Na úvod je vhodné pripomenúť, že plynárenstvo má na Slovensku veľmi dlhú, vyše 160-ročnú históriu. Počas tohto obdobia by sme všetky inovácie mohli z pohľadu dneška chápať ako nevyhnutnosť, pretože si bez nich už nevieme naše životy a prácu predstaviť. Dovoľte mi však poukázať na aktuálne technologické inovácie, ktoré si hľadajú svoje miesto v slovenskom plynárenstve a potom sa zamyslíme, či sú vecou fikcie alebo nevyhnutnosťou zajtrajška.
DRON – pohľad z oblakov
Áno, je to motoricky vybavená hračka na diaľkové ovládanie. Keďže v poslednom čase sa tieto hračky začali vo veľkom využívať na poskytovanie industriálnych služieb, je potrebné špecifikáciu mierne spresniť. Dron, alebo inak označovaný aj ako UAV (Unmanned Aerial Vehicle), je v našom prípade chápaný ako bezpilotné lietadlo, určené na prevádzku bez prítomnosti pilota na palube. Zahŕňa autonómne lietadlo (t. j. predprogramované bezpilotné lietadlo neriadené pilotom) alebo diaľkovo riadené lietadlo (t. j. bezpilotné lietadlo riadené z riadiacej stanice, ktorá nie je na palube lietadla, obr. 1).
Aktuálne sa môžete dočítať o mnohých, v niektorých prípadoch až bizarných využitiach, no spomeňme tie najznámejšie: ako pomocník polície, hasičov, záchranných zložiek pri mapovaní nebezpečných situácií, ťažko dostupných priestorov alebo nepredvídanej dopravnej situácie; v elektroenergetike na kontrolu stožiarov veľmi vysokého napätia, veterných turbín; použitím na siatie semena v poľnohospodárstve môžu klesnúť náklady až o 85 % a úspešnosť uchytenia zárodku stúpne až o 75 %.
Možné využitie dronov v SPP – distribúcia
Spoločnosť SPP – distribúcia (SPP-D) má ako prevádzkovateľ distribučnej siete
povinnosť vykonávať na všetkých plynovodoch činnosti preventívneho charakteru, ktoré
majú v pravidelných cykloch monitorovať bezpečný a spoľahlivý stav distribučnej
siete, resp. identifikovať akékoľvek nedostatky, ktoré je potrebné odstrániť.
Monitoring potenciálneho úniku je nevyhnutný špeciálne v lokalitách, kde
vysokotlakové plynovody (VTL) prechádzajú cez zastavané územie s ťažko
dostupnými zónami. Práve v takýchto podmienkach, kde dosahy potenciálnych nežiaducich
udalostí môžu mať za následok kritické ohrozenie bezprostredného okolia, je
možnosť výkonu inšpekcie potrubia prostredníctvom bezpilotnej leteckej techniky
efektívnym spôsobom, ako naplniť požadované legislatívne opatrenia a zabezpečiť
reálne preverenie stavu potrubia.
Monitoring bezpečnostných a ochranných pásiem predovšetkým VTL plynovodov je jednou z najdôležitejších, ale zároveň najzložitejších úloh, aké naša spoločnosť vykonáva. Za týmto účelom vykonávajú naši i revízni technici pravidelné obhliadky a zaznamenávajú všetky objekty nachádzajúce sa v ochrannom a bezpečnostnom pásme plynovodu, pretože možu ohrozovať samotnú integritu plynovodu, resp. v prípade vzniku mimoriadnej situácie môžu byť vystavené fyzickému ohrozeniu. V ťažko dostupných zónach (napr. v záhradách rodinných domov), môže byť ich výkon až priam nemožný. Dron vybavený kamerovým systémom sa osvedčil ako vynikajúci pomocník v rizikových pásmach, ktorého následné analyzovanie snímok v čase dokáže presne stanoviť počet, vzdialenosť a plochu týchto objektov (čierne stavby, prístavby, ba dokonca nadstavby), obr. 2. Nemenej dôležitá je rýchlosť takejto formy inšpekcie v porovnaní s konvenčným spôsobom vrátane spoľahlivej digitalizovanej evidencie.
Spomínané obývané zóny bývajú medzi sebou oddelené plotmi, sú teda vcelku nepriechodné, čo sťažuje a predlžuje prácu našim diagnostikom. Z tohto vyplýva, že výkon, ktorý by na plynovode v poli trval len pár minút, môže v intraviláne trvať aj pár dní. Dron vybavený detektorom metánu na báze laseru (obr. 3), dokázal zachytiť reálny únik plynu. Optimálna výška letu bola po testovaní stanovená na 15 metrov a rýchlosť letu na 2 metre za sekundu.
Pozitívom je, že veľmi diskutovaná slovenská legislatíva, ktorá nám v priebehu testovania zväzovala ruky, sa aktuálne výrazne mení v prospech využitia dronov v priemysle.
Nedeštruktívne technológie – pohľad pod povrch
Ako zistiť aktuálny stav oceľového materiálu, ktorý je meter a viac pod zemským povrchom? Najjednoduchšie je ho odkopať, vizuálne prezrieť, použiť vhodnú nedeštruktívnu metódu, aby sme sa dostali do štruktúry materiálu a namerané výsledky vyhodnotiť. Na monitorovanie stavu ocele používame vnútornú inšpekciu, ktorá však môže byť z technického hľadiska aplikovaná len na cca 1 200 km z celkových 6 300 km VTL siete. Výstupom inšpekcie sú zistenia týkajúce sa úbytku a defektov materiálu, buď výrobného alebo prevádzkového charakteru, stavu zvarov a preliačin z dôvodu tlaku okolia. Našou hlavnou prioritou sa preto v poslednom čase stalo hľadanie nedeštruktívnej alternatívy k vnútornej inšpekcii, ktorú by bolo možné použiť na monitoring stavu vnútorne neinšpektovateľných oceľových potrubí. Tejto problematike sa celosvetovo venujú poprední materiáloví inžinieri. V priebehu rokov 2017 až 2019 sme v rámci rôznych miest Slovenska odskúšali viaceré nové bezvýkopové technológie. Prvá je založená na riadených ultrazvukových vlnách, obr. 4. V malom výkope (3 x 3 m) aplikujeme na potrubie „golier“ Teletest Focus, ktorý vysiela vlny pozdĺž steny potrubia mimo výkopu a pri náraze na materiálový defekt sa tieto vlny vrátia naspäť ku „golieru“. To znamená, že s minimálnymi nárokmi na zemné práce by mala vedieť táto technológia zistiť defekty s určitými parametrami aj niekoľko desiatok metrov vzdialených od výkopu. Žiaľ, vykonanými meraniami sa nám metóda javí ako málo efektívna, pretože nedosahovala požadovanú úroveň z dôvodu nami historicky používanej povrchovej izolácie, ktorá rýchlo utlmovala šírenie vysielaných vĺn.
Výkyvy magnetizmu ocele a jeho priamy vzťah s napätím, ktoré je vnášané do materiálu pri defektoch a vplyvoch okolia, je základom druhej technológie Stress Concentration Tomography (SCT), obr. 5. Prebieha pochôdzkovým spôsobom, a teda nie je podmienená výkopmi. Testovanie prebehlo na štyroch úsekoch v celkovej dĺžke 6,3 km. Naším záujmom bolo porovnanie s vnútornou inšpekciou, preto sme zvolili vnútorne inšpektovateľné plynovody, u ktorých máme detailné informácie o doposiaľ neopravených materiálových defektoch. Porovnanie vykazuje identifikáciu 50 až 70 % významnejších defektov. Najväčším problémom je absencia závažných defektov na VTL plynovodoch, o ktorých by sme vedeli, a na ktorých by sme si mohli jednoznačne potvrdiť spoľahlivosť tejto metódy, pretože významné defekty opravujeme priebežne po každej vnútornej inšpekcii. Pretože metóda SCT identifikovala zaujímavé percento menej závažných defektov, domnievame sa, že by mohla byť dostatočne spoľahlivá pri identifikácii závažných materiálových vád.
Ďalšou testovanou technológiou je Empit (Electromagnetic pipeline testing – na Slovensku skôr známou pod názvom „NoPig“), ktorá je takisto schopná posúdiť potrubie z povrchu na základe skúmania magnetického prejavu materiálu. Jej identifikácia vybraných defektov je certifikovaná a išlo skôr o odskúšanie najnovšej modifikácie zariadenia a porovnanie s ostatnými technológiami. Každá z alternatív má svoje silné a slabé stránky. Niektoré zistenia sú ťažko dokázateľné konvenčným spôsobom, pretože sa bavíme o prejave napätia v potrubí. Túto jeseň nás čakajú merania priamo vo výkopoch na miestach, na ktoré nás upozornili výsledky z testovania spomenutých technológií. Veríme, že po testovaní budeme vedieť vyhodnotiť vhodnosť použitia technológií z hľadiska dostupnosti terénu, rozsahu aplikácie, obmedzení z hľadiska povrchu, hĺbky uloženia a okolitých vplyvov, či technickej špecifikácie monitorovaného plynovodu.
IoT – prepojenie vstavaných zariadení internetom
Internet veci (IoT- Internet of Things) – je systém vzájomne prepojených mechanických a digitálnych zariadení, objektov, zvierat alebo ľudí, ktoré sú vybavené unikátnymi identifikátormi a schopnosť prenášať dáta po sieti bez nutnosti interakcie človek – človek alebo človek – počítač. Použitie tohto konceptu (aj pod inými názvami) môžeme nájsť v minulosti a v súčasnosti v mnohých priemyselných odvetviach, ako napr. poľnohospodárstvo, zdravotníctvo, doprava alebo energetika. Technológia IoT umožňuje zariadeniam komunikovať bezpečne a na veľké vzdialenosti pri minimálnej spotrebe energie.
SPP-D v rámci pilotného projektu v súčasnosti testuje nasadenie IoT prenosových zariadení v spojení s membránovým plynomerom na odberných miestach v kategórii odberateľov maloodber a domácnosti, obr. 6.
Zariadenia sú prevádzkované v rádiovej sieti SIGFOX. Prenosové zariadenia zabezpečujú prenos stavu číselníka počítadla plynomera. V prípade úspešnej pilotnej prevádzky uvažuje SPP-D prenosové zariadenia v sieti IoT využívať aj v budúcnosti ako službu poskytovania nadštandardných dát koncovým odberateľom plynu od roku 2020 a pre interné účely SPP-D.
Ďalšie využitie vidíme v prenose informácií, ktoré sa týkajú potenciálneho zosuvu pôdy v okolí plynovodu v geologicky nestabilných oblastiach, počas intenzívnych zrážok, respektíve topenia sa snehu, pomocou tenzometrických snímačov, ktoré sú v mnohých prípadoch fyzicky ťažko dostupné. Tak isto uvažujeme o komplexnom diaľkovom monitoringu funkčnosti katódovej ochrany v prepojovacích bodoch (okrem už diaľkovo sledovaných staníc katódovej ochrany), ktorá je z pohľadu ochrany vysokotlakových oceľových plynovodov nevyhnutná.
Pre správne riadenie aktív spoločnosti je nevyhnutné čo najlepšie poznať reálny technický stav a mať detailne zmapované potenciálne hrozby. Následne správne alokovať zdroje spoločnosti na nápravné opatrenia a neustále monitorovať prípadné zmeny. Nové technológie nám pomáhajú dostať sa k týmto informáciám rýchlejšie, lacnejšie, opakovane a automatizovane, čo vedie k efektívnej a najmä bezpečnej starostlivosti o nášho zákazníka. Takže odpoveď na otázku z nadpisu za spoločnosť SPP – distribúcia znie: „ÁNO“, je nevyhnutné technické inovácie skúmať a hľadať im zmysluplné miesto v našich životoch.