Kuidas korrosioon ohustab elamute veevarustust ja mida me saame selle vastu ette võtta

Seal on rohkem kui 2,2 miljonit miili maa-alune veeinfrastruktuur USAs, millest suur osa on oma ettenähtud kasutusaja ammu ületanud. Mida rohkem kasvab meie elanikkond ja mida rohkem mõjutavad neid süsteeme kliimaga seotud katastroofid, näiteks üleujutused, orkaanid ja äärmuslikud temperatuurid, seda suuremaks muutub korrosioonirisk.

Sellist riski on liiga lihtne unustada, kui need torustikud on maetud. Mõtteviis "silmist väljas, meelest väljas" suurendab teenuse katkestuste ja rahvatervise rikkumiste ohtu. Omavalitsused peavad astuma samme, et elamute veevarustus jääks usaldusväärseks, ohutuks ja kõigile, kes seda vajavad, kättesaadavaks.

Korrosioon ja joogivee infrastruktuur

Kui metall puutub kokku korrosiooniga, see halveneb järk-järgult. Joogiveesüsteemides võib see juhtuda nii sisemiselt, kui vesi reageerib torude seintega, kui ka väliselt, kui pinnase niiskus, soolsus ja saasteained mõjutavad seda. Korrosioon lagundab metalli, leostades joogivette pliid, vaske, rauda ja mangaani. Rooste koguneb ja ahendab voolu, põhjustades toruseinte purunemist ja suurendades purunemisohtu.

EPA (Environmental Protection Agency) ennustab, et meie joogiveesüsteemid vajavad üle $470 miljardit remonditöid 2037. aastaks, et vältida suurenenud terviseriski. Korrosioon on selle kõrge hinna peamine põhjus.

Üleujutused, soolane vesi ja kasvav korrosioonioht

Keegi ei taha teist Flint, Michigan'i stsenaariumi. Omavalitsused seisavad silmitsi raskete otsustega ja Flint ei olnud erinev. Veevarustuse üleviimine Detroitist Flint Riverisse 2014. aastal tekitas kohalikule kogukonnale tohutuid terviseprobleeme, mis viisid lõpuks üleriigiliste uudiste tähelepanu ja kohtuprotsessideni, mille tulemuseks olid oodatust palju suuremad kulud.

Mõned veevarustuse majandamisega seotud võimalused jäävad väljapoole valitud komisjonide või linnaametite otsustusprotsessi. Kliima muutlikkus suureneb, mis seab süsteemid suurema korrosiooniriski alla, eriti rannikualadel, madalal asuvatel või üleujutustele vastuvõtlikel aladel. Selle vältimiseks on vaja erilist tähelepanu pöörata:

• Mulla küllastumine ja anoodi varjestus: Tõusev veetase suurendab maetud infrastruktuuri ümbritseva keskkonna juhtivust. Hajevoolude liikumine suureneb ja küllastuvad kaitsekatted ei toimi enam tõhusalt. See tekitab hapnikupuudusega tsoonid, mis soodustavad mikroobide poolt mõjutatud korrosiooni (MIC).
• Soolase vee sissetung: Rannikualadel Maine'ist Floridani on juba praegu näha tormituuleid ja meretaseme tõusu. Siis satub soolane vesi süsteemidesse, mis algselt olid mõeldud mageveekasutuseks. Sool (eriti kloriidioonid) on väga agressiivne metallide, näiteks terase ja vase suhtes. Need soolaga koormatud üleujutused tungivad ventiilikastidesse, hüdrantidesse ja mehaanilistesse ruumidesse. Vaadake lihtsalt 2005. aasta orkaan Katrina selliste kahjustuste kohta tõendite leidmiseks.  
• Temperatuuri ekstreemsused ja maapinna nihked: Järskude külmumis-sulamistsüklite nihked lõhuvad ja nihutavad kaitsekatteid või terveid maetud torustikke ja mahuteid. Hetkel, mil kaitsebarjäär on rikutud, hakkab korrosioon toimima. Samadest protsessidest tingitud pinnase nihkumine pingestab füüsiliselt ühendusi, mis viib lekete ja korrosiooni alguse suurenemiseni.

Fakt on see, et kliimamuutused põhjustavad suuremat ohtu söövitavatele elementidele. On põhjus, miks USA armee inseneride korpus avaldab ajakohastatud kliimamuutustega kohanemise kavad. See ei ole enam teoreetiline mure.

Miks koduomanikud peaksid hoolima

Mida rohkem munitsipaalrajatisi ja -infrastruktuuri on korrosioonikahjustustele avatud, seda suurem on oht naistele, meestele ja lastele, kes saavad vett oma kodudes. Plii imbub vette ja surve väheneb. Isegi nii lihtne asi nagu parandamata leke võib põhjustada kõrgeid igakuiseid kommunaalarveid.

Teie kodu võib olla ohus, kui:

• See on ehitatud enne 1986. aastat.
• Te võite oma vees maitsta metalli või see on värvunud.
• Te elate rannikualadel või üleujutusohtlikel aladel
• Teie torustik hõlmab tsingitud terast

Korrosioon kahjustab sisemist torustikku. Selle tulemuseks on kallis remont, vee kvaliteedi halvenemine, kinnisvara väärtuse vähenemine ja suurem oht tervisele (eriti väikeste laste ja rasedate naiste puhul).

Kuidas insenerid võitlevad vee infrastruktuuri korrosiooni vastu

Hea uudis on see, et abi on olemas. Korrosioon võib olla vältimatu, kuid õigete vahenditega on see ka hallatav. Korrosiooniteaduse, katoodilise kaitse ja keskkonnatehnika alal otseseid kogemusi omavad spetsialistid on hädavajalikud, et tagada munitsipaalveesüsteemide ohutus ja pikaealisus.

Katoodilise kaitsesüsteemi kasutamine pakub täiustatud ja jälgitavat kindlust, mis suunab korrosioonitegevuse kriitilistest torustikest, mahutitest ja muudest rajatistest (näiteks veepuhastusjaamast) eemale. Nõuetekohase projekteerimise ja hoolduse korral võib see pikendada ressursside kasutusiga aastakümnete võrra, eriti kui seda kombineerida IoT (asjade internet) andurite, pilvandmetöötluse ja ML (masinõppe) integratsioonidega.

Kogenud insenerid soovitavad ja paigaldavad ka korrosioonikindlaid materjale. Varasematest süsteemidest pärit vase, tsingitud terase ja pliitorude asemel võib kasutusele võtta uusi materjale, nagu suure tihedusega polüetüleen või PVC. Epoksiidiga vooderdatud duktiilne raud või sulatatud katted tagavad, et maetud torustikud on hästi kaitstud. Isegi nii lihtne asi nagu roostevabast terasest liitmikud vähendab kokkupuudet soolaga.

Tähelepanu tuleb pöörata kaitsekattele ja -vooderdusele, näiteks terastorude epoksüvooderdusele või tsementmördiga vooderdusele veetorustiku sees. Need kõik nõuavad siiski regulaarset hooldust ja reaalajas jälgimist.

Seepärast ongi koostöö Dreiym Engineeringi meeskonnaga nii oluline. Te soovite neid täiustatud korrosiooniuuringuid ja pinnase eritakistuse teste, et tagada, et ümbritsev keskkond ei tekita tulevikus kahjustusi. Vähemalt palkaksite meie-suguse meeskonna tulevikukindluse või hindamisaruannete koostamiseks, kui kaalute, millist katoodilist kaitset vee infrastruktuuri jaoks kasutada.

Mida kohalikud omavalitsused saavad teha

Vastutus puhta, ohutu ja kasuliku joogivee tarnimise eest langeb sageli omavalitsuste ja haldusnõukogude õlgadele. See võib olla tõeline väljakutse, kuna eelarved muutuvad kitsamaks ja kliimamuutused mõjutavad seda, kus olemasolevaid ressursse kõige paremini kasutada. Lõpp tulemuseks on, et korrosioon juhtimine lükatakse sageli edasi mõne teise "kriitilisema" olukorra kasuks.

Selliste olukordade vältimiseks peaks tulevikku mõtlev omavalitsus:

• Planeerida ja viia läbi kõige haavatavamate infrastruktuuride korrapärane riskihindamine.
• Rakendada nutikaid seireseadmeid, nagu ML, asjade internet ja katoodikaitse süsteemid.
• Kavandada "kliimakindel" infrastruktuur, mis kujundab süsteemid ümber nii, et need taluvad üleujutusi, soolaga kokkupuutumist ja temperatuurimuutusi.
• Tehke koostööd spetsialistidega, kes suudavad pakkuda pikaajalist korrosiooniplaneerimist.

On hädavajalik, et omavalitsused tunnistaksid nende meetmetega seotud pikaajalist kulude kokkuhoidu ja väiksemaid terviseriske, selle asemel, et keskenduda üksnes esialgsetele kuludele. Nende muudatuste tegemine praegu on tõenäoliselt palju kulutasuvam kui hääletuse edasilükkamine aastateks või aastakümneteks, kui on juba liiga hilja.

Mida majaomanikud saavad teha

Kuigi omavalitsused kontrollivad enamikku veeinfrastruktuuri, saavad koduomanikud võtta mitmeid meetmeid, et vähendada korrosiooniga seotud veeprobleemide ohtu. Paljudes maakogukondades kasutatakse kaevusid või on vananenud süsteemid, mis vajavad väljavahetamist. Vastutustundlik koduomanik peaks kaaluma:

• Iga-aastaste veekatsete tegemine mineraalide, metallide ja pH/kõrkuse taseme tuvastamiseks korrosiooniohtude suhtes.
• Kontrollida majas juba olemasoleva torustiku tüüpi, et veenduda, et see ei sisalda ohtlikku vaske, pliid või tsingitud terast.
• Täiustatud filtreerimise paigaldamine tarbevee jaoks, eriti kodudes, kus elavad väiksemad lapsed.
• Külma vee jooksutamine 30-60 sekundit enne joomist, et loputada võimalikud saasteained välja.

Väike üldsuse harimine aitab oluliselt vähendada elanikkonna terviseriski. Teavitamine peaks tulema omavalitsuste ja rahvaterviseorganisatsioonide poolt, kuid seda peaksid toetama lugupeetud inseneribüroode, nagu Dreiym Engineering, teadmised ja kogemused.

Infrastruktuuri tervis on rahvatervis

Korrosioonirisk ei pruugi olla nii intrigeeriv kui poliitiline skandaal või suur tulekahju, mis tekitab kahju kesklinnas. Probleem on selles, et see vaikne, püsiv oht mõjutab miljonite kodude joogivett. Kui süsteem on kahjustatud või saasteained lekivad infrastruktuuri, kasvab oht eksponentsiaalselt.

Keskse tähtsusega peab olema kliimamuutustega seotud sündmuste, nagu üleujutused, soolase veega kokkupuutumine, orkaanid ja muud katastroofid, ohu leevendamine. Ennetava hoolduse jaoks on oluline arukas projekteerimine, materjaliteadus ja ennetav järelevalve.

Koostöö meie meeskonnaga Dreiym Engineering tagab, et teil on kogenud partner, kes saab pakkuda nõu ja projekteerimist katoodilise kaitse süsteemide ja täiustatud seirelahenduste valdkonnas. Oleme valmis toetama järgmise põlvkonna vastupidavaid veesüsteeme.