zekerheid krijgt, inclusief regelmatige onderhoudsinspecties en monitoring op afstand om het risico verder te verlagen.

Naast het ontwerpen van een aangepaste Kathodische beschermingsplan, forensische ingenieurs met de juiste ervaring kunnen ook corrosie- en bodemafbrakanalyses uitvoeren. Zo kan beter worden voorspeld hoe stroom door verschillende bodems zal reizen, gebaseerd op:

• Bodemweerstand
• Vochtgehalte
• Chemische samenstelling
• Chlorideconcentratie
• Sulfaten
• Seizoensgebonden milieuveranderingen

Hoe beter u de factoren in uw operationele omgeving begrijpt, hoe beter u zich kunt beschermen tegen corrosie door zwerfstroom.

Hoe ingenieurs lekstroomcorrosie onderzoeken

Wanneer er verdachte corrosiepatronen verschijnen, zelfs wanneer twee kathodische beschermingssystemen te dicht bij elkaar staan, vindt er een formele corrosieonderzoek plaats. Ons team bij Dreiym Engineering wordt vaak ingeschakeld voor dergelijke onderzoeken na incidenten.

Onze rol is om te bepalen waarom de schade is ontstaan, of het systeem nog steeds risico loopt en welke partijen aansprakelijk zijn. We zullen verschillende specifieke systemen en factoren bekijken, waaronder, maar niet beperkt tot:

• Elektrische potentiaalmetingen
• Stroomanalyse
• Bodemtesten
• Coatingbeoordelingen
• Pijpleidingonderzoeken
• Aarding systeembeoordelingen
• Reviews van kathodische beveiligingssystemen
• Historische operationele gegevensanalyse

Het doel is om de huidige paden te identificeren, struikelblokken te identificeren, en te bepalen of omgevingsfactoren zullen blijven bijdragen aan de achteruitgang. Het resultaat van zo'n onderzoek wordt gebruikt om toekomstige onderhouds- en upgradekwesties te bepalen, tot aan juridische procedures met betrekking tot gemeentelijke aansprakelijkheid en verzekeringsuitkeringen voor enige schade.

Forensische techniek is essentieel bij het falen van infrastructuur van welke aard dan ook. Het gaat veel verder dan basale inspecties door zich te richten op de reconstructie van wat tot de schade of het falen heeft geleid. Bij kortsluitingscorrosie-gebeurtenissen onthult dergelijke expertise vaak onjuiste aarding, ontwerpfouten, interacties met nutsvoorzieningen of eerder onbekende ondergrondse interferentiebronnen.

Bescherming van kritieke infrastructuur tegen toekomstige schade

Het goede nieuws is dat de meeste gebieden in de Verenigde Staten zwerfstroomcorrosie kunnen voorkomen als deze vroegtijdig wordt vastgesteld. Wanneer industriële locaties en nutsbedrijven betere monitoringprogramma's, elektrische peilingen en kathodische beschermingsbeoordelingen gebruiken, helpt dit. Het plannen van regelmatige bodemonderzoeken op verschillende tijdstippen van het jaar of na grote weersomstandigheden, zoals een overstroming of diepe dooi, kan ook helpen.

Ongeacht wat, moeten installaties die lange pijpleidingen, opslagtanks of andere metalen infrastructuur gebruiken altijd al het mogelijke doen om nabijgelegen spoorlijnen, nutsleidingcorridors, industriële installaties of hoogspanningssystemen te identificeren. De EIA toont De sterkste groei van de vraag naar elektriciteit over een periode van vier jaar deed zich recentelijk voor en zal naar verwachting tegen 2030 met 25% en tegen 2050 met 78% stijgen. Het is simpelweg een feit dat het risico op corrosie door zwerfstroom alleen maar groter zal worden.

Werken met teams zoals die van ons bij Dreiym Engineering draagt in grote mate bij aan het voorkomen van dergelijke schade. We bieden meer dan 30 jaar ervaring, die alles dekt, van corrosie- en bodemafbraakanalyse nabij faciliteiten aan de kust tot het ontwerp van kathodische bescherming voor lokale pijpleidingsystemen. We hebben bevoegde en gecertificeerde experts ter beschikking om u te helpen met de oplossingen, het beheer en de preventieve informatie die nodig is voor een grotere algehele betrouwbaarheid.

Neem vandaag nog contact op met Dreiym Engineering, en laten we uw leidingen en andere metaalgerelateerde systemen nader bekijken, zodat u het risico op zwervende stroomcorrosie nu en in de toekomst kunt beperken.