Vízgazdálkodási Építővállalat: a vízszerkezetek tartóssága az acélszerkezetekről való gondoskodástól függ

A szerkezetek élettartam-meghosszabbításának módja az irányított öregedési rendszer. Általában alkalmazzák az ún. szerkezeti ellenőrzéseket, de ezek nem képesek a gyártás során a szerkezetekbe beépült vagy a szerkezetek működése által okozott rejtett hibák felderítésére. A problémát általában csak akkor kezelik, amikor a hiba már szabad szemmel is láthatóvá válik, ami gyakran túl késő. A szabályozott öregedés problémájának szisztematikus rendszere eddig csak az atomerőművek üzemeltetése területén valósult meg. Itt az irányított öregedés alkalmazása 40-ről 60 évre hosszabbította meg a biztonságos élettartamot.

A vízépítési szerkezetek szakszerű műszaki és biztonsági felügyeletéért a ÁLLAMI VÍZGAZDÁLKODÁSI ÉPÍTŐVÁLLALAT a felelős. Ez az állami vállalat valósítja meg a PREDŽIHOK projektet – a gátszerkezetek élettartamának meghosszabbítása tervezetét, amelyet szlovák élvonalbeli szakértőkkel együttműködve valósít meg. A szabályozott öregedési rendszer alkalmazása a vízszerkezetek területén nemcsak a műszaki és biztonsági felügyelet fejlesztése, hanem a vízszerkezetek acélszerkezeteinek biztonsága és használhatósága szempontjából is előnyös lesz.

A vízépítmények acélszerkezeteinek tervezett élettartama általában 30–50 év. Szlovákiában ma a 20. század 1970-es, 60-as és 50-es éveiből származó vízszerkezetek is üzemelnek még, nagyobb beruházások, javítások és felújítások nélkül. Természetesen itt meg kell jegyezni, hogy az acélszerkezeteket például az 1950-es években is úgy tervezték, hogy ezeknek a szerkezeteknek a biztonsági mérőszintje 1,8–2,5-szeres, sőt gyakran még ennél is nagyobb volt. Ez a tény előnyös a hosszú ideig működő, nehéz körülmények között működő szerkezetek esetében, mint például a vízművek, zsilipek vagy zsilipkapuk esetében is. Ebből következik, hogy a működésből eredő különböző degradációs tényezők (deformáció, korróziós veszteség, anyagfáradási repedések kialakulása és növekedése) a szerkezetek túlméretezésének köszönhetően jobban „elviselhetőek”, és nem befolyásolja őket hátrányosan még az acélszerkezetek EUROKÓD szerinti szerkezetértékelő tervezésének vagy állapotértékelésének modern megközelítése sem.

Ez azonban nem szisztematikus megközelítés. Nem alkalmazható általánosságban, hanem csak bizonyos szerkezetekre vagy magának a szerkezetnek csak bizonyos elemeire. Ezért egyértelműen ajánlatos a károsodások nyomon követésének, a rendszeres karbantartásnak és a javítási ciklusoknak a szisztematikus megközelítését bevezetni, pl. egy ellenőrzött öregedési rendszerrel.

„Egy irányított öregedési rendszer bevezetésével a vízépítési rendszereken lévő gátszerkezetek műszaki állapota reálisan leírható és nyomon követhető az idő múlásával. Így a vele szomszédos területek lakosságának és vagyonának védelme a későbbiekben fokozott mértékben biztosított az alkalmazás bevezetését megelőző állapothoz képest. Ugyanakkor a gátépítmények diagnosztikájának szisztematikus megközelítése célzottan használja a gazdasági erőforrásokat is, azok tényleges károsodása, illetve az azt okozó mechanizmusokat figyelembe véve” – magyarázza Vladimír Kollár mérnök, az Állami Vízgazdálkodási Építővállalat vezérigazgatója. Ugyanilyen fontos előnye ennek a nyomkövető rendszernek, hogy az acélszerkezetek életciklusának bármely pontján alkalmazható.

Az eddigi projekt során az ellenőrzött öregedés elméletét a drahovcei vízmű hosszú távon működő acélszerkezetére alkalmazták. Az 1960-as üzembe helyezés óta a vízmű acélszerkezetén méréseket, ellenőrzéseket és értékeléseket végeztek, rendszertelenül, 1975-ig körülbelül háromévente, 1975 után azonban rendszeresen, évente, egészen napjainkig. A vízmű acélszerkezetét azonban 2010 és 2022 között szakaszosan jelentősebb mértékben javították. Az 1-4. számú szegmensek statikai felmérését is elvégezték. Ez megerősítette a szerkezet működőképességét. A pléhlemezek vastagságának mérését is elvégezték, amelyek szintén megerősítették a működőképességet, annak ellenére, hogy korróziós veszteségeket észleltek. 

A tervezés, gyártás, üzemeltetés, diagnosztikai mérések, ellenőrzések, elvégzett számítások minden szempontját figyelembe véve, valamint a tervezett ellenőrzési és az azt követő karbantartási és javítási ütemtervek betartásával a vízmű alacsony, illetve 90%-os élettartamú, közepes kockázatú üzemeltetése lehetséges. Ez azt jelenti, hogy az üzemeltetés nemcsak az élettartam végéig, hanem az élettartam meghosszabbításának lehetőségével is biztonságos. A fontos stratégiai döntést az élettartam kilencvenedik éve körül, azaz 2050 körül kell meghozni. Ekkor dől majd el, hogy az acélszerkezetet újra cserélik-e ki, vagy az eredeti szerkezet további karbantartások és javítások után tovább működik. 

A szabályozott öregedés elméletének átfogó alkalmazása jelenleg a vágújhelyi vízerőmű acélszerkezetes beeresztő gátkapui esetében a megvalósítás szakaszában van. Azokat a szerkezeteket, amelyekre az alkalmazás vonatkozik, már leszerelték. A végrehajtás ebben az esetben nemcsak a korábbi vizsgálatok, ellenőrzések vagy javítások értékelését foglalja magába, hanem a hegesztett kötések és a szerkezet alapanyagainak roncsolásmentes és roncsoló vizsgálatát is. Ezt követően a vágújhelyi vízerőmű kapuszerkezeteinek értékeléséből származó megállapítások és következtetések a vágújhelyi vízerőmű tulajdonában lévő más vízépítményekben használt kapuszerkezetekre is alkalmazhatók a gátlapok életciklusának meghatározása érdekében.

1. táblázat - Az acélszerkezetek szabályozott öregedési rendszerének moduljai

MODULSZÁM - TEVÉKENYSÉG HATÉKONYSÁGA

1 Az ellenőrzési időközök meghatározása

2 Átfogó diagnosztika

3 Kárelemzés

4 A maradék élettartam meghatározása

5 Kategorizálás

6 Az egyes részegységek felmérése

7 A (meglévő) adatbázisok kiegészítése

8 Gazdasági elemzés

9 Karbantartás és javítás (ismeretalapú megközelítés alapján)

10 A biztonságos élettartam meghatározása

11 Leszerelés (új beruházási terv)

1. ábra - A tervezési élettartam alakulása az egyes kockázati területeken, ahogyan az a valós degradáció, a fejlődés elméletben és a szabályozott öregedés esetén lezajlana

2. ábra - Drahovcei vízmű – hat gátszerkezet, amelyeket a szabályozott öregedés elmélete szerint értékeltek

3. ábra - A vízerőmű beömlőnyílásainak gátszerkezetei

Az Állami Vízgazdálkodási Építővállalat közel 70 éve az egyik legfontosabb garanciavállalója és beruházója a szlovákiai vízépítészetnek. A vállalat sikeresen működteti a bősi vízművet, amely lehetővé teszi a nemzetközi hajózást a Dunán, árvízvédelmet és ökológiai szempontból tiszta energiatermelést biztosít, valamint a zsolnai vízművet a Vág folyón. Ezzel Közép-Európa egyik legjelentősebb vízgazdálkodási egységévé vált. Az Állami Vízgazdálkodási Építővállalat a Szlovák Köztársaság Környezetvédelmi Minisztériumának egyik főosztályi szervezete, amelynek célja a vízgazdálkodással kapcsolatos tevékenységek szakszerű, felelős és átlátható irányítása, a környezetvédelem és a fenntarthatóság elveinek tiszteletben tartásával a jövő generációk, valamint a társadalom jóléte érdekében. A minőség, az innováció és a haladás szempontjából, saját ágazatában a vállalat a leghatékonyabb európai vállalatok közé tartozik.