V 90. rokoch minulého storočia vznikla potreba prepojenia IV. stavby podzemného zásobníka zemného plynu (PZZP) Láb (v Plaveckom Štvrtku) vo vlastníctve spoločnosti POZAGAS so susedným zásobníkom Baumgarten (čo je i HUB/CEGH) v Rakúsku. Uvažovalo sa o prepojení plynovodom DN 500 PN 80, ktorý musel, samozrejme, prekrížiť i rieku Moravu, a to v blízkosti obce Vysoká pri Morave. Článok sa usiluje zdokumentovať s odstupom času priebeh realizácie úlohy od koncepcie, zadania, projektu, výstavby, sprevádzkovania, rekonštrukcie a súčasnej prevádzky zhýbky pod veľkým vodným tokom, vrátane zabudovania katódovej ochrany.
Je nevyhnutné si uvedomiť, že 70. až 90. roky boli obdobím experimentovania [trvalé medené riadiace elektródy, automatické až pulzné zdroje, TAPATEN (bitumen-krepový papier – PE fólia – krepový papier – bitumen), meracie elektródy bez IR spádu a skúšobné oceľové vzorky, KAO STL plynovodov v mestách, vnútorná KAO veľkých privádzačov vody, KAO ťažobných sond, komplexných a železobetónových konštrukcií, automatické drenážne zariadenia pre obe polarity, mineralizácia, digitálne meracie prístroje s pamäťou, začiatky využívania výpočtovej techniky, koľajnicové AU (anódové uzemnenie urobené z koľajnice) a nové materiály pre anódy a obsypy, programové vybavenia, diaľková kontrola až riadenie, dokonalejšia prepäťová ochrana atď.]. Či úspešného alebo menej úspešného, to by mali posudzovať súčasní prevádzkovatelia, samozrejme, pokiaľ sú dostatočne informovaní, a ak majú aj potrebné skúsenosti.
Historický pohľad s intermezzom
Podľa pôvodného zadania sa projekt katódovej ochrany spomínaného plynovodu končil na izolačnom spoji pred korytom rieky Moravy, a ten bol aj uskutočnený prepojením potrubia na stanicu KAO vlastného zásobníka PZZP Láb (vo vlastníctve NAFTA Gbely) a vtedajšieho Slovtransgazu. Stalo sa tak preto, že nové potrubie prechádzalo v tesnej blízkosti katódovo chránených existujúcich potrubných sietí a všetky tieto dotknuté stanice mali dostatočnú rezervu výkonu. Takže na prvý pohľad žiadny problém, stavba sa už postupne začala realizovať a práve tu zasiahla viac – menej náhoda. Na riaditeľskej porade v Naftoprojekte sa diskutovalo o postupe prác a hovorilo sa aj o pripravovanom pretlaku pod riekou. Na otázku, či sa v prípadne časom zatopenej „chráničke“ nemusí aplikovať KAO, bolo dôrazne vysvetlené, že pretlak bude absolútne suchý a že požiadavkou rakúskej strany bolo, aby sa na ňom nenachádzala ani nijaká priechodná kontrolná šachta, ktorou by sa potom mohli prípadní utečenci (bolo to ešte pred Schengenom) dostávať suchou nohou na druhý breh. Ale súčasne bolo odporučené zúčastniť sa na porade s dodávateľom pretlaku (Hydrosaning Bojnice) priamo na mieste.
Medzičasom sme sa už oboznámili s technickým riešením – zakrivený pretlak sa mal realizovať hydraulicky tlakom z východiskovej šachty čiastkovými betónovými rúrami so svetlosťou 1,6 m dlhými 3 m tak, že sa rúry natáčali pomocou drevených klinov na určený uhol tak, aby pod korytom rieky prechádzali v tvare oblúka. V najnižšom mieste bol pretlak 4 m pod dnom rieky. Vzájomná tesnosť jednotlivých železobetónových rúr sa zabezpečovala oceľovým golierom s náprotivným gumovým tesnením. Do tohto montážneho otvoru sa potom mala zatiahnuť nosná oceľová konštrukcia pre dve potrubia s tým, že zatiaľ bude na držiaky osadené len jedno potrubie. A tak je to vlastne až dodnes (obr. 1). Potrubie, už vopred ohnuté do oblúka, sa potom zaťahovalo dovnútra pomocou žeriavu. Okrem plynovodu tam mal prechádzať v lPE chráničke uložený spojovací optický kábel. Čelá (neizolovaný oceľový plech!) sa tesne navarovali na oceľový golier betónových rúr a vlastné prechody rúr cez ne sa utesňovali kovovo gumovým systémom (Link-seal).
Na priebežnej porade s dodávateľom pretlaku boli položené dve otázky: Či bude tento systém absolútne tesný („áno, bude“), a či tam náhodou nepresiakne tak deciliter vody denne („áno, to je možné“). No a po konštatovaní, že už po roku môže byť značná časť potrubia pod vodou, nastal mierny rozruch. Nakoniec bolo tej vody po skončení pretláčacích prác asi 10 l/s, jednoducho potok. Ale len z rakúskej strany, pretože sa tu prvý raz objavil zvláštny úkaz: prvé tri čelné pretláčané betónové rúry po skončení hydraulického tlaku (!) pokračovali samovoľne ešte chvíľu ďalej na svojej ceste, až sa čiastočne vyšmykli z gumového tesnenia (dodatočné dotesňovanie polyuretánovou penou – PUR – z vonkajšej strany pomohlo iba dočasne). Ale inak, presnosť zvoleného spôsobu pretlaku bola vysoká. Rakúšania, argumentujúci chráneným vtáčím územím, zatĺkli na svojej strane kolík na mieste, kde mal podľa projektu pretlak končiť, tento bol však zvalený vystupujúcim čelom zhýbky.
Tak sa začalo hľadať riešenie, ako tu urobiť vnútornú KAO. Inštalačná a kontrolná vstupná šachta – aspoň na slovenskej strane – sa už stala nutnosťou. V tom čase (okolo roku 1997) bola už bežnejšie dostupná ako líniová flexibilná káblová anóda (Anodeflex). Používala sa už vtedy na rôzne – i experimentálne ciele (elektroosmotické vysušovanie stien kostola Gesulati na nábreží Zattere v Benátkach, KAO podchodu obnaženého ropovodu pod riekou Ondavou – potrubie ropovodu so zlúpnutou izoláciou). Uvažovalo sa preto s jej uložením do PVC perforovanej melioračnej trubky, a keď sa k tomu pridalo jej obloženie horečnatým vápencom (brizolitom), chemickou úpravou vody umelého zatopenia {CaO→Ca(OH)2}, pripojenie na blízke anódové uzemnenie SKAO Vysoká, vnútorných a vonkajších riadených prepojení s premostením izolačného spoja na slovenskej strane a s trvalou („utopenou“) meracou sondou, bol koncept na svete. Izolačné závesy anódy sa zhotovili z pevných trubiek používaných ako chráničky optokáblov. Ale polovica potrubia bola na rakúskej strane, preto sa muselo ísť na rokovanie z Popradu do Viedne do ŐMV. Rokovania boli síce tvrdé, ale ústretové, zodpovednosť za výsledok a prevádzku prevzala slovenská strana. Okrem vlastného potrubia sa pod krídla čiastočnej katódovej ochrany dala i nosná oceľová konštrukcia a výstuž železobetónových pretlačovacích rúr. Preto sa reguloval prúd do anódy (+) a tiež aj do týchto katódovo chránených častí (-) prostredníctvom na povrchu osadených regulačných objektov (RO) pre obe polarity.
V extrémne krátkom čase sa vypracoval dodatok projektovej dokumentácie (PD) a prakticky súčasne sa začala i výstavba, a to novou kontrolnou šachtou. Čo by sa stalo, keby vôbec nebola!
Rakúska strana si vynútila, že na svojom brehu chce mať iba odvetrávaciu trubku (čuchačku) a nás zase zaviazala, že na práce v cca 70 m úseku zhýbky od hraničného stredu rieky po čelo pretlaku musíme mať v cestovnom pase povolenie na práce v Rakúsku(!), i keď sme rakúsku pohraničnú/colnú kontrolu nemali možnosť v tej hĺbke ani vidieť.
Vtedajší dodávateľ prác na KAO však mal „vlastný rozum“, a tak dodávka mala z pohľadu projektu niekoľko nedokonalostí, ktoré sa už nepodarilo do kolaudácie eliminovať…
Po piatich rokoch (roku 2002) sa však naskytla vzácna príležitosť, keď sa prevádzkovateľ rozhodol tento dôležitý medzinárodný „uzol“ skontrolovať. Voda zo zhýbky bola vyčerpaná, a zisťoval sa i korózny stav potrubia a ostatných konštrukcií (obr. 2). Pre zistenie netesností sa odkopalo i čelo na slovenskej vonkajšej strane (tu zlyhalo tesnenie na chráničke optokábla).
Po vstupu do „čiernej diery“ (obr. 3) sme skutočne zistili, že je čierna, najmä vplyvom migrujúceho grafitu z obloženia spriahnutej flexibilnej anódy, pretože dodávateľ nedosypal medzi obal Anodeflexu a melioračnú trubku projektovaný a potrebný zrnitý dolomit (bol symbolicky nasypaný len asi 10 cm od závesu s plastovým T-kusom, čo bolo zanedbateľne málo). Všetky cielene chránené konštrukcie však boli bez známok korózie. Zaujímavé by snáď bolo zistiť, ako sa neskôr grafitové „pokovanie“ prejavilo na rovnomernosti ochranného potenciálu tak na izolovaných oceľových konštrukciách, ako aj na železobetónových rúrach.
Známky korózie (obr. 4) sa naopak našli na veľkoplošných čelách a na všetkých striedavo ponorených detailoch (teda v priestoroch s vysokou zvyškovou vzdušnou vlhkosťou). Trvale ponorené plochy sa vyznačovali už spomínaným silným čiernym zafarbením. Intenzívna korózia sa našla i na poslednom závese anódy na rakúskej strane, ktorý dodávateľ neurobil podľa PD izolačný s kotvením do čela, ale ako kovový bez kotvenia. Ukázalo sa súčasne, že potenciál nastavený na železobetónovú výstuž nestačí na zabránenie korózie na od anódy vzdialených holých oceľových častiach.
Na základe týchto zistení sa urýchlene spracovala zmena riešenia [náhrada káblovej spriahnutej flexibilnej anódy – tá zostala nezapojená na pôvodnom mieste – drôtovou anódou titan/metaloxidovou (ktorá už bola vtedy bežne k dispozícii), vyhotovenie anódovej „pavučiny“ (obr. 5) na oboch čelách pomocou výstuže z nosného horolezeckého lana a lepšie izolovaného vyvedenia anódy do RO, ktoré vtedy dodávateľ trochu – pokiaľ ide o izoláciu – „podcenil“].
Montáž sa však udiala za dramatických okolností. Dunaj v Rakúsku prudko stúpal, jeho úroveň v Bratislave sa blížila k 10 metrom a rieka Morava sa zase rozhodla protestovať tým, že zmenila smer toku. Skutočne – v mieste zhýbky tiekla opačne a jej hladina stúpala rýchlosťou asi 1 cm/min. Na vlastnú montáž drôtovej anódy teda pri eventuálnom náhlom stúpnutí hladiny (a následnom prevalení vody do šachty) znamenalo, že pracovníci na rakúskom úseku (so stúpaním zhýbky – navyše s odfukom vzduchovej bubliny čuchačkou) by mnoho možností na záchranu nemali… Možný čas na montáž sme odhadli asi na tri hodiny, dvaja pracovníci nového dodávateľa sa rozhodli podstúpiť toto riziko na rakúskej strane a projektant dobrovoľne zastúpil montážnika na slovenskej strane… Našťastie sme už skončili, keď voda omývala spodnú časť betónovej šachty… Po rýchlom uprataní a nástupe do evakuačného nákladného auta sme už len videli, ako sa voda prevalila do šachty (a to si tam dovolila vniknúť bez chemického ošetrenia úpravou pH!). Museli sme utekať pred záplavou asi až 1 km proti normálnemu toku Moravy.
Netesnosti zhýbky sú však aj v súčasnosti také veľké, že úroveň hladiny v nej kolíše (s určitým časovým oneskorením) podľa toho, aká je momentálna úroveň hladiny rieky, a zrejme sa tak i vyplavuje a/alebo riedi koncentrácia chemickej úpravy vnútornej vody (vápnom).
Obr. 4 – Čelo s minerálnym povlakom ako „ukazovateľom maximálnej výšky hladiny“ v podchode 
Obr. 5 – „Pavučina“ anódy po rokoch a čelo s krásnym minerálnym povlakom bez korózie
Súčasný stav
Dnešný stav je charakterizovaný zvláštnosťou prihraničnej spolupráce, keď zodpovednosť za prevádzku cezhraničnej línie nesie pre majiteľa (POZAGAS), ktorý nezostávalo mnoho času, navyše nebol k dispozícii ani akvalung (potápačský dýchací prístroj), čo by vykonáva základnú údržbu, spoločnosť Eustream. Podľa dohody sa v rámci kvartálnych prihraničných meraní robia pravidelné kontroly tohto podchodu, spočívajúce v sledovaní výšky hladiny vody v šachte/ podchode, samozrejmosťou je odber vody z rieky Moravy a zo samotného podchodu. Z týchto vzoriek sa vyhodnocuje pH, z komplexných prihraničných meraní sa spolu s rakúskou stranou vypracováva spoločný protokol, a následne sú spoločne navrhované prípadne potrebné nápravné opatrenia.
Ak je potrebné upraviť vodu v podchode, v rámci periodickej kontroly a údržby sa do šachty nalieva zmes vody a vápna. Súvisí to s pretrvávajúcou netesnosťou železobetónových rúr podchodu. Hladina vody v podchode kolíše podľa výšky hladiny rieky, samozrejme, s určitým časovým oneskorením (obr. 6). Katódová ochrana však dodnes (cca po 16 rokoch prevádzky) funguje spoľahlivo a všetky cielene chránené kovové a železobetónové elementy sú stále v dobrej kondícii. Je na nich vidno povlak uhličitanu vápenatého, ktorý pomáha stabilizovať povrch mineralizáciou. Horšie to je s nechránenými časťami podchodu, napríklad kovové schodíky. Hoci boli vyrobené z masívnej hrebienkovej ocele, vplyvom korózie stratili už cca 40 až 50 % svojho objemu. Miesto týchto skorodovaných schodíkov navrhujeme osadiť nový celistvý nekorodujúci rebrík.
V blízkej budúcnosti by sme odporučili vyčistiť podchod po vyčerpaní vody a urobiť jeho komplexnú kontrolu. Stálo by pravdepodobne za to pouvažovať aj nad vybudovaním kontrolnej šachty i na rakúskej strane, čo by značne uľahčilo nasledujúce kontroly a údržbu. Otázka je, či by sa na to našli aj peniaze.
Slovo na záver
Náš článok je treba chápať aj ako upozornenie na dnes dosť opomínanú, tzv. spätnú väzbu medzi investorom, projektantom, dodávateľom a prevádzkovateľom. V súčasnosti sa to totiž až tak veľmi „nenosí“, skôr sa mnohé skutočnosti zahmlievajú. Netreba zabúdať na poučku z kybernetiky, že systémy bez spätných väzieb po čase zákonite podliehajú degradácii, a to platí asi aj všeobecne. Zavedená spätná väzba je jediná možnosť, ako zdokonaliť vzájomné vzťahy, ako skvalitniť projektovanie a prevádzkovanie rôznych technických zariadení (aj experimentálnych) v budúcnosti. Ale sú aj svetlé príklady, že sa táto spolupráca obojstranne osvedčuje a vypláca, nie len pri projektovaní, vlastnej realizácii, skúšobnej a nakoniec aj pri trvalej prevádzke. Samozrejme, že aj spolupráca s uznávanými autoritami je pri tomto procese vždy užitočná. Nám sa zatiaľ vždy osvedčila.
Pretože v súčasnej praxi je značné množstvo pretláčacích potrubí alebo chráničiek zaplavených, bolo by možné podobné riešenie (ako je opisovaný podchod popod rieku Moravu) využiť ako ďalšiu alternatívu aj na iných stavbách.
(Podkladom pre tento článok bola prednáška autorov na 26. koróznom workshope v Prahe. Článok uverejnil aj český odborný časopis Plyn.)
Použité skratky:
KAO – katódová ochrana
PZZP – podzemný zásobník zemného plynu
HUB – obchodný uzol, dnes CEGH – virtuálny trhový bod
lPE – lineárny polyetylén
RO – regulačný objekt
PD – projektová dokumentácia