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
Строительная реставрация
Строительная реставрация — это восстановление внешнего вида, а также отдельных деталей здания различных годов постройки. Благодаря современным материалам и эффективным технологиям профессиональные бригады выполняют работы быстро и полностью возвращают сооружениям первоначальный внешний вид.
Что такое реставрация зданий?
Реставрация — это совокупность мероприятий, которые направлены на восстановление исходного облика и улучшение характеристик старых сооружений, имеющих историческую или культурную ценность. Чаще всего объекты располагаются в центральной части города или в зонах исторических застроек. После того, как поставленные задачи полностью выполнены, строение разрешается полноценно использовать с сохранением архитектурного наследия.
В комплекс услуг по реставрации входят работы:
- строительно-монтажные;
- пусконаладочные;
- по восстановлению нарушенного первоначального вида историко-культурных ценностей: сооружений, зданий.
Строительные организации выполняют полный комплекс услуг или восстанавливают определенную часть здания. Профессионалы выполняют работы по реставрации:
- фасадов административных и жилых зданий;
- элементов декора крыши и фасада (например, скульптуры или барельефов);
- карниза, балюстрады, колонны;
- обрамлений окна, лепнины;
- каменной или кирпичной кладки;
- кровельной несущей конструкции, внешнего покрытия;
- козырька, водоотвода, фронтона конька;
- старого сооружения способом частичной разборки, когда стоит цель укрепить несущий элемент;
- объекта культурного наследия, используя капитальное строительство по восстановлению данных из фотографии, чертежа или словесного описания;
- инженерной системы с применением аутентичного или современного строительного материала;
- храма;
- объекта культурного наследия.
Благодаря реставрации восстанавливают красивый внешний вид сооружения, разрушенного из-за негативного воздействия внешней среды или противоправных действий людей.
Зачем реставрируют здания
К основным причинам восстановления зданий относят:
- Ценность. У каждого исторического здания есть своя внутренняя ценность не только в том, как его использовали, но и как строили. Например, до 1940-х годов для возведения домов использовали материалы высокого качества и придерживались стандартов, которые предъявляли больше требований, чем современные.
- Архитектурный дизайн. У каждого сооружения существует своя индивидуальность и есть определенные архитектурные элементы, превращающие здания в уникальные и ценные объекты. Поэтому архитекторы стараются сохранять эти черты.
- Устойчивое развитие. Это значит, что строение реставрируют для других целей, отличных от первоначального назначения. В финансовом плане организации проще восстановить здание и приспособить его под современные условия, чем строить новый дом. Кроме того, старые строения построены по лучшим стандартам и обладают уникальными архитектурными элементами, которые часто способствуют успешному развитию бизнеса.
- Культурное значение. Это самая важная причина, из-за которой начинают заниматься реконструкцией здания. Определенное место связано с национальной идентичностью, делающей строения ценными, так как они приносят культуре больше пользы, чем, если бы их снесли.
- Правило одного шанса. Если здание снести, то не получится оценить масштаб потери. Ведь строение может содержать единственную в своем роде деталь дизайна или обладать исторически значимым прошлым, которое на данный момент неизвестно. Правило основано на идее, что второго шанса для восстановления здания не будет. Если упустить эту возможность, то велика вероятность, что будет снесено важное в историческом значении сооружение.
Прежде чем приступить к реставрации здания, изучают местные требования, чтобы правильно сохранить историческое наследие.
Необходимые документы для реставрации
Реставрация — это одна из разновидностей строительства (строительной деятельности), которую осуществляют на основании документов:
- разрешительных;
- предпроектных (прединвестиционных);
- проектных (в число которых входит сметная документация).
К разрешительной документации относят:
- разрешение исполкома на проведение проектно-изыскательской работы и строительства объектов;
- архитектурно-планировочное задание;
- разрешение на выполнение проектной работы на материальной историко-культурной ценности;
- заключение согласующей организации;
- ТУ (технические условия) на инженерно-технические работы.
Прединвестиционная документация обосновывает вложение денежных средств и задания на проектирование. Определяет:
- необходимость реставрации;
- технические возможности;
- воздействие на окружающую среду;
- экономическую целесообразность осуществления инвестирования в реставрации объекта строительства;
- какие требования предъявляют к земельному участку;
- возможные варианты технологических решений;
- предполагаемые инженерные нагрузки;
- источники и объем финансирования;
- последствия реконструкции объекта строительства.
Предпроектные документы разрабатывают на реставрацию объекта, который относится к 1-4 классу сложности. После их изучения эксперты принимают решение реализовывать инвестиционный проект, подкорректировать замысел или отказаться от поставленной задачи.
Предпроектная документация включает:
- план по управлению проектом;
- обоснование инвестиций;
- задание, по которому планируется выполнять проектирование;
- бизнес-план (требуется не во всех случаях).
Для инвестиционных обоснований используют достаточный состав и содержание, чтобы можно было правильно принять решение о технических возможностях и экономической целесообразности осуществления проекта.
Чтобы провести реставрацию объекта, необходимо разработать проектную документацию. Поставленную задачу осуществляют в одну или две стадии. В первом случае разрабатывают строительный проект. Во втором варианте:
- первая стадия — это разработка архитектурного проекта, которую утверждают вышестоящие органы;
- вторая — строительного проекта.
Проектные документы на реставрацию содержат:
- сметную документацию;
- архитектурный проект, который разработан на основе технического задания;
- охранные зоны;
- строительный проект;
- научно-реставрационные отчеты;
- ПОР (проект организации реставрации).
Если при реставрации применяют типовой проект, то используют одностадийное проектирование.
При составлении сметных документов на проводимые работы используют НРР-2017, который включает нормы по расходу материалов, времени, затрат труда машинистов и рабочего персонала. При этом учитывают информацию исследований и проектной документации, а также:
- надо ли соблюдать особую осторожность при проведении работ, чтобы обеспечить сохранность первоначальной формы или части объекта реставрации;
- отдельные малые участки, на которых требуется проведение ограниченного фронта работ;
- неизбежные периодические перерывы в работе, которые связаны с дополнительным изучением объекта;
- можно ли применять материалы от разборки определенных элементов сооружения, а также от разборки реставрируемого объекта;
- особую тщательность выполнения реставрационно-восстановительной работы, которая обеспечивает высокое качество, детальное восстановление утраченной части здания с сохранением подлинного художественного облика сооружения.
Разработанные сметные и проектные документы согласовывают с заинтересованной организацией и рассматривают в органах государственных экспертиз в установленных порядках.
Перед началом реставрации объекта, который относят к 1-4 классу сложности, заказчик назначает руководителя проекта или привлекает инженерную организацию. Во время работ соблюдают требования законодательства о закупке при строительстве, ориентируясь на объем финансирования, предусмотренного предпроектной документацией.
После окончания реставрации подготовленный к использованию объект осматривает приемочная комиссия, соблюдая порядок, установленный законодательством.
Способы реставрации здания
Существует несколько способов реставрации:
- Фрагментарная. Восстанавливают несколько определенных частей сооружения (например, кровлю, стену или фасад).
- Полную (целостную). Здание восстанавливают полностью. При полном его разрушении работы производят по архивной документации. При выборе данного способа разрабатывают техническую документацию и восстанавливают инженерные коммуникации.
- Передвижной. Применяют, когда здание представляет архитектурную или историческую ценность, но мешает развиваться новым объектам. В этом случае осуществляют в другой части города строительство идентичного сооружения.
Последний способ очень трудоемкий и сложный, поэтому требует много сил и времени.
Перечисленные методы отличаются друг от друга так же, как и сами объекты, представляющие культурно-историческую ценность. Реставрировать памятник могут, удаляя поздние искажающие его детали или восстанавливая утраченные элементы. В первом случае процесс проводят, когда часть, которую удаляют, не представляет художественного или исторического интереса. При этом убеждаются, что ликвидируемые элементы не содержат скрытых ценных остатков. Поэтому объект исследования — весь памятник, а не определенная его часть, которую заведомо признали ценной.
Реставрацию производить нельзя, если она создает ситуацию, угрожающую устойчивости сооружения, или каким-то образом ухудшает состояние памятника. В обязательном порядке обеспечивают сохранность всех элементов или поверхности стены, учитывая уровень деструкции старого материала (изменение существующей среды, в которой после реставрации окажется подлинник). Например, после разбора деревянного сруба чаще всего большая часть бревен внутри оказывается гнилой. В этом случае восстановление подлинника становится затруднительным.
Чаще всего реставрация — это не одна определенная операция, а сочетание сложных раскрытий и дополнений. Очень редко подлинник оказывается полностью сохранившимся. Обычно у памятников существуют определенные утраты, которые требуют дополнения или восстановления утраченного архитектурного элемента. Полностью меры реставрации для всех случаев нельзя предписать заранее, так как их определяют индивидуально, учитывая сочетание разных факторов.
Этапы строительной реставрации
Реставрация сооружений состоит из нескольких этапов:
- Ставят архитектурно-реставрационную задачу. Составляют и утверждают ТЗ (техническое задание), по которому в последующем будут регламентировать все работы.
- Изучают и исследуют несущие конструкции и грунт.
- Определяются со способом реставрации, выбирая оптимальные методы.
- Утверждают проект, в котором отражают требуемые изменения.
- Выполняют поставленные задачи.
Основные работы, проводимые при реставрации:
- проверяют устойчивость здания;
- осуществляют демонтаж старой кровли;
- для создания статической устойчивости строения по периметру здания устанавливают балки;
- снимают старую штукатурку и очищают стены;
- устанавливают арматурную решетку, чтобы провести штукатурную работу на стенах и создать статическую устойчивость;
- монтируют новую кровлю, используя термоизоляцию;
- устанавливают электроосветительное и электрическое оборудование;
- штукатурят внутренние и внешние поверхности (каменные стены, которые сохранились в хорошем состоянии, не трогают);
- устанавливают системы водоснабжения и канализации;
- облицовывают здание плиткой или иными материалами;
- устанавливают двери и окна;
- осуществляют малярные работы.
После завершения работ по реставрации благоустраивают внешнюю территорию.
Типы работ при реставрации памятника архитектуры
Реставрация памятника архитектуры объединяет разные типы работ:
- Ремонт. Это работы, связанные с восстановлением и поддержанием внешнего вида, когда несущую конструкцию оставляют без изменения.
- Консервация. Работа направлена на укрепление архитектурных объектов и предотвращение дальнейших разрушений. Во время консервации разрешается устанавливать временную конструкцию (навес, подпорку) или проводить серьезные инженерные реставрации, укрепляя фундамент, несущие стены и восстановление фасада. Для осуществления работы не требуется проводить комплексных архитектурных и инженерных исследований.
- Реставрация. Включает в себя ремонт и консервацию, и предполагает видоизменение подлинной конструкции и внешнего вида (в определенных случаях). Во время проведения работы удаляют позднюю достройку, которая искажает исторический облик. Сооружение дополняют утраченными деталями и конструкциями.
- Адаптация к современным условиям. Архитектурный памятник внутри обустраивают и оснащают современными инженерными сетями. При этом нововведение не должно нарушать конструкцию и эстетическую ценность объекта. Поэтому на применяемые технологии накладывают определенные ограничения.
При проведении реставрационных работ к минимуму сводят штробление стены и сводов. При внутреннем обустройстве архитектурных памятников тщательно маскируют инженерные коммуникации.
Нормативы межремонтного периода многоквартирных домов
Реставрацию фасада многоквартирного дома, после ввода в эксплуатацию, проводят через:
- 5 лет — косметическую;
- 10 лет — капитальную.
Для каждого типа реставрации разрабатывают свою технологическую карту. Типовые варианты содержат описание работ для конкретных зданий и определенных видов фасадов. В карту входит:
- описание технологии реставрации;
- расчет требуемых материалов и их список.
В жилищном кодексе рекомендуют проводить реставрацию многоквартирного дома в межсезонье, до того как будет включено отопление.
Также учитывают и условия, при которых эксплуатируют дом. Например, в северном регионе, из-за промерзания грунта, реставрацию фундамента осуществляют каждые 10 лет, в Москве и области — через 20-25 лет.
Сроки проведения реставрации законодательством не установлены. Подрядчик должен самостоятельно определять объем и время выполнения работ.
Электрический разветвитель — надёжный помощник
Чтобы распределить энергию между потребителями, в быту и на производстве используют разветвители для кабелей и электрических проводов. Они позволяют решить вопрос одновременного подключения нескольких приборов к одному стационарному источнику тока.
Бывают и более сложные разновидности распределителей — адаптеры. Они преобразуют напряжение и другие параметры сети для питания конкретного устройства.
Назначение разветвителей и их разновидности
Разветвитель электрический предназначен для подключения к одной розетке двух, трёх и более потребителей. Он незаменим при большом количестве электроприборов в доме или офисе. А в некоторых случаях выполняет роль адаптера вилок и розеток других стандартов.
Простейший вариант устройства — тройник с вилкой для подключения к сети и розетками для подсоединения электроприборов. Чтобы защитить пользователей от удара током, разветвители могут оснащаться встроенным заземлением.
Производители выпускают распределители питания в корпусе удлинённой, скруглённой, треугольной, крестообразной и других форм. У многих моделей есть провод для подключения приборов на удалении от розетки, а также:
- крышки для защиты свободных розеток от попадания влаги, пыли;
- кнопки для регулирования тока при нестабильном напряжении в сети;
- подсветка и таймер для автоматического отключения;
- USB-порты для зарядки гаджетов.
Необходимые требования
Чтобы выбрать подходящий разветвитель, определитесь с количеством и суммарной мощностью подключаемых приборов. Важно не допустить перегрузок и короткого замыкания. Из-за этого устройство или проводка может даже загореться.
В местах с высокой влажностью и запылённостью нужно использовать специальные модели с высоким уровнем защиты. Степень влаго- и пылестойкости обозначается маркировкой IP («Ingress Protection»). Например, IP20 означает, что устройство защищено от проникновения внутрь частиц размером от 12 мм. Модели IP44 устойчивы к брызгам воды и могут устанавливаться в ванной. А корпус класса IP67 подойдёт для использования на улице — он рассчитан на неблагоприятные условия.
Также при выборе распределителя питания учитывайте и технические параметры:
- номинальную силу тока и напряжение;
- стандарт штепсельных гнёзд и вилок;
- материал контактов и корпуса;
- особенности конструкции.
Бытовая однофазная сеть работает с напряжением 220 В, а средняя сила тока в розетках — 6,3–10 А. Если эти значения по какой-то причине не подходят для приборов, понадобится адаптер. Промышленные адаптеры-разветвители предназначены для сети с нагрузкой 16 А и 32 А, напряжением от 120 до 380 В.
Где купить качественный разветвитель для кабеля
Распределители питания продаются везде: в интернет-магазинах, супермаркетах, специализированных торговых точках. Поскольку от оборудования зависит безопасность людей и имущества, экономить на нём не стоит. Плохое соединение контактов чревато тем, что разветвитель начнёт искрить и может вызвать пожар. А некачественный пластиковый корпус через несколько лет станет хрупким.