Hur strömläckagekorrosion skadar kritisk infrastruktur

Under allt stoj och skrikande taxichaufförer i NYC vilar över 7 400 miles av avlopp pipelines. Det finns otaliga infrastrukturssystem i storstäder, precis som i Big Apple, inklusive lagringstankar, transitsystem, distributionsnät och industrianläggningar. I alla dessa fall går risken för korrosion ofta obemärkt förbi. När fukt, exponering för syre, jordkemi och åldrade material blandas, tenderar elektricitet att flöda till platser där den inte borde vara.

När kringgående strömmar orsakar korrosion skadas infrastrukturen. Istället för att ta årtionden genom traditionell korrosion, accelererar kringgående strömmars korrosion metallförlusten. Det är därför vissa system kan fallera i förtid, även när de verkar vara väl underhållna.

För alla som hanterar sådana problem, som kommuner eller energibolag, är det avgörande att minska ansvaret och förlänga livslängden på rörledningar genom katodiskt skydd. Annars kan dessa kringströvande elektriska strömmar skada långt mer än en liten bit metall.

Vad är strömläckagekorrosion?

Korrosion uppstår typiskt när ett metallföremål tappar material på grund av en elektrokemisk reaktion i sin omgivning. Detta är normalt och kan ta årtionden att inträffa, beroende på underliggande material, skyddsåtgärder och den lokala miljön.

Jordströmskorrosion är lite annorlunda. När en oavsiktlig elektrisk ström lämnar en väg och färdas genom ett närliggande metalliskt system, avlägsnar den metall. Detta händer när strömmen lämnar en metallstruktur och återinträder i den omgivande miljön. Resultatet är hundratals till tusentals gånger mer skada på system än med standard galvanisk eller atmosfärisk korrosion.

Ett sätt att se på denna skillnad är genom korrosion. Traditionella situationer tenderar att påverka en bredare del av infrastrukturen mer enhetligt. Det är lätt att spåra och mäta tack vare den enhetligheten. Streckströmskorrosion tenderar att vara mer koncentrerad, vilket leder till allvarlig gropbildning och metallförlust som misslyckas snabbare och är svårare att mäta.

Varför strömläckagekorrosion blir vanligare

För femtio år sedan eller mer var strömläckagekorrosion inte ett lika stort problem som det är nu. Det finns så många sammankopplade och parallella system runt industrianläggningar, installationer för förnybar energi, batterilagring, elbilsladdning och kraftledningskorridorer att det är mycket vanligare för en ström att “hoppa” till en annan utan korrekt jordning eller skydd.

Elektriska system kan samexistera med rörledningar, lagringstankar, vattensystem och sedan länge bortglömda begravda infrastrukturer. Varje okontrollerad elektrisk väg gör att strömmar söker alternativa vägar. All den metallen är det perfekta mediet, eftersom det är fint och ledande, vilket leder till korrosionsskador.

Exempel i verkliga livet: Transportsystem och ledningsskador

Ett bra exempel på varför korrosions- och markförstöringsanalys är nödvändiga för att upptäcka potentiell korrosion från strölströmmar som tillhandahålls av elektrifierade järnvägssystem. Platser som SEPTA i Philadelphia, Caltrain i San Francisco eller CTA i Chicago är alla goda exempel.

Dessa likströms system för kollektivtrafik är beroende av returströmmar. När dessa returvägar blir ineffektiva flyr elektrisk ström ut i den omgivande jorden och nergrävd infrastruktur från årtionden av utveckling och byggnation. Det är ganska vanligt att ritningar “kommer bort” eller inte är helt förenliga när de lämnas in till kommuner.

Alla rörledningsoperationer som ligger nära järnvägskorridorer, som dessa städer, tenderar att uppleva accelererad korrosion från strövlösa strömmar. Därför tenderar organisationer som Nationella sammanslutningen för korrosionsingenjörer (nu AMPP) publicerar riktlinjer, forskning och processer för att på ett korrekt sätt mildra risker från strömkringgångskorrosion.

Trots att dessa system är väl underhållna och frekvent uppdaterade, är risken uppenbar. Den närliggande infrastrukturen är helt enkelt en alltför attraktiv väg för strömläckage.

Sambandet mellan katodiskt skydd och strökorrosion

Ett av de mest effektiva sätten att minska risken för strökorrosion är genom katodiskt skydd. Dessa är avgörande eftersom den ström som appliceras för att skydda rörledningar och andra metalltillgångar säkerställer att strökorrosionen har en bättre väg att färdas.

Tricket är att se till att katodiska skyddssystem är korrekt utformade, väl underhållna och tillräckligt övervakade. Att arbeta med ett erfaret team som vårt på Dreiym Engineering är hur du får den tryggheten, inklusive regelbundna underhållskontroller och fjärrövervakning för att ytterligare minska risken.

Utöver att designa en anpassad katodiskt skyddsplan, kan även erfarna forensiska ingenjörer utföra analyser av korrosion och marknedbrytning. Då kan man bättre förutsäga hur el strömmer genom olika jordarter baserat på:

• Jordmånens resistivitet
• Fukthalt
• Kemisk sammansättning
• Kloridkoncentration
• Sulfathalter
• Säsongsmässiga miljöförändringar

Ju mer du förstår faktorerna i din driftsmiljö, desto bättre kan du skydda dig mot strömläckagekorrosion.

Hur ingenjörer undersöker korrosion orsakad av strömmande ström

När misstänkta korrosionsmönster uppstår, även när två katodiska skyddssystem är för nära varandra, sker en formell korrosionsutredning. Vårt team på Dreiym Engineering kallas ofta in för sådana utredningar efter incidenter.

Vår roll är att fastställa varför skadan uppstod, om systemet fortfarande är utsatt för risk och vilka parter som är ansvariga. Vi kommer att granska flera specifika system och faktorer, inklusive, men inte begränsat till:

• Elektriska potentialmätningar
• Strömflödesanalys
• Jordanalys
• Beläggningsutvärderingar
• Pipelineundersökningar
• Jordningssystembedömningar
• Granskning av katodiskt skyddssystem
• Historisk driftdataanalys

Målet är att identifiera nuvarande processer, identifiera störningspunkter och avgöra om miljöfaktorer kommer att fortsätta bidra till försämring. Resultatet av en sådan utredning används för att fastställa framtida underhålls- och uppgraderingsfrågor, hela vägen till rättsliga förfaranden som rör kommunalt ansvar och försäkringsutbetalningar för eventuella skador.

Rättsmedicinsk ingenjörskonst är avgörande när infrastrukturen av något slag fallerar. Den går långt utöver grundläggande inspektioner genom att fokusera på att rekonstruera vad som ledde fram till skadan eller haveriet. Vid felströmskorrosion avslöjar sådan expertis ofta felaktig jordning, konstruktionsfel, interaktioner mellan olika tjänster eller tidigare okända begravda störningskällor.

Att skydda kritisk infrastruktur från framtida skador

Den goda nyheten är att de flesta områden i USA kan förhindra korrosion orsakad av strölströmmar om det upptäcks tidigt. När industrier och energibolag använder bättre övervakningsprogram, elektriska undersökningar och bedömningar av katodiskt skydd hjälper det. Att schemalägga regelbundna jordundersökningar vid olika tidpunkter på året eller efter större väderhändelser, som en översvämning eller en djup tining, kan också hjälpa.

Oavsett vad bör anläggningar som använder långa rörledningar, lagringstankar eller annan metallinfrastruktur alltid göra vad som är möjligt för att identifiera närliggande järnvägssystem, infrastrukturkorridorer, industriella anläggningar eller högspänningssystem. EIA visar Den starkaste tillväxten i elbehovet under en fyraårsperiod har skett nyligen och förväntas öka med 25% fram till 2030 och med 78% fram till 2050. Sanningen är helt enkelt att risken för korrosion orsakad av strömsläp bara kommer att öka.

Att arbeta med team som vårt på Dreiym Engineering bidrar i hög grad till att undvika sådana skador. Vi erbjuder över 30 års erfarenhet och täcker allt från analys av korrosion och markförstöring nära anläggningar vid strandkanten till design av katodiskt skydd för lokala rörledningsberoende system. Vi har licensierade och certifierade experter till hands för att hjälpa dig att få de lösningar, den förvaltning och den förebyggande information som behövs för större övergripande tillförlitlighet.

Kontakta Dreiym Engineering idag, och låt oss titta närmare på dina pipelines och andra metallrelaterade system så att du kan mildra risken för strömkostnadskorrosion nu och i framtiden.