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
Объемная опалубка: стремление к росту
Спрос на объемную опалубку в 2021 году продолжит расти, несмотря на удорожание ее основных конструктивных материалов. При этом все больше застройщиков будут предпочитать арендовать, а не покупать ее.
Объемная опалубка (опалубка перекрытий) активно задействуется в современном строительстве, в том числе при возведении многих сложных объектов. Она представляет собой металлическую конструкцию и незаменима при создании монолитных бетонных перекрытий до 20 метров (в усиленном варианте до 40 метров). Объемная опалубка надежно выдерживает серьезные нагрузки, при соблюдении всех правил относительно легко монтируется и демонтируется.
Эксперты выделяют три часто встречающиеся системы объемных опалубочных перекрытий: клиновая, рамная и чашечная. Основное их отличие — это несущая способность и конструктивная особенность соединения вертикальных элементов друг с другом. Выбор той или иной системы, отмечает генеральный директор ООО «КоммерцСтрой» Александр Синягин, зависит от конкретных задач и для каждого объекта согласовывается с проектировщиком и заказчиком. Все они при правильном техническом проектировании могут решить поставленные задачи. Разница будет лишь в цене, металлоемкости и удобстве эксплуатации.
Важно, чтобы подбором того или иного вида объемной опалубки занимался квалифицированный специалист, продолжает тему директор по продажам ООО «Ренталформ» Андрей Грачев. Именно он может произвести расчет нагрузок. К примеру, под монолитные балки используют опалубку рамного типа, под перекрытия можно ее комбинировать со стоечной системой перекрытий (в зависимости от высоты). «Мы предлагаем системы опалубки европейских производителей, которые выдерживают нагрузки до 20 тонн на башню. Особенность каждого проекта может увидеть инженер и предложить те или иные конструктивные решения», — добавил он.
Более 15 лет назад ГК «ПромСтройКонтракт» разработала и запатентовала собственную систему опалубки перекрытий, основанную на чашечной системе. За последующие годы система дорабатывалась и использовалась уже на нескольких тысяч объектах по всей России, СНГ и другим странам мира, сообщил директор по стратегическому развитию и маркетингу ГК «ПромСтройКонтракт» Рубен Чинарьян.
По его словам, преимущество объемных чашечных опалубок ПСК серии «ПСК-КАП» - это не только их очень высокая прочность и надёжность (этим могут похвастаться многие конкуренты), но очень простая сборка без лишних элементов, которые легко выронить или потерять. Всего четыре основных элемента собираются обычным молотком по принципу объемных кубов. В большинстве случаев система не требует диагональных связей, а производство огнестойких лестниц и настилов позволяет использовать систему на особо ответственных объектах. Именно поэтому её рекомендуют к использованию на АЭС центры-обучения строителей-атомщиков «СоюзАтомСтроя» в Москве и Нововоронеже.
Альтернативы нет
Игроки рынка считают, что в целом «ковидный» 2020 год прошел для них относительно безболезненно. Темпы строительства, благодаря принятым государственным мерам, значительно не упали, а значит, и спрос на опалубку сохранился. Также достаточно позитивно представители отрасли оценивают дальнейшие перспективы рынка, несмотря на вынужденное удорожание продукции из-за существенного роста цен на металл и фанеру.
«Спрос в 2020 году был нестабилен, как и всё в течение того неспокойного года, однако оказался выше наших ожиданий. В итоге нам неоднократно пришлось пересматривать план в сторону увеличения. В числе лидеров - объемные опалубки типа «ПСК-КАП» для монолитных перекрытий, которые широко применяются в целом ряде областей, а также системы ветрозащиты, которые активно используются на высотных объектах. В последнее время также последовательно растёт спрос на туннельную опалубку и системы перекрытий с откидной головкой»,- отмечает Рубен Чинарьян.
По словам Александра Синягина, 2020 год стал непростым для большинства отраслей, в том числе и для строительной. Некоторые объекты замораживались в связи с пандемией COVID-19 и связанными с ней ограничительными мерами. Строительные организации испытывали большие затруднения, так как стройка — это непрерывный процесс, в котором все работы связаны между собой, и их остановка чревата большими финансовыми издержками для всех его участников. «Но, несмотря на это, в 2020 году мы наблюдали явный запрос на опалубку высокого качества и надежности. Потребитель приходит к пониманию, что качественное оборудование служит дольше и существенно ускоряет процесс сдачи объекта, что дает ему существенное преимущество, как исполнителю, перед заказчиком. Надеемся, что в этом году, несмотря на значительное подорожание сырья, почти в два раза, спрос по-прежнему будет расти, так как альтернативы для данной продукции нет», — уверен глава компании «КоммерцСтрой».
Представитель Hünnebeck GmbH (Германия) в РФ Виталий Девятко также полагает, что востребованность опалубочных систем будет расти. «В целом я ожидаю в 2021 году продолжения роста рынка. Цены, к сожалению, тоже продолжат рост. В настоящее время компания Hünnebeck GmbH выводит на рынки Европы новые поколения популярных моделей своей опалубки. К сожалению, для российских строителей сейчас эти новшества слишком дороги из-за высокого курса евро к рублю. Но, надеемся, ситуация изменится к лучшему», — подчеркнул он.
Выгодная аренда
По мнению экспертов, из-за роста стоимости цен на опалубочное оборудование многие застройщики все активнее будут предпочитать арендовать, а не покупать его. Но советуют при этом не экономить на качестве продукции.
«Практически любые крупные объекты, срок использования оборудования на которых превышает 6–7 месяцев, экономически целесообразно обеспечивать собственным оборудованием. Соответственно, при сроках использования менее полугода предпочтительнее аренда. Это — главный, но, конечно, не единственный критерий выбора. Также предпочтительно не покупать, а брать в аренду специальные опалубки, которые не используются на большинстве типовых объектов (криволинейные, самоподъемные и прочие «нетиповые» типы опалубки). Если касаться именно объемной опалубки, к нетиповым я бы отнес и пролетные конструкции, которые зачастую лучше брать в аренду», — отмечает Виталий Девятко.
По мнению Андрея Грачева, аренда опалубки для нетиповых конструкций (высотные перекрытия, мостовые конструкции, объемные сооружения для монтажа того или иного оборудования) всегда предпочтительней покупки. Закупка данного оборудования всегда значительно стоит, а проект такого плана может быть для компании разовым. Аренда в данном случае позволит в короткие сроки получить необходимый результат. «В целом, —сообщил он, — если говорить про нашу компанию, мы наблюдаем растущий спрос на аренду опалубки. Все ее виды на данный момент востребованы, т. к. сейчас есть спрос и на жилищную недвижимость, и на промышленные объекты. Наш отдел закупок всегда работает над увеличением парка опалубки».
Для удобства конечных клиентов критически важен и размер арендного парка, добавляет Рубен Чинарьян. В частности, аренда опалубки от ГК ПСК - это не просто возможность взять щиты, замки, балки и другие комплектующие напрокат напрямую от завода-производителя, но и гарантия быстрой доставки без ожидания. «На нашем складе в Москве готовы к сдаче в аренду 37 тыс. м2 систем перекрытий (стоечных, чашечных) и 30 тыс. м2 стеновой опалубки (крупно- и мелкощитовой). Мы предлагаем бесплатный оперативный расчет опалубки, месяц аренды бесплатно, гибкий переход от аренды к последующему выкупу. Скорость поставки на объект гарантируется 28 складами ПСК на всей территории РФ и стран СНГ», - подчеркнул представитель компании.
Мнение:
Андрей Грачев, директор по продажам ООО «Ренталформ»
Конечно, 2020 год для всей строительной отрасли оказался непростым, и дело здесь не только в пандемии. Снижение покупательской способности населения, постоянный рост цен на сырье, перенос старта многих проектов и пр. в очередной раз повлияли на индустрию в целом. В середине 2020-го спрос на аренду строительного оборудования начал расти и к концу года пришел в норму. Благодаря этому оборот нашей компании в прошлом году вырос в сравнении с 2019-м на 15%. Несмотря на увеличение цен на материалы и комплектующие, мы оставили тарифы на аренду оборудования на прежнем уровне. В 2021 году также ожидается рост рынка жилищного строительства, многие промышленные объекты начинаются в этом году, т. к. перенеслись с 2020 года. В связи с этим мы прогнозируем увеличение выручки на 15–20%.
Рынок бетона по стандартам
О проблемах стандартизации производства бетона, нехватки кадров и несогласованности действий участников рынка состоялся разговор на семинаре «Технологии производства бетонов – вопросы и ответы». Это первое мероприятие после снятия пандемийных ограничений, которое провела компания «Полипласт Северо-запад».
С приветственным словом выступил Сергей Соболев, первый заместитель главы администрации Кингисеппского района Ленобласти. Он подчеркнул важную роль компании «Полиспласт» в жизни района и пожелал успеха мероприятию.
И оно, действительно, прошло успешно.
Нормотворчество
Вряд ли найдется много отраслей, в которых производство настолько зарегулировано. Как рассказал Дмитрий Кузеванов, директор НИИЖБ им. Гвоздева, посвятивший свое выступление ГОСТам, сейчас действуют 366 СП, в том числе 27 – по бетону, плюс 160 документов по железобетону. Хотя объявлена кампания «регуляторной гильотины», в 2019 году обновлено около 40 ГОСТов, в 2020-м – 45 документов. «Информация доступна, но не все успевают отслеживать», - прокомментировал Кузеванов.
Документация и методы испытаний нуждаются в обновлении – сегодня, по словам Кузеванова, появились новые вызовы – высотные здания, агрессивная среда.
Его поддержал Дмитрий Пожаров, директор ассоциации «Союз производителей бетона» (Москва), который подчеркнул: любые изменения означают дополнительные затраты. Он привел в пример одного из крупных производителей, который сделал соответствующие расчеты. Как выяснилось, перемены обойдутся в 100 млн рублей в год.
Меньше воды – крепче бетон
Все доклады вызвали живой интерес участников семинара, выступавшим пришлось отвечать на множество вопросов – не только в ходе выступлений, но и в кулуарах.
Ольга Рудавская, руководитель испытательной лаборатории ООО «КВС-Юг», говорила о проблемах застройщиков при входном контроле бетонной смеси на стройплощадку, в том числе о недовозах, в результате которых строители вынуждены делать холодные швы, а бригады – периодически простаивать.
Алексей Лейкин, к.т.н., руководитель испытательного центра «Прочность», привел множество характерных и не очень причин, по которым в монолитных и железобетонных конструкциях возникают трещины. Далеко не всегда виноваты производители бетона, зачастую вина лежит на строителях.
Анна Миронова, член экспертного совета «Союз производителей бетона», ознакомила участников с методикой подбора состава минеральных добавок, сообразуясь с ГОСТами.
Сергей Неродный, коммерческий директор «ЛСР. Базовые материалы — Северо-Запад», рассказал о ситуации на рынке песка и щебня. В том числе о перспективах рынка: «Рынок песка в дальнейшем ждет ужесточение требований по арендной плате, по налогам. Минерально-сырьевая база в Петербурге и окрестностях сокращается. Это означает, что логистика, которая уже обходится дороже добычи, будет расти».
За кадры все решено
По поводу нехватки кадров специалисты много говорили, но ничего не делали, заявил в докладе, посвященном ситуации на рынке бетона, Левон Давидянц, президент ассоциации «Бетон и железобетон Северо-Запад». В СПбГАСУ закрыта кафедра по производству железобетона. Новых специалистов нет. Почти никто не занимается подготовкой рабочих, среднего персонала.
Кузеванов согласен: «Кадровая проблема актуальная. Технологи нужны очень грамотные, иначе скоро мы столкнемся с проблемами при приемке продукции».
Выступавших поддержала Лидия Татчина, преподаватель Академии управления городской средой, градостроительства и печати. По ее словам, профильные вузы Москвы и Петербурга уже закрыли отделения, которые готовили технологов производств, теперь два года как нет набора на основную специальность и в академии. Т.е., технологов больше нигде не готовят.
Продвижение «Полипласт»
Тем временем работающие на рынке бетона компании не теряют бодрости. Как рассказал Игорь Коваль, зам. директора по науке компании «Полипласт Северо-запад», компания поставляет большую долю продукции на экспорт – до 85%. По его словам, сейчас «Полипласт» занимает до 10% мирового рынка, по отдельным продуктам – до 20%. У предприятия есть партнеры примерно в семи десятках стран, и она продолжает продвигать продуктовую линейку и на мировом рынке, и внутри страны. В том числе организуя семинары для партнеров.
Светлана Турутова, директор по сбыту и маркетингу ООО «Полипласт Северо-запад», подытожила: «Очень рада, что после почти годичного перерыва удалось, наконец, собраться всем вместе. Приятно, что у наших партнеров такой большой интерес к мероприятию, что присутствуют наши партнеры из Москвы, из петербургской ассоциации «Бетон и железобетон Северо-Запад». Надеемся, что всем у нас понравилось».
Это было полезно, было интересно. Рассчитываем на продолжение – традиция не должна остановиться, мы останемся площадкой для сотрудничества.