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
Расширяя виды. Спрос на HS-порталы демонстрирует уверенный рост
В массовом и индивидуальном домостроении все больше внимание уделяется архитектурным особенностям. Многие объекты недвижимости становятся более открытыми окружающему пространству, увеличивая площади остекления помещения. Кроме того, в особенности в загородных домах, наблюдается тренд на использование светопрозрачных подьемно-раздвижных систем (HS- порталов), которые служат выходом в сад, на веранду или террасу и имеют эстетичный вид. Благодаря им открываются прекрасные панорамы на окружающую среду.
HS- порталы идеально подходят для остекления больших проемов, так как традиционные оконные конструкции использовать для этих целей почти невозможно. По своим теплоизоляционным характеристикам многие из них относятся к энергоэффективным и прекрасно защищают от сильных морозов, сквозняков и громкого шума.
Источник фото: https://www.siegenia.com/ru
Работа на перспективу
Менеджер по продукту компании Deceuninck Rus Михаил Дмитриев отмечает, что HS- порталы - это всё ещё новый продукт для российского рынка, если сравнивать его с европейским. Но спрос на них растет с каждым годом. «Наши многолетние партнёры поначалу воспринимали HS- порталы скептически. Однако сейчас,- добавляет он, - имея данный продукт в портфеле, они начинают завоёвывать новых клиентов, осваивать новые ниши сотрудничества. Активная доля аудитории HS- порталов – это застройщики коммерческих объектов и частных домов. Дизайнеры и архитекторы закладывают в своих проектах установку таких конструкций на фасад здания, ориентируясь на тренд, на желания заказчика отличаться и сделать интерьер помещения более комфортным».
Михаил Дмитриев добавил, что Deceuninck за последние 5 лет реализовал несколько сервисных решений по HS-порталам, за счёт чего на них резко увеличился спрос. Клиенты уже по достоинству оценили уникальный сервис по нарезке профиля точно в размер будущей конструкции, армированию, ламинации и подбору качественных комплектующих и фурнитуры.
Отличные дальнейшие перспективы у HS- порталов отмечают и другие игроки рынка. Руководитель технического центра стратегического направления «Строительство» компании REHAU по Восточной Европе Антон Карявкин сообщил, что доля продаж HS-порталов среди прочих систем светопрозрачных конструкций REHAU остаётся незначительной, однако с каждым годом данный показатель демонстрирует уверенный рост. «Это связано, прежде всего, с развитием сегмента загородного строительства – именно владельцы частных домов, желающие наслаждаться естественным солнечным светом и панорамным видом из окон, являются нашими главными драйверами. Мы ожидаем, что эта тенденция будет сохраняться и в дальнейшем», - подчеркнул он.
По словам коммерческого директора компании TERRA DOK Андрея Смирнова, последние тенденции в архитектуре, которые стирают границы между домом и природой, влияют на рост популярности порталов. В том числе, не только на загородное домостроение, но и в городской застройке. «Сейчас порталы составляют до 10% в объеме заказов нашей компании. За последние два года их доля выросла в два раза. Как и любой товар, после периода эксклюзива, он становится более массовым. Думаем, что со временем, по мере финансовой доступности порталов их популярность будет набирать силу. В настоящее время для их изготовления используются материалы далеко не стандартных размеров. Например, вес одной створки может доходить до 500 кг. Для того чтобы она плавно и надежно работала, нужна дорогостоящая фурнитура, которую выпускают всего несколько компаний», - пояснил эксперт.
Представитель рынка считает, что в ближайшее время каких-то очень глобальных конструктивных изменений HS- порталов не произойдет. За последние лет 15-20 они также практически не изменились. Были усовершенствованы порог и фурнитура. Последние инновации касаются исключительно облегчения и удешевления конструкций.
Профессиональный подход
Эксперты отмечают, что при выборе HS- портала для дома, в особенности простому обывателю, важно предварительно получить полноценную консультацию отраслевых специалистов. Кроме того, очень желательно, чтобы установкой данных систем занимались опытные профессионалы, что сведет нарушения монтажа к минимуму.
«Самая главная ошибка при установке – это плохо подготовленная поверхность основания под монтаж. Здесь нужна высочайшая точность работы и квалификация персонала. Только при идеально выставленной конструкции створку можно будет спокойно без усилий открывать и катать через несколько лет. Ведь главное преимущество HS-портала – теплая стеклянная раздвижная стена, которую без усилий и безопасно сможет открыть даже десятилетний ребенок», - отмечает Андрей Смирнов.
Среди типовых ошибок установки конструкций Михаил Дмитриев выделяет три. Первая – это превышение максимальных размеров HS- портала на этапе проектирования. Зачастую заказчики желают объять необъятное. Исполнитель вынужден идти на риск, чтобы не потерять клиента. Вторая ошибка - отказ от расположения у основания конструкции внутрипольного нагревательного элемента, а именно конвектора. Как результат, если портал установлен в отапливаемом помещении, в холодные периоды на стеклопакетах может возникать конденсат, а на внутренних откосах – плесень. Третья ошибка, связанна с установкой порога HS- портала непосредственно на чистовой пол помещения. При таком положении его высота будет достигать 90 мм. Это крайне неудобно при перешагивании: есть риск споткнуться, затрудняется передвижение колясок, как детских, так и инвалидных. Системно предусмотрено, что порог портала необходимо заглубить в пол для создания минимального выступа его над полом, которое составляет около 15 мм.
По словам Антона Карявкина, довольно часто покупатели по незнанию совершают распространённую ошибку – заказывают сплошное остекление с прозрачными стеклопакетами. Однако для первых этажей и загородных домов лучше выбрать зеркальные стеклопакеты, делающие невозможным обзор с улицы. «Кроме того, по-прежнему актуальной остаётся проблема, когда клиент выбирает конструкции на основании единственного фактора – цены. Следствием такого подхода обычно является покупка некачественных конструкций и их замена всего через несколько лет эксплуатации», - делает выводы специалист.
Проникающая гидроизоляция может оказаться самой экономной
Все традиционные гидроизоляционные материалы, как правило, защищают основание своим слоем. От характеристик этого слоя зависят и эксплуатационные особенности материала. Проникающая гидроизоляция (сухая смесь на песко/цементной основе) работает только по бетону. И связано это с тем, что химия в составе после нанесения гидроизоляционного слоя на бетон, впитывается в тело этого бетона и реагирует с солями, всегда присутствующими в бетоне. При наличии влаги и положительной температуры в порах бетона вырастают нерастворимые кристаллы. Молекулы воды не могут пройти через такие поры, которые оказались перегорожены игольчатыми кристаллами. Таким образом, преградой для влаги становится не только сам гидроизоляционный слой, но и бетон, который благодаря кристаллам стал водонепроницаемым.
В связи с таким принципом работы для проникающей гидроизоляции неважно, как она будет нанесена - на бетонную поверхность со стороны действия воды (положительное давление) или с противоположной стороны бетона (отрицательное давление). Отсюда – уникальная возможность, которой не обладает ни один другой гидроизоляционный материал – проводить гидроизоляцию подвальных помещений изнутри подвала!
Гидроизоляция изнутри заглубленных парковок, подвалов, заглубленных сооружений, когда отсутствует возможность откопать фундаментную часть здания – основная фишка и особенность проникающих материалов. Такая необходимость возникает, когда здание уже возведено, но в процессе его эксплуатации выявляются ошибки. То есть, основная функция проникающих материалов – это ремонт.
Гидроизоляция гаражного подвала из ФБС блоков
Гидроизоляционный материал, нанесенный изнутри подвального помещения, испытывает колоссальные нагрузки. И самая главная из них - отрицательное давление грунтовых вод, которые работают на отрыв гидроизоляционного слоя от бетонной поверхности. Отсюда идут особенности и отличия его применения.
Во-первых, швы. Плотность раствора в швах, как правило, ниже плотности блоков или монолита, поэтому влага в первую очередь стремится проступить именно там. При работе изнутри помещения обязательна предварительная гидроизоляция швов. Шов штробится, удаляется кладочный раствор, зачищается, тщательно увлажняется и заделывается специальным проникающим составом для швов.
Во-вторых, зачистка и удаление цементной пленки. Любая бетонная поверхность в процессе созревания бетона покрывается цементной пленкой или бетонным «молочком». Эта пленка мешает проникновению химии в тело бетона, поэтому ее удаляют металлическими щетками или дисками. Чтобы цементная пыль после зачистки опять не забила поры, ее не только смахивают, но даже замывают водой под давлением или щетками. Поры должны быть открыты. Это главное.
В-третьих, увлажнение бетона. Химия из проникающих составов пойдет в тело бетона лишь на ту глубину, на которую смогли увлажнить бетон. Этот этап работы тоже имеет очень важное значение. Проигнорировать его – получить брак.
Гидроизоляция подвального помещения, которое будет использоваться для производства пищевой продукции
Нанесение материала похоже на нанесение штукатурки шпателем или кистью. Толщина гидроизоляционного слоя не велика – от 1 до 3 мм. Третья, очень важная часть работы – увлажнение гидроизоляционного слоя в течение трех дней. Когда химия проникает в бетон, для роста кристаллов ей требуется много воды. И химия начинает активно забирать влагу и из бетона, и из самого гидроизоляционного слоя. Если слой не увлажнять, воды может не хватить, и он потрескается.
По работам – все. Грунтовые воды в подвал перестанут проникать сразу, но работа по росту кристаллов внутри бетона будет идти еще 28 дней. И с каждым днем грунтовая вода будет все дальше отступать от внутренней поверхности подвальной стены.
Сильной стороной проникающих материалов, нанесенных изнутри помещения, является их способность держать отрицательное давление воды в 12 атмосфер, это 120 метров водяного столба.
Для дальнейшей отделки очень важна адгезия гидроизоляционного слоя к бетонной поверхности. Если она слабая, вся отделка рухнет вместе с гидроизоляционным слоем. Некоторые производители рекомендуют по прошествии 28 дней удалять гидроизоляционный слой и лишь потом проводить отделочные работы. К сожалению, данный процесс увеличивает трудозатраты, время, поэтому рекомендуем сразу выбирать материал с хорошей адгезией.
Расход материала при кистевом нанесении равен 1 кг/м2, при нанесении шпателем – до 3 кг/м2, если требуется ремонт бетона, расход бетона может составлять до 10 кг/м2. Цены производителей самые разные, Поэтому для выбора лучше сразу определиться со стоимостью материала, необходимого именно для 1 м2, а не ценой на мешок или 1 кг.
Гидроизоляция сухого фонтана при его возведении на Центральной площади города
Ну и очень важны отзывы. Хорошо, если вам посоветовал материал человек, который уже поработал с ним и видит результат на своем подвале или гараже. Если таких в вашем окружении нет, ищите отзывы в интернете. Их много. Мы, например, за 13 лет на рынке создали целый сайт-библиотеку с реальными отзывами как частных лиц, так и подрядчиков – kristallizol.club. На сайте можно вести поиск по объекту, например – колодцы, подвалы и пр., по региону. Многие из отзывов сопровождаются фотографиями, где можно наглядно увидеть этапы работы и как они проводились. Это своего рода «ликбез» по работе с новым, еще не опробованным материалом, хорошая возможность сравнить проблемы своего объекта и провести работу правильно, без ошибок.
Проникающие гидроизоляционные материалы успешно используются и для проведения работ снаружи фундамента, на этапе строительства. В результате того, что здесь не требуется предварительная гидроизоляция швов, это получается самая экономная гидроизоляция.