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
Убираем лишние звуки: как выполнить шумоизоляцию фановой трубы
С шумом канализационных труб жители многоквартирных домов сталкиваются регулярно, и многие к нему привыкли, полагая, что сделать ничего нельзя. Но существует простой способ, позволяющий значительно снизить посторонние звуки из системы отвода стоков, и тем самым повысить уровень комфорта проживания.
В современных квартирах вопрос звукоизоляции фановой трубы достаточно актуален, так как зачастую при строительстве используются пластиковые конструкции, которые легко пропускают различные виды шума. Наибольший дискомфорт, как правило, испытывают жители нижних этажей многоэтажных зданий. Ведь чем ниже этаж, тем выше скорость падающей воды в канализационном стоке. Звук от канализации легко распространяется в соседние комнаты, и даже самый красивый и уютный интерьер перестает радовать, когда посторонние шумы отвлекают и мешают сосредоточиться. Выход в этой ситуации только один — качественная шумоизоляция труб канализации в квартире.
Цилиндры навивные ROCKWOOL 100 Кф (кашированные фольгой) помогут справиться с этой проблемой на раз-два-три. Они выполнены из каменной ваты — волокнистого материала, который благодаря своей структуре отлично гасит звуковые волны. Инженеры добились ещё большего совершенства, изготавливая цилиндры по навивной технологии, когда волокна последовательно наматываются на основу, и в результате в готовом продукте располагаются перпендикулярно звуковым волнам. Шум словно запирается внутри и не выходит наружу.
Натурные испытания Цилиндров навивных ROCKWOOL 100 Кф показали: до установки звукоизоляции шум от труб может достигать до 59 дБ, что сопоставимо с работающей офисной техникой, после — уже на расстоянии 30 см от коммуникаций звук глушится до уровня тихого шепота. Для удобства монтажа сбоку на изделиях выполнена прорезь, фольгированное покрытие обеспечивает эстетичный внешний вид.
Устанавливается звукоизоляция буквально в три шага. Для этого нужно:
- Надеть цилиндры на трубу вплотную друг к другу;
- Закрепить бандажом или вязальной проволокой (рекомендуется устанавливать не менее двух бандажей на один цилиндр с интервалом до 500 мм);
- Продольные и поперечные стыки проклеить алюминиевой лентой.
Материал пригодится не только для жителей городских квартир, но и для владельцев многоэтажных частных коттеджей, так как проблема шума канализационных труб актуальна для всех типов строений. Цилиндры ROCKWOOL из каменной ваты отмечены маркировкой Eco Material Absolute, которая подтверждает безопасность применения для внутренней отделки помещений.
Технологии КРЕДО для информационного моделирования транспортных объектов
«Сегодня в числе приоритетных задач, которые стоят перед дорожной отраслью, - реализация проектов, снимающих инфраструктурные ограничения для регионов. Это автомобильные обходы крупных городов, магистрали между областными центрами, подходы к федеральным трассам, ликвидация одноуровневых пересечений. Работа по их возведению выполняется в соответствии с поручением Президента Российской Федерации Владимира Путина по наращиванию объемов строительства автодорог, разгрузки городов от транзитных потоков и создания комфортной среды», — отметил заместитель министра транспорта РФ — руководитель Федерального дорожного агентства Андрей Костюк.
По словам Александра Яхнюка, начальника подведомственного Росавтодору ФКУ Упрдор Москва — Бобруйск, до конца 2024 года на трассе А-130 будет реализован ряд значимых проектов: строительство дороги на участке км 155 — км 165 (обход г. Медынь), капитальный ремонт участка км 166 + 477 — км 196 (от проектируемого обхода Медыни до поворота на д. Погореловка Юхновского района) с увеличением полос движения до четырех и разделением встречных потоков.
До 2025 года планируется реализовать два крупных проекта. Строительство обхода Медыни протяженностью 13 километров планируется начать в 2022 году. В соответствии с принятыми проектными решениями обход будет иметь IВ категорию с четырьмя полосами движения, тремя транспортными развязками в разных уровнях, один мост через р. Медынку, два арочных сооружения, две парные площадки отдыха.
По государственному контракту завершение проектных работ с получением заключения экспертизы по проектной документации определено на 22 ноября 2021 года. Отмечается, что этот обход поспособствует снижению числа аварий, поможет улучшить экологическую обстановку, сократить пассажирам время в пути и снизить количество вредных выбросов на территории жилой застройки.
Реализацией данного проекта занимается компания «ГЕО-ПРОЕКТ», которая успешно работает на рынке с 2007 года и входит в число крупнейших в России организаций по проектированию и инженерным изысканиям в области дорожно-транспортного строительства. На счету компании — более 3000 объектов различной категории сложности по всей территории России.
Роль компании «Кредо-Диалог» в проекте — не только тот факт, что он был выполнен в программных продуктах КРЕДО, но и помощь в реализации: структуры организации данных и среды общих данных (СОД), хранилища данных (ХД) — он же BIM-сервер. Также специалисты компании консультировали проектировщиков и помогали в создании BIM-модели.
Проектные работы велись в программах:
— КРЕДО ГЕОЛОГИЯ 2.6 — для создания объемной инженерной информационной геологической модели;
— КРЕДО ТОПОПЛАН 2.6 — для создания информационной модели изысканий;
— КРЕДО РАДОН 4.1 — для расчета дорожных одежд;
— КРЕДО ДОРОГИ 2.6 — для создания информационной модели дороги, инженерных коммуникаций, таксационных мероприятий, Сводной ТИМ-модели;
— КРЕДО СЪЕЗДЫ 2.6 — для быстрого и эффективного проектирования примыканий, пересечений в одном/разных уровнях, кольцевых пересечений;
— КРЕДО ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ 2.6 — для создания проекта расстановки ТСОДД;
— КРЕДО ЗНАК 6.0 — для быстрого проектирования знаков индивидуального проектирования.
Особенность актуальной версии КРЕДО ДОРОГИ 2.6 — над проектом «Дорога» одновременно трудилось несколько проектировщиков.
В процессе работы над проектом были созданы новые и модифицированы многие существующие элементы Классификатора КРЕДО для отображения их 3D-моделей и наполнения атрибутивной информацией. Те модели, которые невозможно либо сложно создать в системах КРЕДО, были импортированы в них через обменные форматы, к примеру, IFC, и/или напрямую в форматах 3ds и OBJ. Объекты инфраструктуры и ТСОДД в системе достигают высоких уровней детализации — LOD300-LOD400. Вместо моделей, представляющих собой сочетание элементов геометрии и классической триангуляции, сформированы новые объекты, которые позволяют не только смотреть красивые и реалистичные изображения, но и мгновенно вносить корректировки и получать необходимую информацию. Работа над всем объектом (транспортной развязкой) велась с постоянным контролем конструкций дорог и съездов в виде специальных 3D-тел.
Дополнительно были созданы послойные цифровые модели (ЦМ) для передачи в системы 3D-нивелирования дорожно-строительной техники. Это набор поверхностей и структурных линий по каждому слою земляного полотна при многослойном его обустройстве, по каждому из слоев дорожной одежды, а в случае проекта ремонта — и по поверхностям фрезерования, сохраняемых в одном из форматов, поддерживаемых практически всеми современными системами управления дорожно-строительными машинами.
В процессе строительства могут проводиться контрольные исполнительные съемки фактически построенной поверхности. Такие измерения могут выполняться как традиционными методами (тахеометрической съемкой), так и с применением набирающих популярность мобильных лазерных сканирующих систем. При необходимости КРЕДО позволяет легко загрузить результаты таких съемок и визуализировать их, показывая места, в которых отклонение от проектной поверхности превосходит допустимые значения.
Этот совместный проект был представлен нами на IV Всероссийском конкурсе «BIM-технологии 2019/20» и занял почетное второе место.
Источник фото: пресс-служба Федерального дорожного агентства