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
На стройке всегда есть место подъемному оборудованию
Компания Арлифт специализируется на аренде, продаже и сервисном обслуживании малогабаритной подъемной техники в России и ближнем зарубежье. Компания занимает лидирующие позиции на этом рынке и располагает широчайшим ассортиментом оборудования, позволяя строителям решать различные технологические задачи. Каждый год более 2,5 тысячи стройплощадок используют технику Арлифт.
Разнообразие современной подъемной техники для работ внутри и снаружи строительных объектов впечатляет: в парке компании сотни единиц ножничных, коленчатых, телескопических подъемников с разными техническими характеристиками.
По типу двигателя подъемники могут быть электрическим, дизельными, бензиновыми или гибридными, что дает возможность варьировать их применение в зависимости от условий работы. Так, в летний период времени на неотапливаемых площадках используется вся палитра техники, а с наступлением зимы предпочтение отдается подъемникам с двигателями внутреннего сгорания, и спрос на технику с электроприводом падает, хотя она может работать при отрицательных температурах. Внутри помещений техника с электрическим двигателем или работающая от аккумуляторов становится по-настоящему незаменимой.
В Арлифт всегда можно арендовать или купить подъемное оборудование, которое будет оптимально соответствовать задачам застройщика. Как поясняют в компании, во время подбора оборудования важно понимать условия рабочей площадки: насколько она ровная, ограничен или нет доступ к месту монтажа, какие манипуляции и на какой высоте придется выполнять. Например, ножничный подъемник идеально подойдет для обслуживания фасада здания или монтажа проводки. Коленчатый подъемник оборудован менее вместительной корзиной, зато способен поднимать специалистов не только строго вверх, но и вперед, что позволяет дотянуться до труднодоступных мест или через препятствие. Телескопический подъемник чаще используется на начальном этапе строительства, когда у будущей конструкции еще нет даже стен. Благодаря возможности башни вращаться на 360о обеспечен доступ к разным частям площадки, следовательно, потребуется меньше перемещений и переустановок техники.
Современная стройка не терпит промедления и лишних затрат, поэтому аренда специализированной техники снимает вопросы, связанные с необходимостью приобретать и содержать дорогостоящее оборудование. Застройщик может арендовать подъемник с необходимой комплектацией под конкретную задачу и на тот период, когда он действительно нужен, не заботясь ни о техническом обслуживании, ни о регистрации оборудования в госорганах, ни о месте для хранения техники, когда она не востребована на стройплощадке.
Кроме того, аренда — это отличная возможность для российских компаний познакомиться с новыми брендами, оценить их сильные и слабые стороны, проверить надежность механизмов и выбрать для себя оптимальное оборудование в будущем. Такой подход особенно актуален сегодня, когда европейские производители спецтехники прекратили поставку оборудования и запчастей, и проблемы пополнения собственного или арендного парка и технического обслуживания обострились.
Надо отметить, что в Арлифт уже создан значительный задел по работе с поставщиками из Китая: в 2019 году была закуплена первая партия ножничных электрических подъемников LGMG. К 2022 году увеличился объем закупок и расширена линейка техники производителя, который сегодня входит в ТОП-10 компаний-производителей спецтехники в мире. За это время удалось не только увеличить и разнообразить арендный парк, но также выстроить надежные партнерские отношения, подготовить грамотных технических специалистов и создать резерв расходных материалов и запчастей. На очереди освоение техники еще одного производителя из Поднебесной: недавно компания Арлифт одной из первых ввезла в Россию самоходные дизельные коленчатые подъемники Sinoboom с рабочей высотой 26,6 метра.
Как “не прогореть” со складом?
Пожары в секторе складской недвижимости случаются с удручающей частотой: так, 3 августа произошел резонансный пожар на складе Ozon в Подмосковье, 14 августа загорелся склад с растительным маслом в Казани, 15 августа — склад с горючим в Санкт-Петербурге и мебельный склад в Ижевске, и это лишь самые громкие ЧП. Почему горят склады и как сократить масштабы возможных последствий ЧП еще на этапе строительства — разбирались эксперты компании ROCKWOOL Russia, производителя строительных материалов из каменной ваты.
В конце 2021 года склады стали самым растущим сектором коммерческой недвижимости, а в начале 2022 года этот рост продолжился, несмотря на санкции. За первое полугодие в России ввели в эксплуатацию 1 232 тыс. кв. м. складов, что на 79% больше, чем за аналогичный период 2021 года, сообщает консалтинговая компания Knight Frank Russia. На сегодняшний день общий объем складов в России превышает 34 млн кв. м..
«Развитие e-commerce и розничной торговли подтолкнуло рынок складской недвижимости к интенсивному развитию и быстрому возведению новых площадей. На строительство крупного склада «под ключ» сегодня уходит не больше двух лет, но скорость порой плохо сказывается на качестве. Кроме того, компании зачастую стремятся не только ускорить, но и удешевить процесс возведения склада и экономят на материалах с высокой степенью огнестойкости. А это чревато большими рисками. Если элементы конструкции склада не могут сопротивляться огню, пламя будет распространяться по помещениям очень быстро», — отмечает Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL.
Почему горят склады?
По данным ФГБУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, пожары в производственных зданиях и на складах чаще всего происходят по причине нарушения правил эксплуатации электрооборудования и бытовых электроприборов — в 2021 году с этим было связано 2 460 возгораний на подобных объектах. На втором месте оказалось неосторожное обращение с огнем (734 пожара), на третьем — нарушение правил устройства и эксплуатации печей (570 возгораний).
Пожар на складе — это, как правило, существенный материальный ущерб, а зачастую и человеческие жертвы. Что необходимо учитывать при строительстве склада, чтобы минимизировать последствия возможного возгорания и выиграть время на эвакуацию людей? В зависимости от типа склада (открытый или закрытый), а также от его специализации (то есть, характера имущества, которое планируется хранить), правила могут отличаться, однако есть принципы, которые необходимо соблюдать при строительстве любой складской недвижимости.
Огнестойкость здания
Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций. Этот параметр говорит о том, как долго постройка может противостоять пожару и удерживать распространение огня. Ключевой фактор здесь — это температура, при которой строительные материалы воспламеняются. Так, очень низкой огнестойкостью отличается дерево: оно загорается уже при 150 °С. И наоборот — высокой устойчивостью к огню обладает красный глиняный кирпич, он не горит и может выдерживать температуру до 900 °C до пяти часов.
Также с точки зрения огнестойкости часто допускаются ошибки при тепло- и звукоизоляции складского комплекса. В этой категории существует множество строительных материалов, которые легко воспламеняются под воздействием высоких температур. Например, полимерные утеплители с большим количеством антипиренов при пожаре разрушаются и выделяют горючие газы с ядовитыми продуктами горения. Кроме того, в зависимости от сложности пожара и длительности теплового воздействия даже слабогорючие материалы могут утратить свои свойства. Например, PIR-панели: формально их относят к слабогорючим, но они выдерживают температуру лишь до 140-150°С, тогда как при пожаре температура внутри помещения достигает 800-900 °C.
Чтобы обезопасить склад от быстрого распространения огня при его возникновении, для изоляции необходимо использовать огнестойкие материалы. В частности, ФГБУ ВНИИПО МЧС РОССИИ рекомендуют применять минеральную вату. Допускается использование решений только из минераловатных плит либо комбинированных вариантов (пенополистирольные плиты с подложкой из каменной ваты).
«Каменная вата является не только негорючим, но и огнезащитным материалом. Например, испытания показали, что минеральные волокна жёстких гидрофобизированных плит FT BARRIER D выдерживают температуру более 1000°C и выступают в качестве барьера, буквально блокируя огонь в одном помещении. Задерживая распространение пламени, этот материал дает дополнительное время для спасения людей и имущества. Огнестойкость каменной ваты не утрачивается даже спустя годы использования. Кроме того, этот материал экологичен и в случае пожара не выделяет жара, дыма или горящих капель. Эта особенность снижает вероятность отравления людей токсичными продуктами горения», — рассказывает Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL.
Планирование склада
Разделение на зоны, определение мест для стеллажей, выбор корректных расстояний между объектами и ширина проходов — все элементы планировки помещений склада играют роль с точки зрения пожароопасности.
Ключевое правило касается установки стеллажей. Минимальное расстояние между стеллажом и стеной, колонной, а также приборами отопления должно быть не менее 70 см, между стеллажом и перекрытием (фермой или стропилами), а также осветительным прибором — 50 см. В складских помещениях шириной до 30 метров и площадью до 700 кв. м. напротив эвакуационных выходов и дверных проемов должен быть проход шириной не менее 1,5 метра. Если площадь больше 700 кв. м., необходим такой же проход и вдоль помещения склада.
В отдельных случаях расстояния между стеллажами определяются соответствующими технологическими инструкциями. Например, на складе для хранения автошин продольный проход должен быть не менее 1,2 метра шириной, а поперечные проходы напротив дверей — не менее 4,5 м. На складах для хранения хлопка-волокна, шерсти, брезента или мешков все проходы должны иметь ширину не менее 2 метров.
Еще одно важное правило, связанное с зонированием склада, касается разметки. На полу четкими линиями должны быть отмечены места для складирования с учетом продольных и поперечных проходов, эвакуационных выходов и доступа к средствам пожаротушения.
Что обязательно должно быть на каждом складе:
- система пожаротушения и датчики, реагирующие на дым, открытое пламя (актуально для хранилищ горюче-смазочных материалов) или на резкий подъем температуры;
- сигнальная кнопка для оповещения о ЧП;
- средства пожаротушения, пожарный водопровод или щиты;
- аварийное освещение;
- рубильник для экстренного обесточивания;
- система навигации, указывающая путь эвакуации из здания;
- пути эвакуации, облицованные минеральной ватой.
Человеческий фактор
Безусловно, помимо технической защиты склада от последствий возможного возгорания, необходимо прорабатывать и человеческий фактор. Повесить на стену огнетушитель и план эвакуации недостаточно. Согласно законодательству РФ, на любом предприятии должна быть утверждена инструкция о мерах пожарной безопасности, и склад здесь — не исключение.
Чтобы избежать катастрофических последствий, как минимум раз в полгода необходимо проводить инструктаж по обеспечению пожаробезопасности объекта. Новичков можно допускать к работе исключительно после прохождения обучения мерам пожарной безопасности.
Что входит в такой инструктаж?
Во-первых, необходимо прописать правила поведения: сотрудники должны четко понимать, как вести себя на рабочем месте, чтобы не спровоцировать возгорание. Это касается не только курения, но и, например, использования электроприборов. Человек сталкивается с ними каждый день и в каком-то смысле теряет бдительность, поэтому правилам пожарной безопасности при эксплуатации бытовых электроприборoв стоит уделить особое внимание. Это может быть не только проверка знаний, но и специальные наглядные памятки в местах общего пользования.
Во-вторых, в рамках инструктажа необходимо разъяснять сотрудникам их действия при возникновении пожара. Сюда входит и знание плана эвакуации, и вызов пожарных, и умение пользоваться огнетушителем. Быстрая реакция работников склада на мелкое возгорание может спасти не одну жизнь и предотвратить многомиллионный ущерб.
Помимо сугубо практического смысла, противопожарный инструктаж имеет и психологическое значение. Четкий и понятный алгоритм действий на случай пожара позволяет избежать паники среди персонала, а значит — и снизить риски возникновения жертв.
Полной гарантии защиты от огня не может дать никто, однако сократить возможный ущерб от пожара реально. Для этого важно детально просчитывать все возможные риски и не экономить на качестве строительных материалов, а также не допускать халатного отношения к требованиям пожарной безопасности. Ведь последствия могут оказаться куда дороже.