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
ТЕХНОНИКОЛЬ выпустила на рынок новую ПВХ-мембрану ECOBASE V-UV для подземной гидроизоляции
Новый продукт представляет собой отличное сочетание цены и качества и позволяет снизить затраты на строительство и значительно повысить его эффективность.
Активизация строительного сектора в 2020-2021 гг. привела к значительному росту стоимости многих строительных материалов. Компания ТЕХНОНИКОЛЬ выпускает широкий спектр материалов и постоянно ищет способы предложить клиентам высокое качество продукта по оптимальной стоимости. Новая неармированная ПВХ-мембрана ECOBASE V-UV – это баланс между характеристиками продукта и его ценой. За счет невысокой стоимости мембраны позволяют снизить затраты на строительство, при этом обеспечить необходимое качество.
Уменьшение стоимости происходит за счет оптимизации рецептуры и баланса в физико-механических характеристиках. Мембраны ECOBASE V-UV соответствуют ГОСТ 30547, а также превосходят его в части требований к прочностным характеристикам, водонепроницаемости и гибкости на брусе. Плюс к этому мембрана стабилизирована от вредного воздействия УФ- излучения, это позволяет сохранить ее в период долгостроя и использовать материал при открытом применении (например, для гидроизоляции прудов).
Новый продукт выпускается на производственной линии в Рязани, которая позволяет выпускать мембраны толщиной до 6 мм.
ECOBASE V-UV отличает высокая долговечность, устойчивость к разрушающим факторам в грунте (агрессивные химические растворы, биологическая агрессия, корни растений). Материал прочный, эластичный и позволяет компенсировать неровности и деформации изолируемой конструкции без потери водонепроницаемости.
Новый продукт характеризуется высокой гибкостью при отрицательной температуре, устойчивостью к проколам и разрывам.
ECOBASE V-UV обеспечивает высокую скорость монтажа гидроизоляции, а также снижение риска срыва календарного графика из-за неподходящих для монтажа гидроизоляции погодных условий: мембраны можно монтировать при отрицательной температуре и сразу после выпадения обильных осадков, без просушки основания.
Мембраны ECOBASE V-UV могут применятся во всех системах гидроизоляции фундаментов, стилобатов и эксплуатируемых инверсионных кровель. Кроме того продукт может использоваться в качестве противофильтрационного экрана для прудов, дамб, плотин и в конструкциях хвостахранилищ и шламохранилищ горно-обогатительных фабрик; прекрасно подходит для гидроизоляции тоннелей, станций метрополитенов и подземных переходов и др.
«ТЕХНОНИКОЛЬ старается внимательно прислушиваться к пожеланиям и запросам своих клиентов. Благодаря им мы поняли, что для некоторых объектов характеристики наших премиум-продуктов излишни. Далеко не всегда нужно превосходить требования ГОСТ в два раза и обеспечивать долговечность конструкции более 100 лет, – отметил операционный директор направления «Полимерные мембраны и PIR» компании ТЕХНОНИКОЛЬ Евгений Спиряков. – ECOBASE V-UV – это качественный, базовый продукт, который соответствуют ГОСТ 30547, превосходит его в ряде требований, при этом помогает оптимизировать затраты, а сегодня это зачастую критически важно».
ТЕХНОНИКОЛЬ представляет новый формат очистителя для ПВХ-мембран
Продукт будет выпускаться в виде спрея в небольших баллонах объемом 650 мл. Это повысит удобство транспортировки и использования очистителя.
В ходе монтажных и строительных работ ПВХ-мембраны часто загрязняются – по ним передвигаются в обуви, ветер может приносить пыль. Загрязнения негативно сказываются на качестве сварки, поэтому обычно мембраны перед сваркой очищают. Традиционно очистители выпускаются в больших канистрах, объемом 3 литра. При небольших локальных ремонтах или мелких работах пользоваться продуктом в такой объемной и тяжелой упаковке может быть неудобно.
ТЕХНОНИКОЛЬ выпустила спрей-очиститель для ПВХ-мембран объемом 650 мл. Универсальный очиститель эффективно удаляет жиры, битум, следы масла, а также неорганические загрязнения, возникающие при устройстве и эксплуатации полимерной кровли. Не оставляет налёта, осадка и разводов.
Очиститель отличает удобство использования – баллон можно держать в любом положении, даже горизонтально, при этом производить очистку и сварку сразу, без ожидания высыхания обработанной области.
Ряд аналогов имеет достаточно неприятный, резкий запах, что негативно сказывается на рабочем процессе. Новый очиститель ТЕХНОНИКОЛЬ не обладает резким запахом.
Температура применения продукта составляет от -25 до +50°С.
«На разработку новых материалов и решений нас часто вдохновляет обратная связь, которую мы получаем от строителей. Нам было важно сделать продукт, которым было бы комфортно пользоваться в любых условиях, – отметил операционный директор направления «Полимерные мембраны и PIR» компании ТЕХНОНИКОЛЬ Евгений Спиряков. – Новый спрей с легкостью помещается в сумку или коробку со строительным феном, поэтому будет всегда под рукой. При этом сам баллон надежный и удобный. Рассчитываем, что строители по достоинству оценят новинку».