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
Определяя стандарты. Как должен регулироваться BIM?
Российские власти неоднократно заявляли о необходимости более активного внедрения технологий информационного моделирования в строительную отрасль. В том числе, обеспечить переход на BIM требовал глава государства Владимир Путин. Для выполнения этого поручения правительство РФ приняло в 2018 году специальную Дорожную карту. Правда, весной этого года вице-премьер Марат Хуснуллин предложил Минстрою РФ разработать новую. Она должна учесть в полном объеме все мнения профессионального сообщества.
Также в феврале текущего года Росстанадарт неожиданно для многих отменил два основных ГОСТ по BIM, утвержденных в 2019-м. Считается, что они не соответствовали ряду положений федеральных законов. В настоящее время подготовлен проект новой редакции ГОСТ. Она выложена на официальном сайте Росстандарта. Публичное обсуждение стандартов должно завершиться 27 августа.
Требуется доработка?
Игроки рынка предложенные новшества оценивают по-разному. Коммерческий директор компании КубартаТМ Роман Старостенко считает важным, что нормативная документация по BIM вообще появляется. «Глубина проработки и предыдущей, и обновленной версии стандартов оставляет желать лучшего, но у нас уже появляется возможность разговаривать с заказчиками на одном языке, использовать понятные обеим сторонам формулировки и правила. Для создания полноценной нормативной базы должно пройти время, поэтому критиковать текущую редакцию ГОСТ я бы не стал», - подчеркнул он.
Начальник отдела информационного моделирования Института территориального развития Павел Семенцов не выявил существенных различий между старой и новой версии отраслевых стандартов. При этом отметил недостаток последней редакции. «А именно, это система статусов, при которой данные, находящиеся в работе у одной группы исполнителей, недоступны остальным. Такой подход, по сути, исключает совместную разработку проекта, хотя возможность запараллелить процессы, как по дисциплинам, так и по различным частям модели - одно из главных преимуществ BIM-технологии, и может значительно сократить сроки проектирования. Представляется, что национальный стандарт как раз и должен устанавливать правила игры: определить общепонятные русскоязычные термины, уровни проработки и критерии качества, от которых могли бы отталкиваться как заказчики - в своих требованиях, так и исполнители - в своей работе. К сожалению, новый проект ГОСТ, как и предыдущий, обходит эти вопросы стороной»,- отмечает эксперт.
По мнению советника директора ООО «Бюро ESG» Ирины Чиковской, новая редакция больше отвечает российским реалиям как по формулировкам, так и по сути. В частности, введены новые термины и определения, расширяющие применение технологий информационного моделирования в строительной отрасли, документ гармонизирован с изменениями в Градостроительном кодексе РФ, заложена возможность расширения требований неучтенных в своде правил. Также зафиксировано применение усиленной квалифицированной электронной подписи к информационной модели и документам в нее входящим, на обсуждение представлены: новый более расширенный принцип именования моделей и кодификация ее элементов.
«Документ серьезно проработан в части атрибутивных данных. Однако мне думается, что в составе атрибутов не учтены важные данные (показатели) для эксплуатационной модели. Есть задел для сметных данных и формирования стоимостных показателей, но, к сожалению, рынок пока не готов к сметной информационной модели. Кроме того, авторы не устояли перед соблазном англицизма – мне не импонируют слова «валидация» и «верификация». В документе государственного уровня можно найти подходящие слова из русского языка»,- добавляет Ирина Чиковская.
Системный подход
Участники рынка считают, что только регулировки стандартов по BIM-технологиям недостаточно для их более глубокого и быстрого проникновения в строительную отрасль. Необходим более расширенный системный подход: от поднастройки смежных нормативных положений, влияющих на цифровизацию всей стройки, до подготовки специалистов по BIM.
«Принципиально важен вопрос стандартизации потребностей в информации (аналог LOD/LOI)», - уверен Павел Семенцов. Для жилищного строительства эти требования уже проработаны достаточно подробно, но их нужно унифицировать. Для других объектов (промышленных, инфраструктурных, и т.д), которые подпадают под данный ГОСТ, также нужно сформировать базовые критерии и перечни атрибутов, соответствующих определенной степени проработки информационной модели. Это основа для проектных работ в BIM и задел для дальнейшего развития - цифровизации экспертизы, стройки, и в перспективе - полного перехода на цифровые двойники при управлении жизненным циклом объекта.
По словам Романа Старостенко, полноценное внедрение BIM-технологий во многом зависит от возможности их использования государственными заказчиками. Им же, в свою очередь, необходима нормативная и разрешительная документация, позволяющая на законных и понятных условиях использовать все преимущества информационного моделирования в их текущей деятельности. То есть, чем быстрее появится такая база, тем быстрее произойдет внедрение. «При этом основным фактором, который мешает внедрению BIM сейчас, мы считаем не отсутствие полноценных нормативных стандартов, а невозможность одновременного использования данных технологий на всех стадиях жизненного цикла инвестиционно-строительного проекта. Так, если даже у технического заказчика есть информационная модель здания, то далеко не каждому подрядчику и субподрядчику он может ее передать. Дело в том, что многие, даже хорошие участники строительного процесса, не умеют пользоваться трехмерным проектом»,- поясняет эксперт.
С данными выводами согласна и Ирина Чиковская. Она отмечает, что пока в стране явная нехватка квалифицированных специалистов, внедряющих и использующих BIM. «Отсутствует или находится в зачаточном состоянии отечественное программное обеспечения с адекватными ценами. Наблюдается межведомственная разрозненность. Поэтому огромная работа ложится на плечи специалистов по BIM или энтузиастов-проектировщиков. О нормативно-правовых актах пусть думают и говорят те люди, чьим основным видом деятельности является их разработка. Тем не менее, могу сказать только одно – процесс внедрения BIM запущен и остановить его уже невозможно», - уверена советник директора ООО «Бюро ESG».
Выбор профессионалов: новинки сухих строительных смесей Kiilto
«Киилто Россия» выводит на рынок новые продукты в линейке клеев и шпаклевки, а также добавляет новый формат фасовки.
Строительные технологии и материалы стремительно развиваются. Финский концерн Kiilto внимательно следит за изменениями в отрасли. Вся продукция компании разрабатывается в тесном сотрудничестве с клиентами. Совместная работа по проведению научно-исследовательских разработок заканчивается лишь тогда, когда продукт полностью соответствует ожиданиям клиентов.
Являясь частью европейского концерна, «Киилто Россия» в период пандемии не только не приостановила деятельность, обеспечила оптимальное количество сырья, упаковки, импортной продукции с других заводов концерна и достаточные запасы готовой продукции, но и продолжала работу над расширением ассортимента. Новинки 2020 года – белая гипсовая штукатурка Opti Gyps White, эластичный клей для крупноформатной плитки Premium Fix, новый формат мелкой фасовки по 5 кг.
Эластичный клей для плитки Kiilto Premium Fix подходит для всех видов плитки. Клею присвоена классификация S1. Это означает, что он имеет более высокую степень эластичности по сравнению с другими клеевыми смесями из ассортимента Kiilto. Kiilto Premium Fix применяется для приклеивания настенной и напольной кафельной, клинкерной плитки, керамогранита крупного формата, а также искусственного и натурального камня. Основания тоже могут быть разнообразными: цементные штукатурки и стяжки, бетон, пено- и газобетон, гипсокартон, невпитывающие основания (металл). Premium Fix может применяться для поверхностей, постоянно находящихся в контакте с водой (например, в бассейнах или котельных). Подходит для деревянных и деформирующихся оснований, для крупной плитки, керамогранита всех форматов, а также для приклеивания «Плитка на плитку».
В линейке строительно-отделочных материалов Kiilto появилась универсальная штукатурная смесь на гипсовой основе светлого цвета. Kiilto Opti Gyps White применяется для выравнивания и ремонта оснований из бетона, кирпича, газобетона, цементной штукатурки с последующей отделкой (окраска, оклейка обоями и обработка другими декоративными материалами). Толщина слоя нанесения – от 4 до 50 мм (локально до 80 мм). Материал имеет мелкофракционную структуру светлого цвета. Подходит для ручного и машинного нанесения при внутренних работах в сухих помещениях.
«Киилто Россия» продолжает знакомить потребителей с инновационным продуктом для профессионалов - двухкомпонентной эпоксидной затиркой Epoxy Tile Grout. Материал устойчив к химикатам, влаго- и износостойкий, экологически безопасный. Подходит для керамической плитки и стеклянной мозаики. В отличие от цементной затирки, состоящей из цементно-песчаной смеси, модифицированной полимерами, и разводящейся обычной водой, эпоксидная затирка состоит из двух основных компонентов — эпоксидной смолы и отвердителя. При смешивании они вступают в реакцию и затвердевают, превращаясь в прочный материал, похожий на пластик или стекло. Высокая прочность позволяет эффективно герметизировать швы, делая плитку износостойкой, экологичной и менее подверженной загрязнениям.
Кроме вывода на рынок данных продуктов Kiilto Россия наладила выпуск сухих строительных смесей в мелкой фасовке по 5 кг для DIY-сетей. Новый формат фасовки дает возможность использовать такие продукты, как плиточные клеи FIX и PRO FIX, шпаклевку LH и белую гипсовую штукатурку Opti Gyps White при проведении небольших ремонтных работ.
Благодаря развитию концепта Waterproofing as a service («Гидроизоляция как сервис») компания в сотрудничестве с партнерами предлагает инновационную мастику KeraPro и оборудование для ее использования.
Не останавливает работу и Kiilto Pro Academy. 20 августа состоится онлайн семинар на тему «Ремонт и отделка полов». Участники мероприятия ознакомятся с информацией по классификации смесей для выравнивания полов и технологиям укладки гибких напольных покрытий.