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
В удаленном формате. Самоизоляция подогрела интерес к BIM-продуктам
Компании, занимающиеся разработкой и внедрением IT- решений в проектирование и строительство, в последние месяцы отмечают рост востребованности своих продуктов. В том числе и программ BIM-моделирования. Данный тренд отчасти связан с пандемией коронавируса. В условиях самоизоляции многие организации стали активнее задействовать в работе специализированные дистанционные технологии при подготовке своих проектов.
Актуальный тренд
О BIM-технологиях в отечественной проектной и строительной отрасли говорят уже несколько лет. Некоторые организации их успешно применяют. Тем не менее, говорить о том, что они уже прочно вошли в обиход специалистов пока рано. Разработчики и продавцы IT- продуктов отмечают, что принятые карантинные меры, ограничившие привычную деятельность многих организаций, дали дополнительный толчок к использованию ВIM, так как данные технологию позволяют эффективно работать командой и в удаленном режиме.
В частности, по словам заместителя директора Renga Software Максима Нечипоренко, за месяцы, проведенные на самоизоляции, активно рос спрос на программы для организации среды общих данных BIM-проектов, например Pilot BIM. «Такие программы позволяют консолидировать информационную модель, созданную в разных BIM-системах, для общего просмотра, обсуждения с коллегами принятых проектных решений, выявления коллизий, ведения документооборота и т.д. За этот период проектные организации активно проявляли интерес и к нашему серверу совместной работы, который позволяет вести одновременную работу над проектом разным специалистам в BIM-системе Renga»,- отметил он.
О повышенном интересе в период самоизоляции к продуктам информационного моделирования говорит и технический директор в представительстве компании GRAPHISOFT в России Николай Землянский. «Наша организация уже более 20 лет развивает технологию Teamwork для коллективной работы над проектами, оптимизируя ее под требования рынка. Данная технология широко применялась нашими пользователями в РФ и до карантина, но во время самоизоляции она позволила еще большему их количеству в кратчайшие сроки перестроить свои процессы и перейти к командной работе над проектом в режиме онлайн. Мы все чаще получаем запросы по поддержке в этом направлении. Такой опыт, безусловно, положительно скажется на интеграции BIM в компаниях», - считает представитель рынка.
В режиме онлайн
Не заметил значительного повышения спроса на BIM- продукты в последние месяцы генеральный директор Vysotskiy Consulting Александр Высоцкий. По его мнению, в период карантина спрос на BIM-услуги практически остался на докризисном уровне. «Скорее, работать в удаленном режиме стало проще тем, кто уже внедрил BIM. Как правило, в таких компаниях регламентированы бизнес-процессы, есть схемы взаимодействия, налажен обмен информацией. Тем, кто привык “передавать задания на флешке”, сейчас ощутимо сложнее. На мой взгляд, - добавил он,- вынужденная изоляция показала, что распределенный режим работы реален и даже имеет ряд преимуществ: отсутствие затрат времени на дорогу, зачастую более комфортные условия труда. Уверен, что после отмены кризисных мер, такая схема работы будет применяться часто».
В текущей ситуации, делает выводы руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов, в целом повысился спрос на инструменты, помогающие командам работать в удаленном режиме при создании проектов. «Во-первых, многие уже вернулись или планируют вернуться в офисы в ближайшие дни, чтобы продолжить работать в обычном режиме. Во-вторых, внедрение BIM это процесс, на который влияют многие факторы (ресурсы, финансы, наличие спроса и пр.)»,- отметил он.
Технический директор ООО «Бюро ESG» Александр Тучков рассказывает, что многие продукты в области САПР, систем СУИД, электронного архива, смежные программы изначально предполагают территориально-распределенную работу не только между офисами, но и между конкретными участниками процесса проектирования, согласование 3D и BIM-моделей и т.д. «При этом информационные системы существенно опережают САПР в территориально распределенной работе. Все эти технологии сегодня становятся гораздо более востребованы в условиях удаленной работы большинства участников. Однако ускорить внедрение BIM, с нашей точки зрения, может только принятие национальных стандартов», - считает специалист.
Вне зависимости от курса
Между тем, по-разному оценивают игроки рынка влияние на него такого фактора как повышение курса иностранных валют. Николай Землянский отмечает, что изменение пока было не столь значительным и вряд ли заметно отразится на отрасли. «Если же произойдет сильное ослабление курса, то это, в первую очередь, скажется на росте цен зарубежного ПО, что закономерно негативно повлияет на покупательную способность компаний и, как следствие, интеграцию BIM. Но, в целом, это не сильно отразится на перераспределении долей рынка, поскольку большая часть ПО в области BIM остается зарубежного производства. Хочу отметить, что наша компания зафиксировала и не поднимает цены в этом году на свои программные продукты. Сейчас мы уверены, что приняли верное решение и дополнительно поддержали отечественных пользователей в эти непростые времена»,- подчеркнул он.
Несколько по-другому считает Максим Нечипоренко. Большинство BIM-инструментов, отмечает он, зарубежного производства, и если происходит рост курса доллара или евро, то поставщикам такого ПО приходится пересчитывать его стоимость в рублях, что приводит к его удорожанию. «Поэтому при ослаблении курса рубля программы российских разработчиков, действительно, становятся более привлекательными, а у самих разработчиков появляется возможность занять большую долю на рынке. Но наша компания, в борьбе за пользователей стараемся рассчитывать все же на функционал, а не на колебания на валютном рынке», - заострил внимание представитель Renga Software.
Проекты и планы
Стоит добавить, что, несмотря на непростые экономические времена в стране IT- компании не планируют переносить запуск своих и партнерских продуктов. В частности, Александр Высоцкий сообщил, что Vysotskiy Consulting продолжит публиковать качественные бесплатные курсы по востребованным темам, тем самым развивая проектно-строительный рынок России. В Группе Пейкко 2020-й и вовсе объявлен годом проектировщика. По словам Игоря Тихонова, в связи с этим заложены серьезные инвестиции в развитие инструментов для проектирования, в частности плагинов для Tekla® и компонентов Revit®. Александр Тучков отметил, что «Бюро ESG» в этом году планирует вывести на рынок собственный продукт для проектирования предприятий с непрерывным технологическим циклом.
Максим Нечипоренко рассказал, что несколько дней назад в Renga Software был выпушен новый релиз, в котором произошло объединение трех систем Renga Architecture, Renga Structure и Renga MEP в единую комплексную BIM-систему Renga. Подробности об этом он рассказал в рубрике «блог-эксперт».
По словам Николая Землянского, GRAPHISOFT в настоящее время продолжает развивать флагманский продукт ARCHICAD, который в этом году дополнится новым функционалом для конструкторов и инженеров. «Также активно будут развиваться инструменты для совместной работы над информационными моделями BIMcloud и BIMx для визуализации BIM-моделей. Главной задачей при развитии наших продуктов мы ставим соответствие высоким требованиям наших пользователей. С новыми технологиями и подходами GRAPHISOFT можно будет ознакомиться 8-9 июля на цифровом мероприятии Building Together», - сообщил представитель отрасли.
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.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
Запустить процесс. О некоторых сложностях внедрения BIM
Михаил Орлов, ЦДС: «Наше IT-решение может быть востребовано у всех игроков строительной отрасли»
Главгосэкспертиза. Курс на цифровизацию
Кому в «финских» домах жить хорошо: плюсы и минусы технологий загородного строительства
Так сложилось, что финское происхождение товаров считается в России, и особенно в Петербурге, гарантией качества. В Суоми и рыба вкуснее, и моющее средство для посуды концентрированнее, а деревянные каркасные дома вообще лучшие. Разбираемся с последним пунктом и вместе с экспертами выясняем, настолько ли хороши знаменитые «финские» дома и всем ли они подходят.
Для начала проясним терминологию. «Финский дом» – не название конструктивного типа домов, а торговый бренд. По сути, это каркасные дома, которые сами финны называют «канадскими». В Финляндии такие дома строятся в основном для сдачи в аренду тем же русским, на территориях туристических баз и для экспорта за границу. Для себя суоми предпочитают возводить загородные дома из более долговечных материалов.
Каркас мечтаний
Тем временем в России легкие, быстровозводимые каркасные дома с каждым годом завоевывают все большую популярность. Маркетинговая информация производителей отвечает на две главные боли покупателей – сроки строительства и стоимость. Скорость возведения – высокая, цена (от 10 тыс. рублей за кв. метр) – низкая. Эти очевидные преимущества каркасной технологии чаще всего убеждают людей, стремящихся как можно быстрее поселиться в собственном доме и располагающих ограниченным бюджетом.
Специалисты отмечают, что обычно деревянные каркасные дома выбирают клиенты, приобретающие загородную недвижимость впервые в жизни. Однако подводных камней и нюансов проживания в таких домах немало и о них, к сожалению, не рассказывают в рекламных буклетах.
Огласите весь список
На деле стоимость строительства и эксплуатации каркасного дома не так низка, как обещают продавцы. «Многие сегодня строят дешевые каркасные дома, тонкие и холодные. Но надо понимать, что они подходят только для сезонного, летнего, отдыха за городом, – поясняет Александр Бычков, директор ООО «Центр жилья». – Я своим клиентам не советую строить такие дома для постоянного проживания, это выброшенные на ветер деньги. Расходы на возведение добротного каркасного дома с хорошей тепло-, шумо- и виброизоляцией сопоставимы со стоимостью строительства газобетонного или кирпичного дома».
По мнению эксперта, выбор в пользу каркасной технологии может быть экономически оправданным при строительстве маленького летнего дома с размером фундамента 7х8, рассчитанного на небольшую семью. Обширное домовладение с дизайнерскими изысками, например, в виде просторной гостиной не только обойдется дороже по количеству и стоимости стройматериалов, но будет труднее построить по технологическим требованиям. «Шаг доски в каркасной конструкции – 6 метров, и при сооружении дома большого метража необходимо использовать дополнительные подпорки или усиливающие балки. По этой причине сделать, например, большой зал в «каркаснике» – проблематично. Если хочется теплый дом площадью более 100 метров, я рекомендую строить из газобетона или керамического камня, так как для добротного дома требуются более надежные и крепкие материалы, – делится опытом Александр Бычков.
Фундамент преткновения
К слову, низкие требования к фундаменту – еще одно преимущество каркасного домостроения, на которую делают ставку продавцы. Но, как и в случае с экономикой стройки – это лишь вершина айсберга. Используемый в каркасном строительстве свайно-винтовой фундамент вызывает нарекания специалистов по части надежности и срока эксплуатации. Среди наиболее распространенных недостатков данного вида фундаментов часто называют несоответствие срока службы конструкции требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный Стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения», а также неравномерное распределение запаса прочности по фундаменту. «Со временем свайно-винтовой фундамент начинает «гулять», на стволе свай отламываются лопасти, дом может перекоситься, – подтверждает Александр Бычков, – а усиление фундамента и устранение последствий его ослабления обходится собственникам достаточно дорого».
По оценкам эксперта, показательный срок эксплуатации каркасного дома – пять лет. По истечении этого периода в доме необходимо проводить обследования на надежность конструктивных элементов.
Справедливости ради стоит отметить, что указанные проблемы свайно-винтового фундамента в большинстве случаев связаны с просчетами и недочетами на стадии разработки проекта: неучтенной степенью коррозионной агрессивности грунтов на участке строительства, неправильным подбором технических свойств самих свай (толщина ствола, марка стали), неточным расчетом возможных нагрузок, воздействующих на фундамент.
К слову, финские строители недопускают возведение капитальных зданий с таким фундаментом.
Мнимая экологичность
Но при этом профессионалы загородного рынка сходятся во мнении, что некоторые слабые характеристики каркасной технологии не исправят и не смогут нивелировать в процессе эксплуатации даже самые добросовестные и умелые строители. К таким естественным недостаткам относятся низкая шумо- и виброзащищенность каркасной конструкции, связанная с ее немонолитностью. И как следствие – прыжки на втором этаже дома чувствуются на первом, закрытие металлической входной двери – во всем доме.
Для тех, кого не смущают данные обстоятельства, есть и другая неприятная новость. От привлекающей кого-то «натуральности» дерева как полностью природного материала после покрытия конструкций всевозможными противопожарными пропитками, химикатами от грызунов, краской мало что остается. К тому же, следует иметь в виду, что в производстве популярной ориентировано-стружечной плиты (ОСП, англ. OSB, oriented strand board), применяемой в каркасном строительстве, используются вредные фенолформальдегидные и изоцианатные смолы.
На вкус и цвет
К счастью, в открытых источниках достаточно информации, как о плюсах, так и о недостатках технологии каркасного домостроения. Выбор материалов для загородного дома – сегодня, скорее, вопрос вкуса и личных предпочтений покупателей.
Дмитрий Тимофеев, владелец участка в коттеджном поселке «Земляничные поляны» в Ломоносовском районе Ленинградской области, завершающий строительство дома, изначально не рассматривал каркасную технологию: «Дом должен быть крепостью, а каркас имеет недолгий срок службы. Рассматривали как вариант брус, но все-таки сделали выбор в пользу камня, потому что это на века». Дмитрий построил каменный дом площадью около 200 кв. метров из поризованного кирпича с применением шведской плиты в качестве фундамента. «Дерево – живой материал, требующий регулярного обслуживания. Оно неплохо горит, чем его ни пропитывай, – приводит аргументы Дмитрий. – И теплоизоляционные свойства у дерева все-таки намного ниже. Толщина стены в моем доме 510 мм, в нем нежарко летом и нехолодно зимой. При отключенном отоплении нагретый до температуры +22 градуса дом остывает до температуры +14 в течение трех дней. Дерево остывает гораздо быстрее».
Скорее всего, мнения опытных специалистов и покупателей не переубедят тех, кто действительно любит дерево и готов терпеть значительные неудобства ради осуществления мечты жить за городом именно в деревянном доме. В этом случае будет разумно не полагаться на русское «авось», принимать во внимание слабые и сильные стороны выбранной технологии и все-таки не верить в иллюзию о том, что дом на века, будь он финским или канадским, можно построить очень быстро и дешево.