IoT technologie zefektivní a zlevní ochranu potrubí před korozí

Katodová ochrana je nedílnou součástí zabezpečení potrubí před korozí. Je stěžejní nejenom pro provozovatele přenosových soustav, ale také pro teplárny či průmyslové podniky využívající potrubní systémy. O tom, jaké inovace do tohoto segmentu přinesly nové IoT technologie, jsme hovořili s Tomášem Bauerem ze společnosti ZAT a.s.

Pane Bauere, než se podíváme na možnosti bezdrátových technologií, shrňme si, v čem spočívá princip katodové ochrany.

Přenosové soustavy složené z potrubí pracují s vysokým tlakem. Vzhledem k tomu, že na něj působí okolní zatěžující vlivy, může materiál, např. ocel, dosáhnout hraniční zátěže. Silná koroze pak vede v extrémních případech i k selhání potrubí. Důsledkem jsou úniky netěsnostmi, které mohou způsobit vážné hmotné škody a poškodit životní prostředí. V běžném provozu je proto třeba stav potrubí průběžně monitorovat. Obzvláště korozi je nutné sledovat v každé formě a na každém jednotlivém prvku. Princip katodové ochrany tedy spočívá v ochraně kovu proti korozi pomocí katodické polarizace, a to buď vnějším zdrojem proudu, nebo spojením s kovem se zápornějším potenciálem – takzvanou obětní anodou. Ta se pozvolna korozně rozpouští a tím je potrubí chráněno.

Jak se aktuálně zjišťuje stav potrubí?

Pro zjištění stavu katodové protikorozní ochrany se na vybraných, pro měření uzpůsobených místech podél potrubí sleduje napěťová hladina a dle naměřených hodnost se přizpůsobuje intenzita ochranného proudu. Těchto míst může mít provozovatel tisíce. Ty se standardně ve stanoveném období, například kvartálně, monitorují. Technický pracovník na místě zjistí aktuální stav a ze záznamníku načte údaje. Dříve se na zpracování dat používaly excelové tabulky. Zhruba od roku 2008 je firmám k dispozici informační systém Gasacor, který umožňuje zpracování a analýzu dat a zároveň usnadňuje kontrolu a řízení procesů katodové ochrany na úrovni celé sledované soustavy. Vedoucí pracovníci tak mají k dispozici podrobné analýzy a naměřená data mohou jednoduše sdílet mezi více subjekty. Sledovanými daty jsou například informace o místě měření – tedy trasa, úsek nebo bod, dále objekt měření, kterým může být potrubí, chránička, sonda apod., či naměřené veličiny, jako jsou napětí potenciál, hmotnostní úbytek atd.

Jak se tyto údaje předávají do systému?

Údaje ze záznamníků se v současné době zadávají do systému manuálně za podpory inteligentního formuláře pro vkládání naměřených hodnot nebo importem z měřicích zařízení MEg20 či z aplikací třetích stran. Gasacor dnes používají všechny velké společnosti provozující produktovody na území České republiky, například GasNet, EG.D či Pražská plynárenská nebo ČEPRO.

A tím se dostáváme k inovacím, které umožňují nové IoT technologie. V čem spočívají?

Nové IoT technologie přinášejí firmám značné benefity, a to i v oblasti katodové ochrany. Poskytují bezdrátový sběr, přenos a zpracování pro následnou analýzu dat. Umožňují jim výrazně snížit provozní náklady a prodloužit životnost monitorovacích zařízení. Například IoT platforma SimONet, určená pro monitorování distribuční sítě, poskytuje funkce typu mapování distribuční sítě, monitoring nestandardních jevů, shromažďování údajů za účelem prediktivní či preventivní údržby atd. Co je však hlavní, že jsou finančně nenáročné s krátkou dobou návratnosti a rychlým časem pro jejich nasazení. V současné době jsou například pro úniky tepla ve složitém terénu nasazovány drony s termokamerou – i zde mohou IoT nástroje výrazně pomoci.

V čem jsou konkrétní výhody bezdrátového sběru a přenosu dat?

Bezdrátová technologie pro komplexní ​řešení aktivní katodové ochrany má několik nesporných výhod, které doposud v tak jednoduché a finančně dostupné formě nebyly k dispozici. Poskytuje bezobslužný sběr dat s pravidelným odesíláním všech zaznamenaných měření do informačního nástroje. Díky bezdrátovému měření má provozovatel produktovodů či jiných zařízení data o stavu potrubí z měřicích míst i o správné funkci katodové ochrany k dispozici téměř on-line nebo podle frekvence, kterou si sám určí. Zároveň odpadá potřeba asistence technika na místě. Především v dnešní době, kdy je nedostatek pracovní síly a zvýšený tlak na mzdové náklady, je to pro firmy značný benefit.

IoT platforma SimONet je také ideální pro místa, která jsou exponovaná a pro zákazníka kritická. Umožňuje sběr dat z odlehlých lokalit bez možnosti externího napájení či z míst se složitou instalací ​kabelového přenosu dat​. Modul je napájen bateriově s životností až čtyři roky v závislosti na místních podmínkách. Přenos se realizuje přes moderní bezdrátovou technologii NBIoT. Modul lze také přenášet z místa na místo dle aktuální potřeby měření.

Jaké jsou další výhody této nové technologie?

Jde především o způsob přenosu dat a větší uživatelský komfort. Jak už bylo řečeno, technik musel data na místě osobně změřit a přes záznamník je uložit do souboru, který pak importoval do Gasacoru na svém počítači. To vše nově odpadá, data se ze záznamníku automaticky ukládají do inovovaného informačního systému postaveného na vizualizační platformě SimONet. Díky tomu poskytuje daleko vyšší frekvenci a objem monitorovaných dat, ze kterých lze lépe analyzovat stav a predikovat dle toho údržbu. Pracovníci mají neustále k dispozici komplexní monitoring elektrických i neelektrických veličin. V případě překročení nastavených veličin či havárie systém automaticky nahlásí chybu, což vede k jejímu rychlému a efektivnímu ​odstranění​.

Může zaměstnanec využít pro přístup k informacím třeba mobilní telefon?

Samozřejmě, data lze jednoduše podle uživatelského oprávnění zobrazit v telefonu, tabletu nebo v jiném inteligentním zařízení. Pracovník si také může nastavit zobrazení jen těch údajů, které pro svou práci potřebuje. Technici ji v terénu využijí například v GPS navigaci ve svém mobilu s přesným umístěním měřičů. Nový Gasacor také automaticky vytváří reporty, které jsou ve zvoleném časovém období zasílány odpovědným pracovníkům. Pokud bych to shrnul, díky přehledu o celém chráněném potrubí a analýze může firma efektivně a ekonomicky řídit katodovou ochranu.

IoT technologie a informační nástroj pro správu katodové ochrany jsou české, nebo zahraniční produkty?

Informační nástroj Gasacor s využitím IoT platformy SimONet pro sběr, uložení, vyhodnocení a vizualizaci informací je z dílny vývojářů české společnosti ZAT. Platformu SimONet firma uvedla na trh už v roce 2018. Má širší uplatnění, využívá se například při správě energií, kdy dokáže firmě ušetřit až 30 % nákladů, dále při správě budov, monitoringu polohy, detekci sesuvu půdy, ve zdravotnictví i v prostředí s nebezpečím výbuchu. Co se týká plynárenství, ZAT je dlouhodobým dodavatelem v oblasti distribuce plynu. Patříme mezi přední dodavatele telemetrií pro předávací a regulační stanice plynu. Vzhledem k tomu, naše systémy směřují do základní infrastruktury státu, splňují nejvyšší požadavky na bezpečnost, nevyjímaje kybernetickou. Což uplatňujeme i v IoT technologiích.

Obr. Potenciálový graf (nový Gasacor, data z IoT modulů)

Obr. Měření z IoT modulu (nový Gasacor)

Druhy katodové ochrany

Standardně se používají prvky aktivní a pasivní ochrany. Pasivní protikorozní ochrana spočívá v pokrytí vedení nátěry a povlaky. To však není dostačující, jelikož i malé defekty v povlaku vedou k rychlým lokálním projevům koroze. Proto je k pasivní protikorozní ochraně nezbytná i aktivní katodická protikorozní ochrana, kdy se u chráněné konstrukce, např. potrubí, ve vzdálenosti cca 200 až 300 m vybuduje obětní anoda a spojí se s kladným pólem zdroje stejnosměrného proudu, záporný pak s potrubím. Obětní anoda, tedy anodové uzemnění, se pozvolna korozně rozpouští a tím je potrubí chráněno. (28.11.2022)