Důsledek vodní náplně v potrubí SHZ – problémy a havarijní stavy

Stabilní hasicí zařízení je součástí téměř všech velkých objektů, zejména nákupních středisek. Zpravidla se nevěnuje pozornost kvalitě vody, kterou je systém napouštěn. Spoléhá se na to, že potrubí je z nerezového materiálu. V systému voda neproudí a jsou vytvořeny podmínky pro korozi chemickou a zejména mikrobiologickou. Podceňování korozních podmínek ve vodním prostředí způsobuje významné škody.
Autoři článku zdokumentovali korozní napadení sprinklerů. Příčinou koroze bylo napuštění systému neupravenou vodou z vrtu. Ani pitná voda z vodovodního řadu nemusí být vhodná pro naplnění stabilních hasicích zařízení.

Recenzent: Jiří Matějček

1. Úvod

Stabilní hasicí zařízení (SHZ) jsou dnes realizována v řadě objektů a například běžný návštěvník nákupního centra si jich vůbec nevšimne. Nicméně toto zařízení je v každou chvíli připraveno spustit vodní mlhovou sprchu – čidel, a stejně tak sprinklerů, je po celém objektu hodně – třeba přímo nad hlavami návštěvníků. Jsou jasně stanovené provozní podmínky na zkoušení stavu provozuschopnosti (což je mimo rámec příspěvku). Kolektiv autorů chce v tomto příspěvku prezentovat, jak je možné systém se 700 m³ zprovoznit naprosto nevhodně (nelze zde napsat „amatérsky“, to by byla urážka všech amatérů…), a jak to v krátkém čase s potrubím z korozivzdorné oceli (průměry až 400 mm) dopadalo.

Byl zde zcela podceněn možný dopad chemické a mikrobiologické kvality napouštěné vody. V průběhu prvního roku provozu, již po 6 měsících, se ukázaly úkapy a netěsnosti v systému SHZ. Zejména pak ve svarech v nejvyšší rovině (výška haly cca 15 metrů) umístěných pod stropem, kde denní teploty v létě dosahovaly až 60 °C. V systému SHZ se voda nepohybuje, takže stagnující voda v tomto neizolovaném potrubí pod střechou měla zřejmě shodnou teplotu.

2. Popis stavu

V rámci přípravy ke kolaudaci stavby musel být požární systém samozřejmě plně funkční. Jenže stavební firma poté, co realizovaný SHZ převzala, jej nemohla napustit vodou z veřejného vodovodního řadu – ten totiž nebyl ještě dokončen a připojen. Takže SHZ byl napuštěn vodou z vrtu na území prováděné stavby, který však v daném čase nebyl zkolaudován.

Jednalo se o napuštění cca 700 m³ (akumulační zásobník a vlastní rozvod). Dle výpisu ze Stavebního deníku bylo napouštění zahájeno dne 28. listopadu a dokončeno 23. ledna roku následujícího. V čase napouštění SHZ nebyl odebrán vzorek vody z vrtu na chemické a mikrobio­logické vyšetření. První vzorek z SHZ byl datumově odebrán pět měsíců po napuštění, v červnu, přímo z vrtu, a to firmou, která měla navrhnout úpravnu vody z tohoto vrtu na vodu pitnou.

V červnu odebraný vzorek objasnil skutečnou chemicko-mikrobiologickou kvalitu vody, kterou byl SHZ napuštěn. Byly navrženy dvě technologické možnosti úpravny vody z vrtu, a to vždy na vodu pitnou (tento požadavek dodavatele SHZ na kvalitu vody byl při napouštění v době dokončování stavby stavební firmou jaksi „přehlédnut“).

Jednotlivé položky této nabídky „Úprava vody pro zásobování průmyslového objektu“ jsou specifikovány takto:

• Vydatnost vrtu 1,5 litru za sekundu, průtok přes úpravnu max. 3,5 m³ za hodinu.
• Denní spotřeba cca 6 m³.
• Úprava na kvalitu vody pitné.

Jak je vidět z tab. 1, je zde přítomna nadlimitní (oproti vodě pitné) koncentrace Fe a Mn a voda má vysoký obsah Ca, Mg – je tedy tvrdá.

K realizaci úpravny vody v prvním roce provozu SHZ však nedošlo, další doplňování vody do systému již bylo z veřejného vodovodu.

Následně byly odebrány vzorky vody na chemicko-mikrobiologická vyšetření. To se již projevovaly problémy s úkapy v několika místech. K dispozici jsou výsledky chemického, mikrobiologického a fyzikálního vyšetření vzorků vody ze systému SHZ až ze srpna, kdy bylo celé zařízení 7 měsíců v provozu a objevily se první problémy s netěsnostmi vodorovných potrubí pod stropem – zejména svarů, ale i spojů se svorkou a gumovou manžetou.

Objem vody byl původní. Odebrané vzorky na chemicko-mikrobiologická vyšetření z tab. 2 ukazují, že rozdíly oproti výsledkům vzorků z června jsou minimální.

3. Korozní stavy

Situace se dostávala do havarijního stavu. Úkapy byly vesměs na spodní části potrubí. Byla provedena revize, systém SHZ odstaven a potrubí s úkapy vyměňována. Stav v místě úkapu je vidět na obr. 1.

 

Při demontáži se však ukázalo, že ve spodní části vodorovného potrubí pod stropem byla cca 20 mm vrstva kalu.

Korozí byly poškozeny i netěsné spoje manžetou a svorkou, jak je vidět na obr. 3.

Prvotní „jednoduchá“ úvaha stavební firmy o nekvalitně provedených svarech se tedy nepotvrdila.

Pro lepší orientaci je zde obr. 4, jež dokládá spojování potrubí z korozivzdorné oceli gumovou manžetou a svorkou. Pokud jde o porovnání snad nekvalitně provedených svarů: celkem bylo pod stropem na vodorovném potrubí 1050 svarů, z nichž ve 30 byly zjištěny úkapy. U svorkového spojení potrubí pod stropem byly úkapy (následně při výměně zjištěno prokorodování stěny potrubí v nejnižší části) na 25 místech.

Opět je nutno poznamenat, že ve vodorovném potrubí pod stropem byl usazen kal, a že se voda v systému SHZ nepohybuje. Podmínky pro biokorozi zcela jisté, což je doloženo na obr. 3 a 5, kde došlo ke korozi okraje potrubí, spojovaného gumovou manžetou a svorkou.

Pro jednoznačnost byl při demontáži odebrán jeden vzorek úsad/ kalu, a to z nejvyššího místa vodorovného systému SHZ, druhý vzorek z ventilové části v přízemí.

Vyšetření ukázalo, že v prvním případě je v jednom kg sušiny 596 g Fe, ve druhém případě „jen“ 185 g. Opět připomínám, že celý systém SHZ je z korozivzdorné oceli – veškeré Fe bylo „dodáno“ napouštěcí vodou. Jak kal vypadal, prezentují obr. 6 a 7.

V tab. 3 je zaznamenána koncentrace 23 kovů. Je celkem zajímavé, že současně nepochybně probíhala biokoroze (zápach při demontážích), neboť v korozních produktech je přítomno také Mo – legující prvek materiálu potrubí. Rozdíly (díky ředění pro analýzu byla hranice zjištění 1 g v kg kalu) jsou zřejmě dány rozdílem teplot, ve kterých mělo dané místo „svůj“ kal bez pohybu.

V úsadách ve ventilové stanici byly v kalu detekovány i podstatně větší částice, které se do systému dostaly při napouštění neupravené vody z vrtu. Ve vzorku o hmotnatosti cca 50 g byla frakce složená z dosti hrubých kamínků velikosti do 5 mm (obr. 9).

Podle morfologie a barvy se tato frakce skládá s částic různých hornin, prvková analýza nebyla prováděna.

4. Závěr

Po detailní orientaci v problému a získání všech informací (vzhledem k rozsahu byla pro účely tohoto článku uvedena pouze část) jsme došli ke zjištění, že tento problém, spočívající v mikrobiologicky ovlivněné korozi stabilních hasících sprinklerových instalací, není zdaleka ojedinělý. Identický problém řešili například kolegové v USA [3], [4]. Domníváme se, že by bylo vhodné věnovat problematice SHZ a jejich dlouhodobému provozu patřičnou pozornost i nadále.

Literatura

[1] AMBROŽOVÁ, J.: Aplikovaná a technická hydrobiológia. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. Praha 2003, 226 s.
[2] AMBROŽOVÁ, J.: Mikrobiologie v technologii vod. Vysoká škola chemicko- technologická v Praze. Praha 2004, 244 s.
[3] CLARKE, H. B.; AQUILERA, M. A.: Microbilogically Influenced Corrosion in Fire Sprinkler Systems. In Automatic Sprinkler Systems Handbook. 2007.
[4] NFPA 13, 23. 1. 5 * Water Supply Treatment, Ed. 2013.
[5] Vyhláška č. 252/2004 Sb. ze dne 22. dubna 2004, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody. Příloha č. 1 – Mikrobiologické, biologické, fyzikální, chemické a organoleptické ukazatele pitné vody a jejich hygienické limity. In Sbírka zákonů České republiky. 30. dubna 2004, částka 82, s 5402. Dostupné z: <http://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/ ViewFile.aspx?type=c&id=4386>.
[6] Vlastní monitoring autorů.

---

Consequence of water contents in the fixed firefighting systems pipeline

Fixed firefighting system is a part of almost all large buildings, especially shopping malls.
However, attention is often not paid to the quality of the water with which the system is filled.
It simply relies on the fact that the pipes are made of stainless steel.
Water does not flow in the system and thus conditions are created for chemical and especially microbiological corrosion.
Underestimation of corrosion conditions in closed water systems causes significant damage.
The authors of the article documented the corrosion attack of sprinklers.
The cause of corrosion was filling the system with untreated water from the well. Even potable water from the water supply system may not be suitable as a fixed firefighting systems content.

Keywords: fixed firefighting systems, sprinklers, accidents, water quality, corrosion, microbiology.