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
Дышите глубже. Производители промышленных систем вентиляции выступают за пересмотр ряда нормативов
Пандемия коронавируса скорректировала деятельность многих мировых и российских производственных компаний. За несколько месяцев бизнес научился работать в новых условиях, чтобы не только остаться на рынке, но и продолжать развиваться. Данный тренд касается и производителей промышленного фильтровентиляционного оборудования, применение которого стало особо актуальным ввиду возросшего общественного и административного внимания к качеству воздушной среды.
Сохраняя позиции
Стоит отметить, что ряд зарубежных производителей ФВО, из-за жестких карантинных мер принятых в отдельных странах, некоторое время в первом полугодии не выпускали продукцию. Однако это почти не отразилось на общемировом рынке. Не ощутили «потери бойцов» и в России. Краткосрочная приостановка деятельности иностранных компаний не поменяла соотношение игроков. Кроме того, отечественные производители оборудования, в котором задействованы иностранные компоненты, несмотря на ослабление рубля, не планируют повышать цены. Также они ждут временный спад спроса на свою продукцию, который объясняется ухудшением общеэкономической ситуации в стране.
Исполнительный директор ООО «Аспирационные системы» Илья Ким считает, что доля импорта продукции в настоящее время составляет около 20-25%. «Сами российские производители оборудования в своих изделиях также используют импортные комплектующие. «Они достигают до 80% в составе изделий. К сожалению, в России нет качественной автоматики, пневмооборудования, да и самого фильтрующего материала. На Западе этим вопросом занимаются институты, проводятся постоянные исследования в области фильтрации воздуха»,- добавил он.
По оценке директора по маркетингу ООО НПП «ЭКОЮРУС-ВЕНТО» Георгия Гримитлина, доля иностранных представителей на рынке местной промышленной вентиляции порядка 10-15%. При этом ряд российских компаний представляют помимо своей продукции и зарубежных производителей. «Перераспределение долей иностранных и отечественных компаний невозможно, так остановка деятельности отдельных производств была кратковременной. В нашей организации доля импортных комплектующих порядка 5-10%. Если курс рубля изменится не более чем на условные 20%, то пока это не скажется на росте цены на нашу продукцию»,- подчеркнул представитель рынка.
Руководитель направления по системам промышленной очистки воздуха АО «СовПлим» Вячеслав Зайцев полагает, что если перераспределение произойдет, то на небольшой срок, и очень быстро восстановится. Связано это с тем, что иностранные компании не закрывают свой бизнес и предпринимают, как и местные игроки, значительные усилия по сохранению своего присутствия на рынке. Также он отметил, что «СовПлим» максимально использует в своей продукции комплектующие отечественного производства. «Но в целом, на рынке зависимость существует, т.к. Россия давно интегрировалась в глобальную экономику и без международной кооперации не может успешно конкурировать ни внутри страны, ни на внешнем рынке. В ближайшей перспективе будет наблюдаться общее падение продаж и отечественного и импортного оборудования. В дальнейшем могу предположить, что сработает эффект отложенного спроса и может произойти скачок продаж относительно аналогичных периодов недавнего прошлого», - прогнозирует эксперт.
Скорректировать стандарты
Игроки рынка промышленных вентиляционных систем отмечают, что, как и многие другие производственники, они не попали в список отраслей, которым будет оказана государственная помощь. Рассчитывать они в дальнейшей деятельности собираются только на свои силы. Тем не менее, представители бизнеса надеются, что органы власти прислушаются к некоторым их пожеланиям.
«Государство оказывает поддержку системообразующим предприятиям в области судостроения, тяжелой промышленности, которые в основном и являются нашими клиентами. Но на наш взгляд - этого недостаточно. Необходимы дополнительные меры»,- уверен Илья Ким.
Георгий Гримитлин полагает, что используя опыт соседней Белоруссии, можно было бы задействовать в отрасли заградительные пошлины для иностранных компаний или дать особые преимущества местным производителям в государственных тендерах. Также необходимо обеспечить и усилить контроль за соблюдением санитарных норм охраны труда на производстве, что поможет развитию отрасли.
С мнением коллеги согласен и Вячеслав Зайцев. По его словам, лучшей отраслевой поддержкой было бы совершенствование нормативных документов и контроля за их исполнением, в части охраны труда и защите персонала от загрязнения воздушной среды в цехах промышленных предприятий, а также защите окружающей среды от промышленных выбросов. Самое главное, подчеркивает специалист, необходимо срочно пересмотреть новую редакцию санитарных правил в части трактовки понятия "рециркуляция". В обновленном виде она практически запрещает применение фильтров очистки воздуха на промышленных предприятиях, что противоречит концепции государства и президента по внедрению энергосберегающих технологий, улучшению условий труда рабочих и улучшению экологической ситуации в целом, и особенно - в промышленно нагруженных регионах.
«Помимо этого, существует острая необходимость в санитарные правила и другие соответствующие нормативные документы ввести понятие центральных фильтровентиляционных систем типа ПУШ-ПУЛЛ и Дилютер, а также определить порядок их применения и правила для подтверждения их эффективности для контролирующих органов. Более того, мы предлагаем изменить ГОСТ 12.3.003-86 Работы электросварочные п 2.11.1., предписывающий обеспечивать расход воздуха от стандартного стола сварщика не менее 1500 м3/ч. Данное требование также противоречит требованиям повышения энергоэффективности и не учитывает существование современных вытяжных устройств, которые и при расходе 1000 м3/ч обеспечивают достаточное удаление дыма непосредственно от места выделения»,- поясняет Вячеслав Зайцев.
Напомним, портал ASNinfo. ru ведет цикл обзорных материалов о том как COVID-19, экономическая ситуация последних месяцев в стране, влияет на различные сегменты строительной и смежных отраслях. Ранее в спеццикле о текущем положении дел рассказали и поделились своими прогнозами на ближайшее будущее игроки рынка негосударственной экспертизы, производители оконных профилей ПВХ и внутрипольных конвекторов, компании, занимающиеся техническим обследованием зданий и их демонтажом, а также разработчики BIM- продуктов и использующие их в своей работе строительные компании.
Запустить процесс. О некоторых сложностях внедрения BIM
Минстрой России за несколько дней до введения в стране карантинных мер начал разработку новой дорожной карты по внедрению технологий информационного моделирования в отрасль. В соответствии с ней переход на BIM должен начаться с 1 января 2021 года. Пока нет информации, будет ли из-за пандемии коронавируса отложен данный «день X». Однако понятно, что не все участники строительной отрасли готовы перейти на «цифру» в ближайшие месяцы. В период самоизоляции был отмечен повышенный интерес к данным технологиям проектных и строительных организаций. Но говорить о глубоком внедрении BIM в проекты рано.
Здесь и сейчас
По словам эксперта по технологическому развитию Glorax Infotech Василия Суворова, внедрение BIM довольно сложно одномоментно запустить в компании, это длительный процесс, который затрагивает не только этап проектирования, но и этап реализации и контроля процесса строительства. Это стратегическое решение, поэтому пандемия вряд ли кардинально повлияла на спрос на BIM-технологию “здесь и сейчас”. «По нашему опыту, команды, уже работающие в BIM, не потеряли в производительности, в то время как остальные значительно снизили качество и скорость выдачи проектных решений. Возможно, в будущем организации захотят внедрять BIM в том числе и из-за возможности удаленной работы, что позволит использовать более компетентных сотрудников за меньшие деньги из дальних регионов», - делает выводы специалист.
Начальник отдела информационного моделирования Института территориального развития Павел Семенцов обращает внимание, что при удаленной работе в BIM становятся особенно важными вопросы организации рабочих процессов и обеспечивающей инфраструктуры – проще говоря, «железа». В частности, компания, которой необходимо во время карантина экстренно перестроиться на удаленную работу в BIM, может столкнуться с множеством сложностей, начиная от стабильности и пропускной способности интернет-подключения и заканчивая вычислительными мощностями рабочих станций и серверов, использующихся для хранения и обмена данными. «Еще одна важная проблема при удаленной работе – информационная безопасность. Компаниям приходится решать, какую часть данных проекта они готовы передать конкретному исполнителю под его личную ответственность. К сожалению, организация эффективной и безопасной информационной инфраструктуры – это значительные вложения, на которых обычно экономят и в хорошие, экономически стабильные, времена. В «ИТР» вопрос безопасности решен в рамках единой BIM-модели: сотрудники и подрядчики подключаются к защищенному серверу и выполняют работы непосредственно на нем», - отмечает эксперт.
В теории и практике
Опрошенные порталом ASNinfo. ru участники рынка считают, что внедрение BIM в отрасль наряду с нормативной неопределенностью (в феврале были отменены принятые год назад госстандарты) тормозят и практические факторы: от отсутствия специалистов, которые могут заниматься информационным моделированием, до экономической нецелесообразности реализации тех или иных проектов с помощью данного IT-решения.
По мнению Павла Семенцова, если крупные застройщики за счет BIM экономят дважды – на разработке проекта и на сокращении ошибок на этапе строительства, то для проектных организаций, инвестирующих в данные технологии, это отрицательная мотивация. Вкупе с общим экономическим спадом и отменой национальных BIM-стандартов, взрывной динамики в этой сфере в ближайшее время ждать не стоит.
Василий Суворов более оптимистичен. «У государства уже есть дорожная карта по внедрению BIM-технологий и мы видим, что с их стороны есть интерес в данном направлении, поскольку это дает им понимание стоимости проекта до его реализации на этапе согласования. Кроме того, BIM позволяет государству быстрее и проще контролировать соответствие нормативам, прогнозировать эксплуатацию и риски»,- добавляет он.
Между тем, есть смежные проектированию и строительству отрасли, где BIM задействован совсем слабо. В частности, к таковым относится изыскание. По словам генерального директора ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николая Олейника, связано это, в первую очередь, с тем, что сами заказчики не проявляют пока особого интереса к интеграции результатов изысканий в процесс BIM-проектирования. Кроме того, выдача результатов изысканий в таком формате несколько дороже, что в условиях оптимизации затрат на проектирование не дает возможности развиваться данному направлению работ, и максимум, на что существует спрос – это на создание цифровой модели местности ЦММ. Также есть и технологические особенности интеграции в BIM как геодезических, так и геологических изысканий. Например, построение полноценной цифровой модели подземных коммуникаций может быть осложнено тем, что многие сети давно не имеют собственников, нет полной информации о том, как они проложены под землей. Отсутствие всех сведений обесценивает полезность такой BIM модели, именно в части подземных коммуникаций.
«Толчок к внедрению BIM в изысканиях может дать директивная установка на уровне нормативных документов или вложение на бюджетном уровне, по примеру Москвы, нескольких сотен миллионов рублей в создание информационной модели подземного городского пространства, включающего сведения о рельефе, инженерных сетях и пространственном залегании геологических слоев»,- считает Николай Олейник.
Вперед, к цифре
Несмотря на некоторые сложности с внедрением BIM эксперты убеждены, что в обозримом будущем полноценное использование информационного моделирования станет обыденным. Связано это с постепенной цифровизации всей строительной и смежных отраслей, совершенствованием используемых IT-решений, появлением новых инструментов и продуктов.
«BIM - это только одна из составляющих цифровизации изыскательской, проектной строительной отрасли. Уже задействованы и другие приемы, в том числе позволяющие эффективно работать в удаленном режиме из-за пандемии коронавируса. К примеру, отрадно, что в настоящее время наконец-то ГГО КГА перешел на дистанционный электронный документооборот в работе с изыскателями», - отмечает Николай Олейник.
По словам Павла Семенцова, Институт территориального развития в рамках BIM-стратегии запустил единую цифровую модель задолго до введения карантинных мер. Это позволило спокойно перейти на удаленную работу и в штатном режиме отладить взаимодействие сотрудников. «Наша BIM-стратегия направлена, в первую очередь, на повышение качества и продуктивности работы, поэтому мы продолжаем совершенствовать оборудование и оптимизировать BIM-процессы. В 2020 году также собираемся протестировать некоторые наши решения на внешнем рынке. Например, планируем запуск коммерческого продукта, автоматизирующего расчет ВК-систем через BIM-модель»,- добавил он.
Василий Суворов отмечает, что сейчас максимально удачное время для инвестиций в инновационные IT-решения. Ведь именно пандемия дала толчок к повсеместной цифровизации всей отрасли, которая коснется не только повышения уровня сервиса при взаимодействии с клиентами, но и приведет к автоматизации бизнес-процессов и строительства. «До конца 2020 года в рамках акселератора Glorax Infotech мы планируем вложить в самые перспективные проекты области PropTech до 1 млрд рублей и запустить ряд пилотных проектов. Кстати, срез проектов – участников акселератора весьма показателен в этом плане: превалируют IT-решения, позволяющие быстрее реализовать объект недвижимости, а вот разработок по контролю качества проводимых работ, BIM-моделирования зданий значительно меньше. Мы ожидаем, что в области PropTech будет появляться все больше решений с использованием искусственного интеллекта, машинного обучения, Big Data, просто потому что большинство застройщиков за время вынужденной трансформации уже будут готовы к внедрению таких сложных продуктов», - подчеркнул эксперт по технологическому развитию Glorax Infotech.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
В удаленном формате. Самоизоляция подогрела интерес к BIM-продуктам
Михаил Орлов, ЦДС: «Наше IT-решение может быть востребовано у всех игроков строительной отрасли»
Главгосэкспертиза. Курс на цифровизацию