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
Вдавливание шпунта: без ограничений
Технология статического вдавливания шпунта в Санкт-Петербурге нашла свое применение сравнительно недавно, но уже успела завоевать популярность у специалистов.
Известно, что Петербург отличается весьма сложными инженерно-геологическими условиями — значительная часть территории города представлена слабыми, водонасыщенными тиксотропными грунтами, что существенно усложняет строительные работы. Между тем в Петербурге стремительно развивается процесс редевелопмента территорий, реализуются проекты по приспособлению к современному использованию зданий в исторических кварталах — под гостиницы или бизнес-центры. Часто это сопровождается необходимостью организации подземного пространства под паркинги, в том числе многоуровневые.
Во всех этих случаях возникает опасность, что работы в условиях плотной городской застройки могут повредить здания, имеющие историческую ценность, обладающие фундаментами неглубокого залегания, стоящие на бутовом камне.
При ведении строительных работ в непосредственной близости от зданий соседней застройки необходимо особо тщательно подходить к выбору технологий, позволяющих разрабатывать котлованы глубиной от 3 м и более.
Ведущим петербургским строительным компаниям уже известно оптимальное решение — применение метода статического вдавливания шпунта. На сегодняшний день это одна из самых щадящих и экологичных технологий при строительстве нулевого цикла. Компактность установок, принцип их действия при погружении шпунта, возможность перемещения поверх уже вдавленного шпунта позволяют работать в самых стесненных условиях плотной застройки.
Метод дает возможность погружать шпунт на расстоянии до 80 см от конструкций существующих зданий и сооружений при отсутствии рисков развития недопустимых деформаций грунтов. Еще одним преимуществом является низкий уровень шума в отличие от вибропогружения или забивки.
В Японии, известной высокой плотностью застройки, технология вдавливания шпунта практически вытеснила остальные, с ее помощью осуществляется порядка 90% работ. Все более широкое применение в последнее время она находит в Северной Америке, а также в Европе, в том числе в исторических городах, где особенно важно нивелировать воздействие работ на окружающие объекты.
Интересны примеры использования шпунта в качестве ограждающих конструкций, например, подземных гаражей. Обычно после погружения шпунта, обеспечивающего неподвижность грунтов, производится работа в «отсеченной зоне» — подготовка котлована, создание свайного поля, бетонирование фундамента, стен и пр., после чего он извлекается на поверхность для следующего использования. Однако возможно заварить швы на стыках шпунта и оставить его в качестве неизвлекаемой постоянной конструктивной системы. При максимальной глубине котлована до 10 м ограждение из шпунта вполне способно составить конкуренцию технологии «стена в грунте». Это и экономически эффективнее, и позволяет избежать мокрых процессов.
В Петербурге пионером использования технологии вдавливания шпунта стала компания «СК «Потенциал». Она предложила на рынке услуги по щадящему погружению шпунта с использованием оборудования японской корпорации GIKEN — одного из лидеров в производстве техники для этих целей. Установка GIKEN была использована, в частности, на таких объектах, как ОДК «Охта Центр», «Лахта Центр», КВЦ «Экспофорум», ТРК «Заневский каскад», отель «Дипломат», БЦ «Сенатор», ЖК «Фьорд», ЖК «Петровская ривьера» и др. Среди заказчиков такие известные девелоперы, как Setl City, Группа «Эталон», RBI, «Адамант», «ЮИТ Санкт-Петербург» и пр.
«Технология получает все большее признание и распространение. Начинали мы с одной установкой для статического вдавливания GIKEN Standart, но постепенно увеличили парк. В него вошли машины для различных профилей и размеров шпунта — шириной от 500 до 700 мм, требующих, соответственно, разной мощности оборудования. Также мы приобрели две установки для статического вдавливания с гидроподмывом GIKEN Water Jetting, предназначенные для работы в песчаных грунтах. Твердость в сочетании с мелкой фракцией песка придают ему свойство создавать пласты с очень высокой плотностью. Техника этого вида по мере заглубления шпунта обеспечивает подачу в рабочую зону воды под давлением, она размывает песок и упрощает погружение», — рассказывает генеральный директор «СК «Потенциал» Олег Левин.
Недавно в компании сделали новый шаг для расширения парка оборудования: приобретена установка для статического вдавливания с лидерным бурением GIKEN Super Crush, предназначенная для работы с особо сложными грунтами — очень плотными, включающими старые фундаменты, остатки свай, бетонных конструкций (модуль деформации грунтов — свыше 25 МПа). В машине используется бур, работающий под защитой обсадной трубы и вдавливаемой шпунтовой сваи. В отличие от традиционных технологий, предусматривающих сначала бурение, а затем погружение, эта техника позволяет минимизировать подвижки грунта. Это достигается за счет обеспечения одновременности процессов лидерного бурения и вдавливания шпунта.
«В принципе, оборудование позволяет погружать шпунт длиной до 31 м, в Японии есть немало таких примеров. В практике нашей компании максимальной длиной погруженного шпунта была глубина 27 м. Работы производились в самом сердце города — рядом с Аничковым мостом, на пересечении Невского проспекта и Фонтанки», — отмечает Олег Левин.
Самостоятельное перемещение машины с одной шпунтовой сваи на другую по мере погружения позволяет не использовать громоздкую спецтехнику при работе. Производительность оборудования зависит от многих факторов. Это и состав грунтов, и глубина погружения, и объем рабочего времени в сутках, и параметры шпунта, и то, используется новый шпунт или уже бывший в употреблении (первое — ускоряет процесс, второе — дает возможность сэкономить). В основном скорость движения составляет 5–10 погонных метров шпунтового ограждения в день, то есть в среднем котлован с периметром порядка 400 м можно пройти за полтора месяца.
Таким образом, технология обладает комплексом качеств, обеспечивающих привлекательность ее использования: хорошая скорость выполнения работ, отсутствие рисков повредить окружающие здания и сооружения, способность выполнить задачу в условиях любых, самых сложных грунтов, высокая экономическая эффективность.
Справка о компании
Строительная компания «Потенциал» основана в 2012 году. Специализируется на проектировании и строительстве фундаментов зданий, подземных паркингов, набережных, пирсов, причалов и подземных коллекторов. Осуществляет выполнение работ нулевого цикла: устройство шпунтовых ограждений, устройство свайных полей, сопутствующие подготовительные и земляные работы. За время работы на рынке выполнено около 200 подрядов, в частности, погружено свыше 120 тыс. тонн шпунта.
Сохраняя позиции. Рынку малых грузовых лифтов помогли госзаказы
Спрос на малые грузовые лифты в 2020 году, несмотря на пандемию, не упал. Сохранить объемы производства оборудования основным игрокам рынка помогли строители, занимающиеся в первую очередь возведением социально значимых объектов.
По данным Росстата, по итогам 2020 года производство всех лифтов в стране в сравнении с 2019-м выросло на 104,8 % и составило 29, 3 тыс. единиц оборудования. В том числе было выпущено около 1500 малых грузовых лифтов. В сравнении с предыдущими годами объемы выпуска данного подъемного оборудования существенно не изменились, что в условиях пандемии в стране можно считать позитивным достижением.
Сохранить позиции многим производителям малых грузовых лифтов помогли заказы строительных компаний, которые почти не останавливали свою работу. В значительной степени оборудование приобреталось для социально значимых объектов (больниц, школ, детсадов, почтовых учреждений и т. д). Впрочем, были также отдельные коммерческие закупки лифтов для установки их в многоуровневых премиальных квартирах и коттеджах. Совсем «провисли» другие клиенты: рестораны и гостиницы, которым пришлось из-за коронавируса ограничить свою деятельность.
Отметим, что основными игроками рынка малых грузовых лифтов являются ЗАО «Предприятие ПАРНАС» (г. Санкт-Петербург), ПАО «Карачаровский механический завод» (Москва), ООО «Еонесси» (г. Красноярск), подмосковный Щербинский лифтостроительный завод, белорусское ОАО «Могилевлифтмаш».
Лица заказчика
Малые грузовые лифты — специфический сегмент, рассказывает исполнительный директор Национального лифтового союза, генеральный директор Ассоциации «Российское лифтовое объединение» Петр Харламов. С одной стороны, эти лифты являются вспомогательным инженерным оборудованием, но с другой, требования к ним почти такие же строгие, как к лифтам пассажирским. «Объем малых лифтов в России небольшой, около 1500 ед. в год, и обусловлен самим назначением. Как правило, это социальные объекты, учреждения питания и здравоохранения. Пандемия в 2020 году внесла изменения в портфели заказов лифтостроителей, но, по нашим данным, объем рынка сохранился. Надеемся, в 2021-м будет стабильно увеличиваться», — добавил директор ассоциации РЛО.
По словам заместителя генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС» Ольги Егоренко, 2020 год был действительно непростым для всех. Наступивший 2021-й же начался с неожиданного скачка цен на металл, но, вопреки ожиданиям, компания не только сохранила, но и увеличила объем заказов. «Сказался, конечно, эффект отложенного спроса из-за пандемии, да и финансовая помощь государства на объекты социальной инфраструктуры помогла. Сейчас наш основной заказчик, — подчеркнула она, — это строители. Причем интересна тенденция — крупные девелоперы стремятся заключать договоры напрямую с заводом, минуя цепочки ген-, суб- и прочих подрядчиков, тщательно контролируя свои затраты».
Между тем многие эксперты отмечают, что тренд на сокращение заказчиков малых грузовых лифтов, представляющих ресторанный, гостиничный бизнес, наметился давно. Сейчас портфель многих производителей оборудования приблизительно на 70–80% состоит из госзаказов, остальная доля — частники. Около десяти лет назад наблюдалась противоположная картина.
Правильный подбор
Представители отрасли считают, что активному развитию сегмента малых грузовых лифтов пока мешают несколько факторов, а именно: недостатки финансирования, проектирования и невнимание строительных компаний к качеству закупаемого инженерного оборудования.
«В своем стремлении сэкономить они нередко комплектуют социальные объекты не лифтами, а подъемниками, такое оборудование ни по назначению, ни по сроку службы не подходит, а главное — не отвечает требованиям безопасности РФ (ТР ТС «Безопасность лифтов»). В первую очередь необходимо проверять наличие документации, подтверждающей качественные характеристики оборудования. Ассоциация "РЛО" готова предоставлять информацию о своих членах — надежных производственных компаниях», — подчеркивает Петр Харламов.
К сожалению, рассказывает Ольга Егоренко, из-за недостатка проектных данных иногда клиенты забывают про требования огнестойкости, ориентируются на характеристики 60-х гг. Кроме того, например, для детского сада иногда заказчики приобретают лифт грузоподъемностью 250 кг с распашными дверями и с огромной кабиной, забывая, что работники данных учреждений женщины, и оперировать грузом больше 50 кг им вряд ли под силу. «Еще одна частая ошибка — это неправильный выбор типа оборудования, а именно, вместо малого лифта используют подъемник. Это нарушение, но, к сожалению, каким-то образом такие проекты проходят экспертизу, а на этапе реализации строители вынуждены пересогласовывать и повышать затраты», — добавляет она.
Тем не менее игроки рынка отмечают, что постепенно ситуация меняется. Заказчики становятся более вдумчивыми и внимательными покупателями, многие вводят не просто контроль затрат, но рационализируют подходы. Кроме того, государство совместно с бизнесом начинает устранять недочеты в отраслевом законодательстве и помогает решать проблемы профессионально сообщества. Это уже привело к тому, что качественные малые грузовые лифты выпускаются в достаточном количестве, а импорт целенаправленно замещается.
Мнение
Ольга Егоренко, заместитель генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС»:
Сегодня мы готовы подобрать оптимальную модель лифта, это может быть любой размер, любая конфигурация — будет удобно, функционально и недорого. На ПАРНАСе разработана специальная модель лифта для детсадов и школ, лифт встраивается в любое помещение на любом этапе строительства или в уже действующее здание. Да и по цене этот лифт ПАРНАС самый экономичный в своем классе. Мы всегда идем навстречу своим партнерам, консультируем, готовим вместе документацию.
Кстати: к малым грузовым лифтам относят подъемное оборудование, предназначенное для перемещения грузов массой 50, 100, 250 кг (отдельные модели до 500 кг). Транспортировка людей в них запрещена. Несмотря на то, что малые грузовые лифты не требуют регистрации в Ростехнадзоре, их собственники должны выполнять все правила эксплуатации данного оборудования.
Мнение
Алексей Виндюков, директор по развитию продукта и трансформации производства Щербинского лифтостроительного завода:
Основным заказчиком малых грузовых лифтов являются предприятия HoReCa, а также медицинские и дошкольные учреждения. Наиболее востребованы лифты грузоподъемностью 100 кг. Заказчикам при подборе лифтов важно обратить внимание на множество нюансов, а именно: на конструктивные особенности лифта, в том числе на различное исполнение створок и внутренней отделки, на устройство подъемного механизма и т. д. Также важно обращать внимание на наличие запасных частей и возможности сервисного обслуживания, на стабильность работы завода — изготовителя лифта и его опыт монтажа и проектирования. Эксплуатироваться малые грузовые лифты должны в соответствии со всеми правилами техники безопасности.
Конечно же, с учетом предписаний Роспотребнадзора и прошедшего локдауна с апреля по май из-за коронавируса прошедший год был весьма нестабильным. И, к сожалению, по сегменту можно сделать нейтрально-негативный прогноз. Только когда начнет восстанавливаться ресторанно-туристическая отрасль, можно будет говорить о дальнейших перспективах развития рынка малых грузовых лифтов.