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 наша технология усиления путешествует по России
Последние два года — однозначно не лучшие для путешественников, согласны? Границы закрыты, местные курорты переполнены. У самых заядлых туристов пустуют ленты соцсетей.
Но только не у наших специалистов! Покоренные горные вершины, спины касаток в океане, пальмы и сопки, песчаные пляжи и снегоходы, краб и барабулька, сабли с гравировкой и янтарь мелькают в Instagram директора по строительству «Оптимум Прайс».
Размещая вакансию, в графе «условия работы» мы теперь всегда пишем: путешествия по интересным местам. За прошедший 2021 год сотрудники группы компаний «Оптимум Прайс» объехали всю Россию.
Как так получилось? В нашей стране много компаний, готовых выполнить работы по усилению грунтов, укрепить фундамент или котлован. Желательно, чтобы это были тысячи однотипных свай в чистом поле. Обязательно нужен проект с указаниями, что и как делать. Но по пальцам одной руки можно сосчитать компании, решающие проблемы. Проблемы аварийных конструкций, готовых упасть уже завтра. Проблемы памятников архитектуры, где усиление фундамента нужно провести так, чтобы самим все не обрушить. Проблемы малого бизнеса с небольшими производствами и ангарами, устранение просадок которых требует не только соблюдения всех технологий, но и понимания бюджета предпринимателя. Проблемы частного домика в далекой области, по стенам которого пошли трещины.
«Оптимум Прайс» — именно такая редкая организация. Нам можно позвонить, не обладая какими-то специальными знаниями, без подготовки и долгого изучения тематики в Интернете, рассказать о проблеме и тут же — тут же, в процессе диалога — получить четкий алгоритм действий, этапы, сроки и стоимость работ с точностью до тысячи рублей.
Мы заключаем твердый контракт, приезжаем, проводим обследование, составляем проект, выполняем работы по усилению оснований, отдаем исполнительную документацию и уезжаем. Вот как просто!
Если вам кажется, что так можно только на некоторых совершенно неответственных объектах, то вы ошибаетесь. В следующих нескольких абзацах мы попутешествуем с вами по России и разберем несколько кейсов.
Сахалин. Суровый край. Татарский пролив, холодно и ветрено. Обследуем Сахалинскую ГРЭС-2. В программе изучения 82 здания. Задача: выяснить, что не так со всей ГРЭС, почему ее топит, размывает грунты и что необходимо предпринять для устранения всех бед. Изучая устройство гигантской электростанции, не забываем угощаться местными морепродуктами. Свежий краб великолепен, алюторская селедка — отдельное гастрономическое чудо, а названий всех перепробованных морских гадов уже и не упомнить. С берега Татарского пролива видим огромные серые спины — касатки! Все тут масштабное — просторы, деликатесы, океан и электростанция. Причину бед меж тем выяснили - неправильно выполненный дренаж. Проект усиления фундаментов, водоотведения и гидроизоляции составили. Ждем начала СМР.
Калининград. Здание рекреационного центра ползет с холма. Обследовали, выполнили проектирование. Скупили весь янтарь в местных лавках. Пробовали угря домашнего копчения и севиче из пеламиды. Гуляли по Куршской косе, объездили все пригородные городки, понравившиеся значительно больше, чем сам Калининград.
Грозный. ТЭС. Тут как раз не про быстрый блиц, а про долгие согласования. Пять лет общения с проектировщиками, представителями эксплуатирующей организации. Обследовали, спроектировали и провели работы по усилению оснований опор трубопровода. С удивлением узнали, что парням нельзя ходить в сорокоградусную жару в майке и шортах по городу — не принято. Освежились снегом, покорив Эльбрус. Пробовали местные пирожки и лепешки — жирно, но вкусно! Купили саблю и папаху — красота! Применяем тут свою технологию усиления грунтов через манжетные колонны с обтюратором. Обтюратор — специальное устройство, позволяющее прокачать каждый слой грунта отдельно. Редко кто практикует такую технологию, в проектах она не встречается, так как требует мастерства от исполнителей.
Архангельск. Ломоносовский ГОК. В режиме жесткой изоляции из-за коронавируса сотрудникам еду приносили и оставляли под дверью. Одиночество, большие пустые пространства. Умиротворение и дзен нашли мы тут. Решали проблему, отсылающую нас к трагедии разлива нефти у «Норильского никеля», а именно герметизации каре — гигантской ванны вокруг топливного резервуара.
Крым. Веселые Алупка и Алушта. В одном городе пансионат для пострадавших от облучения «Дубна», в другом — гостиница «Кедр». Проблемы сходные. Конструкции проседают из-за того, что сооружены на склонах и с определенными огрехами. Устранили. Посетили вершину Ай-Петри, красавицу Ялту, устали немного от серпантинов и природных катаклизмов, когда аномально теплая для зимы погода сменяется вдруг снегопадом, засыпающим пальмы.
Москва. Златоглавая. Тут у нас объектов много, в столице бываем часто. Обследуем здания в части фундаментов и гидроизоляции. Самый интересный из недавних проектов — «Усадьба Баташева», отданная под Яузскую больницу. Памятник архитектуры. Фундаменты усиливаем по проекту, отсечную гидроизоляцию устраиваем беспакерную — по собственной технологии. Везде вносим свои коррективы, используем многолетние наработки. Состав для инъектирования у нас специальный. Мало того, что прочность и водонепроницаемость необычайная, так еще и отложенным эффектом обладает — до полугода активные элементы включаются, когда это требуется, и борются с водой на микроуровне. Выполнив объект, скупаем матрешек и идем праздновать с медведями и цыганами.
Санкт-Петербург. Родной город. Именно здесь мы завоевывали репутацию, спасая Петропавловскую крепость. А в этом году занялись зданием в самом сердце города: на Большой Морской, 28. Усиление фундаментов в историческом центре всегда проходит под лозунгом «не навреди!». Только небольшое давление при усилении бутовых фундаментов — чтобы не наплодить новых трещин, только беспакерная система отсечной гидроизоляции — чтобы в стенах не оставалось никакого инородного металла или пластика. Родной город мы очень любим. Если попадете в Северную Венецию туристом — позвоните, всегда подскажем лучшие достопримечательности и скрытые жемчужины.
Выкса. Знаете где это? Это небольшое местечко под Муромом. Здесь у Екатерины Владимировны домик кирпичный трещинами пошел. Не памятник архитектуры и совсем не электростанция. Но мы приехали и сделали. Технологии, материалы, оборудование и подход ничем не отличались, а то и превосходили по своим параметрам те, что использовались на вышеописанных объектах. Послойное инъектирование грунтов через манжетные колонны с использованием обтюратора, устранение трещин под неразрушающим давлением со спиральными анкерами. Под Муромом наслаждались природой средней полосы России, любовались Окой и дышали чистым богатырским воздухом…
Вот такой щедрый на путешествия выдался год.
Мобильность, толерантность к местным условиям, результативность в решении проблем — рецепт промышленного туризма от ГК «Оптимум Прайс»!
BIM AND DESIGN STANDARD: практика для всех
Autodesk Community BIM Club совместно с компанией Development Systems (DS) провели онлайн-митап «BIM-стандарт DS. Level up в проектировании». В его рамках DS презентовала собственное комплексное приложение BIM&DESIGN STANDARD, включающее в себя полный набор инструкций и практик для работы в BIM, которые собраны из опыта работы компании с российскими девелоперами.
Стоит отметить, что первый комплексный документ, описывающий BIM-стандарт, компания DS разработала совместно с Группой RBI в 2019 году. При обновлении в 2020 году он включал в себя более 400 страниц текста полезной информации. В 2021 году для удобства он был переведен в веб-формат. В настоящее время стандарт продолжает обновляться. В будущем он станет частью DS Research – открытой глобальной базы знаний по проектированию в BIM, содержащей видеоуроки, инструкции и разработанные в DS инструменты для оценки навыков специалистов проектных компаний.
Ведущий онлайн-митапа, BIM директор DS Артём Вайтицкий подчеркнул, что BIM&DESIGN STANDARD создан в помощь в работе специалистам и будет полезен как тем, кто внедряет BIM с нуля, так и тем, кто уже использует его. BIM&DESIGN STANDARD выложен в открытый доступ по ссылке. Незарегистрированные пользователи могут просто ознакомиться с ним, зарегистрированным – представлена возможность оставлять комментария, тем самым реагировать на представленную информацию, оставлять свои вопросы, замечания и предложения.
Сама структура BIM&DESIGN STANDARD разделена на девять глав (разделов). Первая глава называется EIR. В ней описывается взаимодействия проектировщика с заказчиком при работе в BIM, конкретные требования к разделам проектной документации и многое другое. Вторая глава имеет название «Контроль качества». В ней дана информация о системе контроля качества, формате проведения проверок и т. д. В том числе, представлена подглава с инструкцией по работе Navisworks Manage. В третьей главе собрано множество инструкций непосредственно по самому моделированию. Подробно расписана работа со многими инструментами Revit. Четвертая глава - «Рекомендации к проектированию». Представленные в ней рекомендации разбиты на три глобальных фазы и привязаны к стадийности работ генпроектировщика. Разработаны они на основе опыта DS c заказчиками и могут существенно оптимизировать работу и повысить ее эффективность. В пятой главе «Генеральный план» собрана информация о том, как работать с генеральным планом. В ближайшее время в нее будут внесены изменения, в которых будут описана работа с генеральным планом в Revit. В шестой главе «Управление проектным проектированием» можно найти полную информацию о структуре папок для проектной документации, особенностях ведения проектного совещания, авторского надзора и т. д. В седьмой главе «API.Средства автоматизации проектирования» пошагово объясняется как выстроена автоматизация проектирования. В восьмой главе представлены общие положения по работе со стандартом, дана информация о специалистах, занимавшихся его разработкой. В девятой главе «BIM данные», выложена информация из библиотеки семейств для проектирования, которые DS использует и регулярно обновляет с учетом опыта прошедших проектов.
В рамках онлайн-митапа Артём Вайтицкий сообщил, что открытый корпоративный BIM-стандарт – одна из разработок, благодаря которой компанию знают на рынке проектирования. «Мы заинтересованы в развитии BIM-сообщества, поэтому хотим поделиться информацией о стандарте и повысить его качество совместно с профессиональным сообществом. Ключевая задача – говорить с рынком проектирования и заказчиками на одном языке», - добавил он.
Также Артем Вайтицкий ответил на многочисленные вопросы зрителей онлайн-митапа и сообщил, что в связи с обновлением версии BIM-стандарта компания объявляет конкурс рецензентов. В его рамках будут выбраны пять BIM-экспертов, которым будет предложено провести независимый аудит работы компании над стандартом за вознаграждение в 20 тыс. рублей. Всю дополнительную информацию о конкурсе можно получить, обратившись на почту info@ds.do.
«Одна из задач Autodesk Community BIM Club заключается в обмене и тиражировании опыта и знаний между участниками клуба и за его пределы. Внедрение BIM и настройка бизнес-процессов - одна из наиболее актуальных сегодня тем для строительной отрасли. Мы рады, что наши партнеры активно включаются в этот процесс и предлагают рынку открытые стандарты для более эффективного применения инструментов информационного моделирования. Autodesk также работает в этом направлении. В ближайшее время мы представим обновленный BIM-стандарт для инфраструктурных проектов», - отметил Андрей Штиль, менеджер по развитию бизнеса, работе со стратегическими и государственными заказчиками Autodesk в России и странах СНГ.