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 делают каменную вату ROCKWOOL
Каменная вата – один из самых востребованных утеплителей как среди крупных строительных компаний, так и среди частных потребителей. Вместе тем, многие даже не подозревают, как изготавливается данный материал. Компания ROCKWOOL рассказала о производстве каменной ваты и особенностях её переработки в коротких, ярких и понятных видеороликах.
Производство каменной ваты – многоступенчатый процесс, позаимствованный у самой природы: по своей сути он похож на извержение вулкана, когда твёрдый и устойчивый ко всему камень под воздействием высочайших температур превращается в текучую лаву, которая постепенно остывает и твердеет. На производстве измельченный камень базальтовых пород плавят в доменных печах при температуре 1500 °С, получившаяся лавоподобная масса при помощи центрифуги и потоков воздуха выдувается в каменные волокна. Будущую теплоизоляцию формуют, обжигают и уже затем нарезают под размер и упаковывают в термоусадочную плёнку.
Посмотреть видео процесса производства и оценить оборудование в действии можно на примере видеороликов компании ROCKWOOL о работе заводов в Выборге (Ленинградская область) и Троицке (Челябинская область).
Производственная площадка компании ROCKWOOL в Выборге появилась 15 лет назад. Сегодня она обеспечивает продукцией из каменной ваты весь Северо-Западный регион, часть материалов поставляется в Центральный Федеральный округ и экспортируется в Финляндию. Продукция выборгского завода использовалась при строительстве и реконструкции таких знаковых объектов, как небоскрёб Лахта-Центр. Мариинский театр, музей Эрмитаж. Завод в Выборге стал первой российской площадкой, на которой запустили масштабный проект по переработке каменной ваты: производственных обрезков, а также остатков плит после монтажа и уже отслужившего материала, который привозят с региональных строек.
Предприятие ROCKWOOL в Троицке также пошло по пути рециклинга, запустив брикетный участок: благодаря ему все производственные отходы отправляются обратно на линии. Сейчас на заводе выпускают самые востребованные решения из каменной ваты ROCKWOOL: от цилиндров, без которых не обходится промышленность и сфера ЖКХ, до ноу-хау компании – плит двойной плотности для лёгкого и эффективного утепления кровель и фасадов. Продукция отправляется на Урал, в Сибирь и Казахстан. Каменной ватой из Троицка утеплены стадион «Екатеринбург Арена», Казахский драматический театр в Нур-Султане и другие масштабные объекты.
Эксперты компании ROCKWOOL создают надёжные и экологичные продукты. Материалы, произведенные из камня – по сути, неисчерпаемого и неиссякаемого ресурса, – долговечны, их можно перерабатывать в продукт того же качества бесчисленное количество раз, создавая возможности для развития модели циркулярной экономики и заботясь об экологии.
Ролик о работе завода в Выборге
Ролик о работе завода в Троицке
Ещё больше интересных видео о жизни компании, свойствах её продукции и нюансах монтажа – на YouTube-канале ROCKWOOLRussia. Подписывайтесь, чтобы не пропустить самое интересное!
Ускоряя сроки. Применение опалубочных систем в мостостроении
При строительстве мостовых сооружений активно задействуются различные опалубочные системы. Они помогают ускорить возведение объектов и оптимизировать финансовые затраты на стройку. Данный фактор, в том числе как репутационный, особо важен для строительных организаций, так как работы в данном сегменте чаще всего выполняются по госконтрактам.
К основным видам опалубочных систем, применяемым в мостовом строительстве, можно отнести: опалубки пролетного строения, опалубки мостовых опор, опалубки ростверков или ригелей, специализированные опалубки. При этом, отмечают эксперты, очень часто сечение опор мостов и их архитектурные решения не имеют типовых характеристик, таким образом требуются разные комплекты опалубки мостовых опор для решения данных задач.
Индивидуальный подход
По словам исполнительного директора ООО «Техноком-БМ» (производителя опалубочных системы «Гамма»), доцента кафедры ТОСП МГСУ Андрея Бунта, с развитием дорожной инфраструктуры перед мостостроителями ставятся новые сложные задачи: повышение технологичности при поддержании высокого темпа работ, c учетом соблюдением всех требований безопасности. «Так одним из направлений в мостостроении является применение самоподъёмных опалубок для возведения пилонов. Использование данной технологии целесообразно, например, для опор вантовых мостов. Технология обеспечивает непрерывный процесс возведения монолитных конструкций в сложных строительных условиях, повышает качество готовых конструкций, сокращает крановое время»,- отмечает он.
Мостовая опалубка сейчас востребована в России как никогда, считает директор по стратегическому развитию и маркетингу ГК «Промстройконтракт» Рубен Чинарьян. Можно сказать, что наша страна вышла на уровень строительства мостов, которого не было более ста лет, с тех пор как построили Транссиб. «Мостов за последние 20 лет возведено больше, чем за всю послевоенную историю СССР, но главное их стали строить намного быстрее. Если ранее срок сооружения моста мог достигать 8-9 и более лет (в советское время), то сейчас мосты, которые строятся больше 3-4 лет считаются долгостроями, в среднем мостостроители справляются за 30-35 месяцев в зависимости от сложности. Огромное число мостов разных типов – это огромное число задач. Поэтому, - добавил он,- можно сказать о том, что все виды опалубки мостов – от индивидуальной до основанной на стандартах линейных щитах распространены».
Если мы говорим о крупных проектах, где есть высокие пилоны, массивные опоры и длинные пролетные строения, то они, в большинстве своем, требуют индивидуального подхода к проектированию опалубочных систем, полагает руководитель проектов Doka Россия Сергей Грундуль. По его словам, каждый подобный проект уникален по своим геометрическим характеристикам и испытываемым ветровым нагрузкам. Даже регион расположения объекта может повлиять на выбор опалубочной системы, а также методологию строительства.
«Чтобы выбрать опалубочную систему для строительства подобных сооружений, как правило, необходимо точно определить две ключевые характеристики: фактор сложности проекта и высоту конструктива. Чем выше опора моста и сложнее ее геометрия, тем экономически более выгодно будет применение гидравлических самоподъемных систем Doka типа SKE. Сегодня все более явно прослеживается тенденция применения комплексных решений в самоподъемных гидравлических системах. Эти решения включают в себя не только минимальный набор платформ, но и, к примеру, подмости для армирования последующих захваток, подмости для ухода за бетоном, полностью закрытый контур и крышу. Вся получившаяся конструкция поднимается на последующие захватки без использования крановой техники. Всё это говорит в пользу повышения технологичности строительства»,- отмечает Сергей Грундуль.
По мнению заместителя генерального директора компании ООО PERI и руководителя направления инфраструктуры Алексея Грунчина, в мире мостостроения как никогда требуются индивидуальные технические решения, позволяющие достигать основных показателей: экономическая эффективность, высокое качество, соблюдение сроков и безопасность. Но далеко не все современные технологии применяются для строительства мостов. Как показывает практика, на сегодняшний день большинство подрядчиков смотрит на первоначальное коммерческое предложение и не рассматривает работу оборудования в течение всего периода строительства. Но дешевле не значит лучше и быстрее.
«Наша философия – предложить клиенту оптимальное техническое решение. Например, чтобы возвести пилон моста, наиболее эффективна самоподъемная система ACS. Она удовлетворяет требованиям заказчика: позволяет освободить время башенного крана, добиться высокого качества бетонной поверхности и повысить безопасность строительства. Технология самодвижущейся опалубки для бетонирования монолитных конструкций не является универсальной и целесообразность ее применения должна быть рассмотрена в каждом конкретном случае. Что касается, консольно-переставной системы, то технология отработана годами и широко используется во всем мире. В линейке PERI есть такое оборудование, которое можно приобрести или взять в аренду», - добавил он.
Меняя стандарты
Эксперты отмечают, что, безусловно, важна и правильная технология использования опалубки. В частности, по словам Рубена Чинарьяна, при строительстве мостов необходим правильный расчет опалубки, для максимальной точности системы при сборке. Также важна и точность сборки, это поможет минимизировать число доборов и обеспечить максимально гладкий стык щитов. Кроме того, необходимо обеспечить и условия для зимнего бетонирования – это оказывает максимально влияние на будущее качество бетона. Поэтому сейчас наблюдается спрос, сообщил он, не только на традиционные тенты, осветительные мачты типа Atlas Copco и пушки «Мастер», но и на каркасные жёсткие тепляки, которые позволяют, например, значительно ускорить работы по преднапряжению.
Стоит добавить, что с 1 июля 2021 года вступили в силу актуализированные изменения требования для проектирования мостов (СП 35 "Мосты и трубы") и тоннелей (СП 122 "Тоннели железнодорожные и автодорожные"). «ГК «ПромСтройКонтракт» позитивно относится к новшествам. Все предложенные в них технологии мы давно практикуем, и наши клиенты де-факто раньше законодателей сделали их обязательными элементами качественного строительства. Это относится и к муфтам для арматуры и к описанным в СП 35 деформационным швам, которые ПСК производит уже более 5 лет на заводе в Липецке. Наши швы использовались на строительстве подъездных путей к космодрому «Восточный», а сейчас монтируются на гигантской развязке в Алма-Ате. Это не какие-то новшества, а общепризнанный инструмент повышения качества дорог и мостов. Аналогично с барьерными ограждениями. Уже несколько лет мы активно предлагаем опалубку для формирования ограждений мостов, сходную с мостовой мелкощитовой опалубкой. Этот продукт естественным образом вытеснял менее качественные решения и новый норматив только ускорит и унифицирует процесс роста качества российских мостов»,- уверен Рубен Чинарьян.
Рыночный фактор
Участники рынка опалубочных систем отмечают, что наблюдавшийся в последние месяцы рост цен на строительные материалы, отразился и на их отрасли. По словам Андрея Бунта, с конца 2020 -го года произошел резкий рост, а в конце лета 2021 года небольшая коррекция цен на металл и фанеру. Данная турбулентность цен, вызванная в первую очередь внешними рыночными факторами, очень негативно сказалась на составе структуры себестоимости опалубочных систем для мостового строительства, так как многие контракты являются долгосрочными, коммерческие предложение рассчитываются с фиксированными ценами.
«Например, в первой половине 2021 года некоторые производители столкнулись с ситуацией, когда стоимость контрактной цены продукции по договорам, заключенным в конце 2020-го, стала ровна стоимости материалов, при условии поставки данной по продукции по госконтрактам, корректировка цен была невозможна. Данная ситуация привела к последующему повышению стоимости опалубочных систем в целом, тем самым в целом повлияв на удорожание строительства. Наблюдался и наблюдается высокий спрос на аренду типовых систем опалубок, что в свою очередь вызвало рост арендных ставок в среднем на 20-30%. При этом предложение на опалубку, которую можно использовать для мостового строительства, достаточно ограничено. Компании, предоставляющие опалубочные системы в аренду, не могут полностью удовлетворить спрос, что соответственно ведет к увеличению спроса на новые опалубки»,- делает выводы Андрей Бунт.
