Vliv času na soustavy veřejného osvětlení (VO) se různým způsobem dotýká všech jednotlivých komponent od rozvodných skříní až po světelné zdroje. Všechny prvky soustav veřejného osvětlení jsou vlivem času postiženy. Tento fakt se přirozeným způsobem odráží na jejich kvalitě. Na žádný z prvků soustav VO však nemá vliv času tak kritické důsledky jako na stožáry veřejného osvětlení. Proto se tento příspěvek bude dále zabývat pouze vlivem času na stožáry VO.

Úvod do problematiky koroze stožárů VO
V celé České republice je odhadem přes jeden milion stožárů VO. Velká část těchto stožárů je blízko odhadované doby životnosti, nebo na její hranici v mnohých případech i za ní. Odhadovaný průměrný věk starších typů stožárů je přes 30 let. Přesné určení času, kdy stožár překročí dobu trvanlivosti je navíc značně problematické. Z praktických zkušeností získaných údržbou desítek tisíc stožárů vyplývá, že rozptyl životnosti stožárů je 15 – 50 let. S ohledem na množství negativních vlivů, které tento rozptyl způsobují a počet typů stožárů, je velmi složité vytvořit univerzální systém detekce koroze, dostatečně přesný a zároveň použitelný ve všech případech. Nutným požadavkem pro takovýto systém detekce je, aby detekční metoda byla nedestruktivní.

Příčiny vzniku koroze
Příčiny vzniku koroze stožárů VO se dají rozdělit do několika skupin podle charakteru poškození.

• Mechanické poškození
  Klimatické vlivy (déšť, sníh, silný vítr)
  Vnější nastrojení (trakční vedení, reklamy, kamery)
  Odletující štěrk (v případě bezpaticových stožárů)
• Chemické poškození
  Oxidace vlivem kontaktu s vodou
  Agresivní zimní posyp
  Další vlivy
• Elektrické poškození
  Bludné proudy z trakčního vedení

Obecně se dá říci, že se vzrůstajícím počtem negativních vlivů se jejich účinek na kvalitu stožárů úměrně navyšuje.

Rozdělení místa vzniku koroze podle typu stožáru

Všechny typy stožárů VO lze rozdělit do dvou skupin

• Paticové
• Bezpaticové

Osazení stožáru paticí má oproti stožáru bezpaticovému několik výhod. Na druhou stranu s sebou přináší i podstatné nevýhody.

Obr. 1 Kritická místa bezpaticových a paticových stožárů

Výhoda patice spočívá v tom, že stožár samotný chrání v jeho přízemní části před mechanickým poškozením a částečně i před poškozením chemickým, především před agresivním zimním posypem. Velkou nevýhodou paticových stožárů je fakt, že samotný stožár v místě, kde jej kryje patice je jen těžko přístupný a tudíž je v těchto místech údržba povrchové protikorozní ochrany z praktických důvodů vynechána. Toto vede ke vzniku koroze právě v místech krytých tělesem patice. K tomuto jevu přispívá i skutečnost, že ve vnitřním prostoru patice se vytváří určité „mikroklima“ s vyšší vlhkostí vzduchu. Naopak stožáry bezpaticové jsou protikorozním ochranným nátěrem chráněny až do místa vetknutí. V tomto místě jsou tyto stožáry nejvíce namáhány vlivem mechanických sil způsobených např. větrem. Je tedy logické, že nejkritičtější místo pro vznik koroze u bezpaticových stožárů je právě od místa jejich vetknutí až do hloubky 10 – 20cm pod povrchem. Rozdíl mezi paticovým a bezpaticovým stožárem popisuje obrázek 1.

Metody diagnostiky koroze stožárů VO
Nedestruktivní metody inspekce koroze stožárů VO vychází z několika základních principů. Jsou to:

Metody vířivých proudů
Metody založené na tomto principu využívají k detekci koroze speciální sondu. Tato sonda určuje tloušťku měřeného feromagnetického materiálu podle vířivých proudů, které jsou sondou v materiálu indukovány. Magnetické pole úměrné šířce materiálu vyvolané těmito proudy je zpětně detekováno měřící sondou. Výhodou tohoto měření je, že na rozdíl od měření např. ultrazvukem zde není podmínka, aby měřící sonda byla v přímém kontaktu s měřeným materiálem. Různé ochranné nátěry či izolace zde tedy nepředstavují závažný problém. Pro co nejpřesnější obraz o stavu měřeného objektu je nutné provést měření v husté síti bodů. To může být problém v případě, že se jedná o objekt, jehož některé části jsou mimo dosah měřící sondy. Bohužel v praxi tento problém nastává u paticových stožárů, kdy v oblasti uvnitř těla patice je měření sondou téměř nemožné, v oblasti pod místem vetknutí vyloučené. U bezpaticových stožárů je inspekce možná prakticky v celém rozsahu stožáru potenciálně napadeném korozí, tzn. 1m nad zemí až 60 cm pod zemí.

Metody vibrační
Metody založené na tomto principu vychází z mechanického namáhání měřeného stožáru předem definovanou harmonickou silou. Tímto způsobem je stožár VO rozkmitán a z naměřených odchylek od původní polohy je stanoven průběh tuhosti stožáru. Tato závislost je porovnána s referenčním měřením a na základě expertního odhadu je stanovena zbývající doba života stožáru. Referenční měření musí být provedeno před samotným měřením a pro každý typ stožáru zvlášť s tím, že podstatnou roli hraje také způsob uložení stožáru do země. Výhodou této metody je to, že může být z principu použita na všechny typy stožárů, u kterých bylo provedeno referenční měření. Na rozdíl například od metody vířivých proudů nebo metody ultrazvukové se v tomto případě provádí pouze jedno měření. Vzhledem k podstatě měření výchylky stožáru je však patrné, že výsledky vypovídající o kvalitě těla stožáru budou pouze do místa vetknutí stožáru do země. Pro měření kvality části stožáru umístěné pod zemí je tato metoda nepoužitelná.

Metoda kontroly ultrazvukem
Na rozdíl od dvou výše zmíněných metod je metoda měření ultrazvukem pro detekci koroze stožárů VO poměrně běžně používaná. K měření pomocí ultrazvuku je zapotřebí kvalitní ultrazvukový tloušťkoměr se sondou pracující s frekvencí odpovídající měřenému materiálu. Měření má, podobně jako u metody vířivých proudů, lokální charakter, ale je zapotřebí hustší síť měřících bodů, což ho činí časově náročnější. Nevýhodou této metody je (stejně jako v případě vířivých proudů) možnost detekce pouze v místě, kam sonda dosáhne. Tím je vyloučeno měření pod úrovní vetknutí. Měření paticových stožárů v těle patice je sice obtížné, přesto jednodušší než u metody vířivých proudů. Druhou nevýhodou je podmínka, kdy měření musí být prováděno pouze na relativně rovné styčné ploše měřeného objektu a sondy. Na příliš nerovném povrchu může dojít k velkým nejistotám měření.

Obr. 2 Příklad povrchu stožáru nevhodného pro měření ultrazvukem
Foto - ELTODO

Metoda vizuální
Jedná se o nejčastěji používanou nedestruktivní metodu pro zjišťování stavu koroze stožáru. Její princip spočívá ve vizuální kontrole kvality stožáru. Tato metoda se dělí na přímou a nepřímou část. V případě přímé metody je vyšetřovaný stožár VO pozorován přímo okem pozorovatele, při nepřímé metodě použije pozorovatel endoskopické zařízení, například kameru. Na rozdíl od výše uvedených metod měření neposkytuje tato metoda absolutní data o tloušťce stožáru a výsledný závěr pak tedy plně závisí na expertním odhadu technika, provádějícího měření. V případě, vzniku podezření, že je stožár VO v některé své části napaden korozí více, než je přípustné, přichází na řadu tzv. důlčíková metoda. Na rozdíl od ostatních zde uvedených metod je tato metoda destruktivní. Spočívá v tom, že v místě předpokládaného výskytu koroze je na stožár působeno speciálním zařízením s předem definovanou silou. Pokud v důsledku tohoto působení dojde k proražení stěny stožáru, musí být stožár okamžitě vyměněn. V opačném případě, kdy se nepotvrdí kritický úbytek materiálu, je stožár ponechán v provozu s tím, že při nejbližší preventivní prohlídce musí být opět zkontrolován.

Pravidelná kontrola kvality stožárů
Vzhledem k množství negativních vlivů působících na stožáry VO, různému konstrukčnímu provedení těchto stožárů a rozdílným principům jednotlivých metod měření je potřeba zvážit, která metoda měření je pro konkrétní případ nejvhodnější. Svou roli zde kromě technických omezení jednotlivých metod hraje také ekonomické hledisko. Za vhodný kompromis se v současné době považuje pravidelná kontrola kvality stožárů VO vizuální metodou, jejíž výsledky mohou být následně ověřeny například ultrazvukovým měřením. Důraz je zde kladen především na pravidelnou kontrolu a prevenci vzniku koroze, popřípadě odstranění jejich příčin.

Obr. 3 Možné důsledky špatné údržby stožárů VO
Foto - ELTODO
 

Jan Novotný, ELTODO EG, a.s.