Как снизить ущерб от коррозии металла и сократить затраты на обслуживание трубопроводов на 10%?
Каждая шестая домна в России сегодня работает «впустую» по одной причине: коррозия съедает около 10% всего производимого металла[1]. Проблема коррозии под изоляцией обостряется с каждым годом, так как эксплуатируемые металлические изделия стареют, а количество разрушающих факторов увеличивается. В результате коррозия становится причиной колоссального экологического и экономического ущерба. Совсем избежать самопроизвольного разрушения металлов невозможно, но есть способы замедлить процесс. О том, как это сделать, рассказали в компании ROCKWOOL Россия. Эксперты компании с 2015 года прицельно исследуют проблематику возникновения коррозии под изоляцией.
Чем опасна коррозия металла?
Негативные последствия коррозии связаны с существенным увеличением затрат на эксплуатацию промышленного оборудования и устранение последствий разрушения металлов, а также с серьезными рисками для экологии и безопасности людей.
Так, если говорить об экономической стороне проблемы, то ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют 3-4% ВВП в США и Германии, а в России — более 5%. Из-за коррозии трубопроводов и оборудования под изоляцией сокращается потенциальный срок службы промышленных объектов, а вынужденные приостановки на ремонт снижают эффективность и увеличивают потери бизнеса. Так, час простоя может стоить до 20 тысяч долларов.
Эксперты ROCKWOOL добавляют, что 60% аварийных ситуаций с трубопроводами происходят вследствие коррозии металла. При этом стоимость ремонта может составлять до 300 тысяч рублей на один метр трубы. В среднем на ремонт повреждений от коррозии под изоляцией уходит около 10% от общего бюджета на обслуживание трубопроводов.
С точки зрения экологической безопасности и рисков для населения серьезные опасения вызывают возможные последствия из-за производственных аварий по причине коррозии. По данным Росприроднадзора, основная причина утечек из резервуаров и трубопроводов — это коррозионные повреждения. Так, в 2020 году из-за коррозии на трубопроводе Оха-Комсомольск-на-Амуре произошел разлив нефтесодержащей жидкости на площади 0,4 га.
К сожалению, коррозия металла приводит не только к экологическим катастрофам, но и к гибели людей. Один из самых резонансных случаев произошел в 2020 году в Перми: в результате прорыва теплотрассы погибли пять человек. Как сообщили в Ростехнадзоре, причиной аварии стал локальный коррозионный износ участка трубопровода вследствие старения антикоррозионного изоляционного покрытия.
Почему возникает коррозия?
В появлении коррозии всегда так или иначе виновата влага, однако ее влияние может быть разным, например:
- общая и точечная коррозия углеродистой стали возникает при контакте влажной среды и углеродистой стали;
- коррозионное растрескивание под действием внешних напряжений нержавеющей стали происходит из-за воздействия водорастворимых хлоридов из воды.
По оценкам ученых, в последние годы появились дополнительные факторы, которые провоцируют новые ЧП из-за самопроизвольного разрушения металлов. В частности, это интенсивное развитие трубопроводной сферы, нефтяной, химической и нефтехимической промышленности, а также устаревание существующего оборудования и несвоевременный ремонт. Кроме того, по словам академика РАН Евгения Каблова, к таким факторам можно отнести и появление новых видов бактерий.
«Воздействие отдельных бактерий привело к тому, что интенсивность коррозии увеличилась на 20–30%. Даже нержавеющие материалы, которые никогда не корродировали, эти бактерии прожигают, как лазер. Они передвигаются по металлической поверхности, и продукты их жизнедеятельности разрушают нержавейку», — рассказывает Евгений Каблов.
Не последнюю роль в возникновении коррозии играет и промышленная изоляция. Сегодня абсолютное большинство трубопроводов изолируются, чтобы снизить теплопотери. И именно под слоем изоляции зачастую и начинается разрушение металла.
Как снизить риски коррозии под изоляцией
Коррозия под изоляцией — это наружная коррозия трубопроводов или оборудования, которая появляется под внешней обшивкой изделия из-за проникновения влаги. Это одна из самых опасных и коварных разновидностей разрушения металла. Дело в том, что очаги коррозии в таких ситуациях скрыты изоляцией и их нелегко вовремя обнаружить. В лучшем случае проблема вскрывается при снятии изоляции во время очередной проверки, в худшем — уже при аварии. Наиболее высокий риск возникновения коррозии возникает на трубопроводах, работающих в циклическом режиме (нагрев-остывание).
О предотвращении коррозии нужно задумываться еще на этапе проектирования. Есть четыре ключевых правила:
- Трубопроводы и оборудование должны проектироваться так, чтобы положение опор, фитингов и прочего максимально способствовало отведению воды.
- На трубопроводы и оборудование необходимо наносить подходящее антикоррозионное покрытие и регулярно проверять его состояние в рамках плана техобслуживания.
- Необходимо выбрать подходящий изоляционный слой, который будет соответствовать назначению и не станет источником дополнительной коррозии.
- Следует подобрать оптимальную систему защиты от атмосферных воздействий. Она должна соответствовать назначению, сочетаться с установленной под ней изоляцией и регулярно проверяться.
Как выбрать подходящую изоляцию?
Обычно при выборе изоляции для трубопроводов и другого оборудования подрядчики уделяют внимание ее теплопроводности и максимальной температуре эксплуатации. Однако для снижения рисков коррозии под изоляцией этого недостаточно, важно учесть причины ее появления. Их всего три: материал впитывает влагу, плохо выводит влагу или же не соответствует по химическому составу. Таким образом, правильная изоляция не должна влиять на стальную конструкцию, поглощать воду и задерживать пар.
«Есть три параметра, которые непосредственно влияют на саморазрушение металла под изоляцией. Во-первых, это химическая инертность: коррозия стали ускоряется, если из изоляционного материала можно выделить кислотные соединения. Поэтому водная вытяжка из изоляционного материала должна быть слегка щелочной. Во-вторых, это содержание хлоридов. Они могут выщелачиваться и приводить к растрескиванию под внешним напряжением. Уровень содержания подверженных водному выщелачиванию хлоридов в изоляционном материале должен быть выше 10 мг/кг. В-третьих, это водоотталкивающее свойство: водопоглощение должно быть не более 1 кг/м2», — рассказывает Роман Бочков, менеджер по развитию направления Техническая изоляция и Огнезащита компании ROCKWOOL Россия.
Национальная ассоциация инженеров-коррозионистов (NACE) провела ряд испытаний, чтобы проверить, какие именно изоляционные материалы соответствуют перечисленным свойствам. Оказалось, что самый оптимальный вариант для промышленного применения — это каменная вата. Во время испытаний этот материал показал самую низкую площадь повреждения поверхности: всего 32%, в то время как у изоляции из стекловаты этот показатель составил 42%, у пеностекла — 70%, а у ПИР — все 100%. Максимальная глубина повреждения металла при изоляции каменной ватой тоже оказалась самой низкой (всего 40 мкм), а максимальная скорость коррозии — самой медленной из всех (0,5 мм в год)[2].
Аналогичные испытания провела и лаборатория МГУ: каменную вату с содержанием водорастворимых хлоридов менее 10 мг/кг сравнили с каменной ватой с высоким содержанием хлоридов, а также со стеклянной ватой, синтетическим каучуком, пеностеклом и пенополиуретаном. Среди всех перечисленных материалов для промышленной изоляции лучшие результаты продемонстрировал первый образец: скорость коррозии при использовании каменной ваты с низким содержанием водорастворимых хлоридов составила всего 0,23 мм в год. Для сравнения: под изоляцией из каучука коррозия развивается со скоростью 0,52 мм в год, а под пенополиуретаном — 0,75 мм в год.
«Мы регулярно проводим собственные исследования проблематики возникновения коррозии под изоляцией, ориентируясь, в том числе и на рекомендации NACE. Результатом этой работы стала специализированная линейка прошивных матов и навивных цилиндров из каменной ваты ProRox с низким содержанием водорастворимых хлоридов (меньше 10 мг/кг). Испытания показали, что применение такой изоляции увеличивает ресурс трубопроводов от 11 до 17 % по сравнению с изоляцией из каменной ваты с высоким содержанием водорастворимых хлоридов», — добавляет Роман Бочков.
Прошивные маты и цилиндры ProRox гидрофобизированы, что обеспечивает эффективную защиту от проникновения влаги по всей толщине её слоя. Кроме того, она не препятствует проходу пара, что снижает риск образования конденсата. Такая изоляция доказывает свою эффективность даже на предприятии в условиях Крайнего Севера.
Коррозия металла — неизбежный процесс, однако это не повод оставить попытки и прекратить бороться с ней. Современные разработки предлагают эффективные методы защиты технических сооружений от подобных повреждений и позволяют существенно снизить скорость саморазрушения металлов. А значит — избежать колоссального ущерба.
[1] По данным Института физической химии РАН, https://tribune-scientists.ru/articles/357
[2] ASTM – G189-07 Standard Guide for Laboratory Simulation of Corrosion Under Insulation. Испытания NACE
Как спасти деревянный дом от огня? Советы от экспертов по огнезащите
Сводки о пожарах в жилых домах продолжают поступать. Начало дачного сезона — 2022 уже ознаменовалось серией серьезных возгораний. Только по официальной статистике за последние пять лет в России произошло 512 тысяч пожаров в жилых домах и надворных постройках. В них погибли 37 533 человека. Это население целого города. Имущественные потери тоже колоссальны.
Самое обидное, что большинства этих пожаров, жертв и потерь можно было бы избежать, соблюдая меры безопасности и заботясь должным образом о своем жилище.
Как же обезопасить деревянный дом от возгорания?
К сожалению, большинство домовладельцев до сих пор не знают или не задумываются об огнезащите деревянных конструкций. В лучшем случае для стропил и чердаков используют обычные вымываемые пропитки, которые всего лишь делают древесину трудновоспламеняемой (II группа огнезащитной эффективности).
Но не нужно питать иллюзий — даже металлические конструкции не могут устоять перед огнем, что говорить об изначально горючем дереве. Сделать деревянные конструкции негорючими, конечно, нельзя, но можно минимизировать риск случайного возгорания (искра от короткого замыкания, тлеющий уголек от дров) и дать время на спасение жизни и вызов пожарных при стремительно развивающемся и сильном пожаре.
Какие материалы использовать? Как мы уже сказали, вымываемые огнебиозащитные пропитки — временное спасение. Да, в идеальных атмосферных условиях качественная пропитка может прослужить больше года, но, как правило, такого не происходит. Проконтролировать процесс вымывания антипиренов (огнезадерживающих веществ) крайне сложно, а ежегодно обрабатывать весь деревянный дом огнебиозащитой — дорого.
Альтернатива — огнезащитная краска для дерева ОГНЕЗА-ВД-Д. Это более надежная защита минимум на десять лет. Обработка деревянных конструкций огнезащитной краской позволяет контролировать качество покрытия. При воздействии огня краска вспучивается, образует плотный теплоизоляционный слой, который не позволяет огню разрушить дерево. Еще один плюс — краску можно локально подкрасить при появлении дефектов. А если покрытие сработало во время пожара, то после можно удалить теплоизоляционную «шубу» и нанести краску заново.
Самое эффективное решение — использовать пропитку и краску в системе. Пропитка проникает в волокна древесины и связывается с ними на химическом уровне, а краска запечатывает защищенную древесину сверху. Таким образом антипирены из пропитки не вымываются и деревянные конструкции защищены вдвое надежнее — сначала работает краска, а если воздействие огня продолжительное и сильное, то в дело вступает пропитка, продлевая шансы дома на дальнейшую жизнь.
Какие конструкции обрабатывать?
Самое распространенное место использования огнезащитных пропиток и красок — стропильные системы, чердаки, мансарды. Крыши горят чаще всего — огонь быстро поднимается вверх и перекидывается с кровли на кровлю при плотной застройке.
Популярны решения, когда на чердаках и мансардах деревянных домов оборудуют жилые комнаты. В таких случаях можно использовать огнезащитные лаки, чтобы сохранить натуральный вид древесины, или колерованную огнезащитную краску на водной основе.
Обрабатывать огнезащитной краской нужно также фасады деревянных домов, хозпостройки и деревянные заборы. К сожалению, на рынке нет эффективных огнезащитных составов для наружных работ, которые одновременно будут защищать от огня, осадков, ультрафиолета и являться декоративными покрытиями. Почему таких материалов «3 в 1» не может быть? Дело в том, что яркие колеры и добавки, а также атмосферостойкие компоненты угнетают огнезащитные свойства красок.
Как же защитить от огня деревянные конструкции на открытом воздухе? Технологи «Огнезы» рекомендуют использовать двухступенчатую систему защиты: огнезащитную краску на водной основе ОГНЕЗА-ВД-Д и финишное декоративное покрытие. Таким образом краска закрывается от атмосферных осадков и вымывания антипиренов, которые защищают дерево при пожаре, а финишный слой является износоустойчивым и декоративным.
Когда нужна свободная укладка гидроизоляции? Давайте вместе разбираться
При монтаже гидроизоляционной мембраны чаще всего используют метод полного наплавления. Однако он требует серьезной подготовки и соблюдения показателей влажности основания. Если выполнить все условия невозможно или на это нет времени, выручает способ свободной укладки, который на практике не менее эффективен.
Эти факторы в конечном итоге приводят к разрушению всего сооружения.
Монтаж гидроизоляционной мембраны обычно выполняют методом полного наплавления. Для этого поверхность должна быть достаточно ровной, её нужно очистить, огрунтовать праймером, а главное – обеспечить показатель влажности основания по массе не более 5%. На все процедуры уходит много времени, которого зачастую не хватает подрядчику. А иногда соблюсти эти условия просто невозможно. В этом случае на помощь приходит материал ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА компании ТЕХНОНИКОЛЬ, который подходит как для наплавления, так и для свободной укладки (с механической фиксацией на вертикальной поверхности).
Что же такое метод свободной укладки, и как его применять?
На горизонтальных поверхностях
При устройстве гидроизоляции из материала ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА на горизонтальных поверхностях нет необходимости в праймировании – этой операцией можно пренебречь. Однако все остальные требования к качеству подготовки поверхности и ровности основания нужно соблюдать.
После подготовки основания устраивают слои усиления. Слои усиления могут полностью наплавляться по огрунтованному основанию (предпочтительный вариант), либо механически крепиться к основанию с помощью металлических полос или тарельчатых держателей.
Перед непосредственной укладкой материала ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА необходимо развернуть весь рулон материала на подготовленном основании, примерить и выровнять его по отношению к уже уложенным рулонам, обеспечив требуемые краевые и торцевые нахлесты, разбежку швов, подрезку углов и т. д.
Между собой смежные рулоны в зоне бокового и торцевого нахлестов сплавляются с применением стандартной пламенной горелки, для удобства можно применить специальную шовную горелку и прикатный ролик. Один из признаков герметичности шва является вытекание битумной массы из‑под боковой кромки материала сплошным валиком, примерно на 5–25 мм.
На вертикальных и наклонных поверхностях
В таких конструкциях допустимы два способа крепления мембраны к основанию:
— тарельчатыми держателями овальной (предпочтительно) или круглой формы совместно с крепежными элементами: саморезами с полиамидной гильзой, дюбель-гвоздями или дюбель-шурупами;
— металлическими полосами толщиной 3–4 мм, шириной 40 мм, длиной 600 мм совместно с крепежными элементами. Не рекомендуется крепить краевыми рейками с отгибом. Важно применять качественные крепежные элементы, не подверженные коррозионному износу.
Шаг крепления мембраны по высоте для однослойной мембраны составляет не более 3м. Крепежный элемент после фиксации перекрывается нахлестом рулона следующего слоя шириной минимум 150 мм или бандажом шириной 250 мм. Бандаж изготавливается из отрезка рулона ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА. Шаг крепления для двухслойной мембраны составляет не более 2 метров. Крепежный элемент перекрывается рулоном второго слоя (обычно Техноэласт Фундамент), который полностью наплавляется по первому слою.
На вертикальных поверхностях материал так же сваривается только в зоне нахлестов.
Общие правила работы по методу свободной укладки, в том числе рекомендации по подготовке поверхности, существующие требования и нормы приведены в Руководстве по проектированию и устройству гидроизоляции фундаментов с применением битумно-полимерных мембран ТЕХНОНИКОЛЬ и Инструкции по монтажу гидроизоляционной мембраны из битумно-полимерных рулонных материалов.
ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА хорошо зарекомендовал себя на практике. География применения охватывает всю Россию, где материал эффективно «работает» в разных климатических условиях. Жилые комплексы, производственные здания, торговые и офисные центры – гидроизоляция ТЕХНОНИКОЛЬ справляется со своими задачами на объектах самого разного функционального назначения.
Надежность покрытия подтверждена результатами испытаний на сжатие, которые компания провела в независимой сертифицированной лаборатории. С протоколами можно ознакомиться по ссылке.
Важно знать!
Метод свободной укладки на вертикальной поверхности предъявляет повышенные требования к квалификации подрядчика и качеству производимых работ. Даже небольшой дефект мембраны при монтаже (непроплав шва или механическое повреждение) может привести к ее отказу. При сплошном наплавлении материалов мелкий дефект локализуется в зоне появления и не оказывает серьезного воздействия на надежность всей гидроизоляционной мембраны. При сплошном наплавлении материалов мелкий дефект локализуется в зоне появления и не оказывает серьезного воздействия на надежность всей гидроизоляционной мембраны. Поэтому при укладке рулонных материалов с мехфиксацией, предъявляются жёсткие требования к ровности поверхности и защите мембраны от механических повреждений.
Достоинства и недостатки метода свободной укладки (мехфиксации)
Плюсы:
- повышенная скорость монтажа
- возможность работы на влажных поверхностях и недозревшем бетоне (тогда как наплавление требует относительно сухого основания не более 5%)
- экономия в следствии отсутствия праймера и сокращение расхода газа и др.)
Минусы:
- повышенные требования к квалификации рабочих,
- более высокие требования к ровности основания
Оценка плюсов и минусов метода свободной укладки, анализ преимуществ и возможных рисков позволят сделать правильный выбор технологии и материала для устройства гидроизоляции фундамента.