Cestou, ako predĺžiť životnosť konštrukcií, je systém riadeného starnutia. Bežne sú zaužívané tzv. obhliadky konštrukcií, ktoré ale nedokážu odhaliť skryté chyby, vnesené do  konštrukcií už pri výrobe alebo spôsobené prevádzkovaním konštrukcií. Problém sa bežne rieši až vtedy, keď je chyba viditeľná voľným okom, čo býva veľakrát neskoro. Systémové riešenie problematiky riadeného starnutia sa presadilo doteraz iba v oblasti prevádzky jadrových elektrární. Tu využitím systému riadeného starnutia došlo k predĺženiu bezpečnej životnosti zo 40 na 60 rokov.

Vodohospodárska Výstavba, štátny podnik

Za výkon odborného technicko-bezpečnostného dohľadu nad vodnými stavbami je zodpovedná  VODOHOSPODÁRSKA VÝSTAVBA, ŠTÁTNY PODNIK. Práve štátny podnik realizuje Projekt PREDŽIHOK - predlžovanie životnosti hradiacich konštrukcií, ktorý realizuje v spolupráci so špičkovými slovenskými odborníkmi. Aplikácia systému riadeného starnutia v oblasti vodných stavieb bude prínosom nielen pre rozvoj technicko-bezpečnostného dohľadu, ale aj pre bezpečnosť a prevádzkyschopnosť oceľových konštrukcií vodných stavieb.

Vodohospodárska Výstavba, štátny podnik

Projektovaná životnosť oceľových konštrukcií na vodných stavbách je bežne 30 až 50 rokov. Na Slovensku sú k dnešnému dňu v prevádzke vodné stavby zo 70., 60. ale aj 50. rokov 20 stor. bez zásadných investícií, opráv a renovácií. Samozrejme, je potrebné poznamenať, že oceľové konštrukcie sa napr. aj v  50-tych rokoch navrhovali tak, aby miera bezpečnosti týchto konštrukcií bola v rozmedzí 1,8 až 2,5 násobku a často aj viac. Tento fakt je výhodou pri dlhodobo prevádzkovaných konštrukciách, pracujúcich v sťažených podmienkach, ako je tomu aj v prípade hatí, uzáverov, alebo vrát plavebných komôr. Z toho  vyplýva, že rôzne degradačné činitele vyplývajúce z prevádzky (deformácia, korózny úbytok, vznik a rast únavových trhlín, ...) sú vďaka predimenzovaniu konštrukcií viac „tolerovateľné“ a nemusia sa nepriaznivo prejaviť ani pri modernom prístupe návrhu statického posúdenia, resp. hodnotenia stavu oceľových konštrukcií podľa EUROKÓDU.

Toto však nie je systematický prístup. Nie je možné ho aplikovať všeobecne, ale len na konkrétne konštrukcie, prípadne len na niektoré prvky samotnej konštrukcie. Preto je jednoznačne vhodné zaviesť systematický prístup sledovania poškodení, pravidelných cyklov údržby a opráv napr. systémom riadeného starnutia.

Vodohospodárska Výstavba, štátny podnik

„Zavedením systému riadeného starnutia je možné reálne popísať a v čase sledovať technický stav hradiacich konštrukcií na vodných stavbách. Takto je následne zabezpečená ochrana obyvateľstva a majetku v priľahlých oblastiach vo zvýšenej miere voči stavu pred jeho aplikáciou. Systematický prístup k diagnostike hradiacich konštrukcií zároveň cielene spotrebováva ekonomické zdroje s ohľadom na ich skutočné poškodenie, resp. mechanizmy ktoré toto poškodenie spôsobujú“, vysvetľuje Ing. Vladimír Kollár, generálny riaditeľ Vodohospodárska výstavba, štátny podnik.  Niemenej významnou výhodou tohto systému sledovania je jeho aplikovateľnosť v ktoromkoľvek bode životného cyklu oceľovej konštrukcie.

Počas doterajšieho riešenia projektu bola teória riadeného starnutia využitá na dlhodobo prevádzkovanú oceľovú konštrukciu vodnej stavby hať Drahovce. Na oceľových konštrukciách hate od uvedenia do prevádzky v roku 1960 boli vykonávané merania, revízie a posudky do roku 1975 nepravidelne, približne v trojročných intervaloch, ale po roku 1975 už pravidelne, každoročne až do súčasnosti. Oceľová konštrukcia hatí bola však zásadnejšie postupne opravovaná v rokoch 2010 – 2022. Taktiež bol vykonaný statický výpočet segmentov hate číslo 1 až 4.  Tento potvrdil schopnosť prevádzky konštrukcie. Boli vykonané aj merania hrúbky plechov, ktoré taktiež potvrdili funkčnosť napriek tomu, že boli zistené korózne úbytky. 

Vodná stavba hať Drahovce - šesť hradiacich konštrukcií, ktoré boli ako celok posudzované teóriou riadeného starnutia.

Vodohospodárska Výstavba, štátny podnik

Pri zohľadnení všetkých aspektov návrhu, výroby, prevádzky, vykonaných diagnostických meraní, kontrol, výpočtov a pri dodržaní termínov plánovaných inšpekcií a následne údržby a opráv, je možné prevádzkovať hať v nízkom, alebo pri 90% životnosti v strednom riziku. To znamená, že prevádzka bude bezpečná nielen do konca životnosti, ale aj s možnosťou predĺženia životnosti. Dôležité bude strategické rozhodnutie približne v deväťdesiatom roku životnosti, teda okolo roku 2050. Tu sa rozhodne, či dôjde k náhrade oceľovej konštrukcie hate novou, alebo sa po ďalšej údržbe a opravách bude pokračovať v prevádzke pôvodnej konštrukcie aj ďalej. 

Aktuálne je v realizačnej fáze komplexné aplikovanie teórie riadeného starnutia na hradiace vtokové oceľové konštrukcie na Vodnej elektrárni Nové Mesto nad Váhom.  Konštrukcie, na ktorých prebieha aplikácia sú už vyradené z prevádzky. Realizácia v tomto prípade zahŕňa nielen posúdenie doterajších revízií, kontrol alebo opráv, ale taktiež  vykonanie nedeštruktívnych a deštruktívnych kontrol zvarových spojov a základných materiálov konštrukcie. Následne systémom podobnosti bude možné zistenia a závery z posudzovania hradiacich konštrukcií na  VE Nové Mesto nad Váhom aplikovať aj na ďalšie hradiace konštrukcie používané na iných vodných stavbách vo vlastníctve Slovenských elektrární a.s. za účelom manažovania životného cyklu hradidlových tabúľ.

tab. č. 1.Moduly systému riadeného starnutia oceľových konštrukcií

Priebeh životnosti konštrukcie v jednotlivých rizikových oblastiach, ako by prebiehal v prípade reálneho vývoja degradácie, teoretického vývoja a v prípade riadeného starnutia.

Vodohospodárska Výstavba, štátny podnik

Vodohospodárska výstavba, štátny podnik, je takmer 70 rokov jedným z najdôležitejších garantov a investorov výstavby vodných stavieb na Slovensku. Spoločnosť úspešne prevádzkuje Vodné dielo Gabčíkovo, ktoré umožňuje medzinárodnú plavbu po Dunaji, zabezpečuje protipovodňovú ochranu a výrobu ekologicky čistej energie, ako aj Vodné dielo Žilina na rieke Váh. Vďaka tomu patrí k najvýznamnejším vodohospodárskym subjektom v Strednej Európe. Vodohospodárska výstavba, štátny podnik, je rezortnou organizáciou Ministerstva životného prostredia SR, ktorej cieľom je odborne, zodpovedne a transparentne riadiť činnosti vo vodnom hospodárstve, rešpektujúc pri tom zásady ochrany životného prostredia a princípy trvalej udržateľnosti pre budúce generácie, ako aj pre prosperitu spoločnosti. Skvalitňovaním, inováciou a pokrokovým smerovaním sa podnik radí medzi najefektívnejšie európske spoločnosti vo svojom odvetví.

Hradiace konštrukcie vtokov do vodnej elektrárne.

Vodohospodárska Výstavba, štátny podnik

Článok bol pripravený v spolupráci so spoločnosťou Vodohospodárska výstavba, štátny podnik.