Барьеры искрозащиты: обзор рынка
При добыче, переработке и хранении нефти и газа в окружающей среде могут присутствовать пары топлива, газы и другие легковоспламеняющиеся вещества. В этих условиях даже небольшая искра, которая в обычных условиях не представляет серьёзной опасности, может стать причиной возгорания или взрыва. Предотвратить трагедию помогают специальные технические решения, в том числе барьеры искрозащиты. О том, как чувствует себя российский рынок этого оборудования, читайте в нашем материале.
Назначение и эволюция барьеров искрозащиты
По словам руководителя отдела развития бизнеса «Автоматизация» ООО «ЗАВОД ГОРЭЛТЕХ» Дениса Никитина, в данном случае название устройства напрямую описывает его функционал.
«В первой своей версии они были предназначены для создания «буфера» между безопасной (где стоит контроллер или шкаф автоматики) и взрывоопасной зонами (где работают датчики, приводы, э/м клапаны и другое полевое оборудование). Главная задача — не допустить проникновение в последнюю такой величины электрической энергии (по напряжению, току, мощности), которая бы вызвала искрение и последующее воспламенение горючей среды (газа, паров углеводородов, пыли). Затем, развиваясь, барьеры стали выполнять и другие функции. Дополнительно они изолируют цепи, защищая чувствительные приборы в безопасной зоне от скачков напряжения, а также помогают нейтрализовать паразитные потенциалы. В частности, от статического электричества или электромагнитных наводок. Кроме того, барьеры с гальванической развязкой также являются преобразователями различных сигналов, например, от температурных датчиков термопар или термосопротивлений в сигнал тока 4…20 мА», — объяснил г-н Никитин.
Хотя принцип работы барьеров искрозащиты сформировался достаточно давно, технология продолжает развиваться, отметил инженер ООО «Интелис» Андрей Глебов. По его словам, сегодня от такого оборудования требуется не только ограничивать ток и напряжение, но и обеспечивать стабильную работу современных автоматизированных систем. Ещё одним перспективным направлением является повышение точности контроля электрических параметров. Современные барьеры дополняются функциями диагностики, позволяющими своевременно обнаруживать неисправности, обрыв цепи или отклонение параметров от нормы.
«На мой взгляд, дальнейший прогресс будет идти в сторону объединения искрозащиты с диагностикой и интеллектуальным контролем. При этом большое значение сохранит импортонезависимость: российским производителям важно развивать собственную элементную базу, программное обеспечение и технологии производства. Перспективными также выглядят повышение надёжности компонентов, уменьшение размеров устройств, расширение диапазона рабочих условий и возможность их применения в современных системах автоматизации.
Таким образом, будущее барьеров связано не столько с изменением самого принципа их работы, сколько с развитием дополнительных возможностей вокруг него. Постепенно из простого защитного элемента они могут превратиться в интеллектуальные устройства, которые одновременно ограничивают опасную энергию, контролируют состояние цепи и помогают обслуживающему персоналу предотвращать аварийные ситуации», — отметил Андрей Глебов.
С тем, что барьеры искрозащиты становятся всё более интеллектуальными устройствами, согласен и Денис Никитин.
«Если смотреть на примере нашей продукции, то они способны проводить самодиагностику по различным параметрам, выдавать сигналы о неисправности, осуществлять контроль целостности цепи, фильтрацию сигналов, выходящих за предел измерений. Это напрямую перекликается с требованиями функциональной безопасности (ГОСТ МЭК 61508): барьер становится не просто защитным элементом, а полноценным узлом системы с подтверждённым уровнем полноты безопасности (SIL 2/3).
Использование «корзин» и кабелей помогает более удобно применять барьеры в АСУТП. Применение барьеров в Зоне 2 реализовано за счёт дополнительного вида защиты Ех е (вид взрывозащиты электрооборудования, при котором принимаются дополнительные меры для предотвращения превышения допустимой температуры, возникновения искр и электрической дуги в нормальном или аварийном режиме работы, — ред.) корпусах», — рассказал г-н Никитин.
Преобразование сигналов в цифровые протоколы связи позволяет интегрировать барьеры в АСУ ТП, передавать диагностические данные и многопараметрические измерения без дополнительных устройств. А расширение температурного диапазона даёт возможность использовать барьеры без применения систем электрообогрева.
«Кроме развития технических параметров барьеров, важно реализовывать и сервисную составляющую: предоставление образцов на опытно-промышленные испытания, помощь в обеспечении совместимости при применении в системах с различными поставщиками как полевого, так и контроллерного уровня. При этом развитии и усложнении приборов важно не забывать об обеспечении наилучшего соотношения «цена/качество»», — заключил представитель «ЗАВОД ГОРЭЛТЕХ».
Спрос на барьеры: драйверы и факторы роста
Что определяет спрос на барьеры искрозащиты со стороны нефтегазовых предприятий? Конечно, много зависит от наличия крупных проектов. Чем больше строится и запускается буровых платформ, НПЗ, трубопроводов, объектов газопереработки, терминалов СПГ и т. п., тем больше приборов измерения и управления потребуют подключения через барьеры искробезопасности, отметил Денис Никитин.
Однако это не единственный фактор, влияющий на спрос. Андрей Глебов особо выделяет требования к промышленной безопасности. Чем они строже, тем больше потребность в подобных устройствах.
«Отдельным фактором становится импортозамещение. Для нефтегазовых компаний всё более важными становятся не только технические характеристики оборудования, но и стабильность поставок, возможность получить сервисную поддержку и быстро заменить необходимые компоненты. Поэтому интерес к российской продукции в этой области, на мой взгляд, будет сохраняться. Со своей стороны, отечественные производители, в том числе компания «Интелис», стремятся предлагать высокофункциональные решения для промышленной автоматизации.
Наличие российских разработчиков позволяет заказчикам выбирать оборудование с учётом не только характеристик самого барьера, но и вопросов поставки, совместимости с существующими системами и дальнейшего обслуживания. Особенно актуально это становится при модернизации уже работающих нефтегазовых объектов, где важно интегрировать новые устройства в существующую инфраструктуру», — отметил г-н Глебов.
Нельзя забывать и об ужесточении требований по локализации производства. Постановление Правительства № 1912 требует перевода критически важных объектов на отечественное оборудование и ПО к 2030 году. Поэтому нефтегазовые компании с госучастием активно закупают российские барьеры взамен продукции ушедших брендов, добавил Денис Никитин.
С учётом вышесказанного эксперты сходятся во мнении, что спрос на это оборудование в ближайшие годы, скорее всего, будет расти.
«Нефтегазовые предприятия продолжают повышать требования к безопасности, а на многих действующих объектах требуется обновление оборудования. Кроме того, расширение автоматизации увеличивает количество электрических цепей, для которых необходима соответствующая защита. Поэтому я бы ожидал умеренного роста рынка. При этом конкуренция между российскими производителями будет постепенно усиливаться: заказчики будут обращать внимание не только на цену, но и на надёжность, качество, номенклатуру, совместимость и сервис», — отметил Андрей Глебов.
В свою очередь, Денис Никитин называет сразу несколько причин роста спроса.
«Во-первых, нефтегазовая отрасль — одна из важнейших в РФ, её поддержание и развитие является жизненно важной задачей. Во-вторых, государственное регулирование требует перевода критической информационной инфраструктуры на доверенное оборудование. В-третьих, модернизация, ремонты и новые проекты генерируют потребность в искробезопасных интерфейсах», — перечислил эксперт «ЗАВОД ГОРЭЛТЕХ».
Импортозамещение: доля российских барьеров выросла до 70–80%
Важно, что растущий спрос удовлетворяют в основном отечественные производители. По подсчётам специалистов «ЗАВОД ГОРЭЛТЕХ», доля импортной продукции сократилась с 75% в 2021 году до 20–30% в 2026 году.
«В настоящий момент импортными барьерами пользуются те заказчики, которым критически важно сохранить проектные решения, невзирая на кратный рост стоимости, увеличенный срок поставки по «параллельному импорту» и возможное отсутствие сертификации ТР ТС», — объяснил Денис Никитин.
Андрей Глебов не стал называть точных цифр, но также отметил, что зависимость от зарубежных решений постепенно снижается. По его словам, отечественные разработки уже способны закрывать значительную часть типовых задач.
И всё же эксперты сходятся во мнении, что на сегодня нужны дополнительные меры поддержки отечественных производителей.
«При этом полностью ограничивать импорт, на мой взгляд, было бы не лучшим решением. Для заказчика в нефтегазовой отрасли главными критериями должны оставаться безопасность, надёжность и совместимость оборудования. Поэтому отечественные производители должны получать поддержку прежде всего для того, чтобы конкурировать не с помощью административных мер, а за счёт технических характеристик, качества и сервисного обслуживания. Важными направлениями могут стать льготное финансирование исследований и производства, поддержка отечественной электронной компонентной базы, ускорение испытаний и сертификации новых изделий, а также более широкое использование российских решений при реализации государственных и крупных промышленных проектов», — высказал мнение Андрей Глебов.
В свою очередь, Денис Никитин выделил здесь несколько направлений. В частности, речь идёт о целевом финансировании НИОКР по функциональной безопасности SIL (Safety Integrity Level — международный стандарт, который определяет уровень полноты безопасности системы, — ред.).
«Российские компании только начинают осваивать сертификацию по ГОСТ МЭК 61508. Для систем противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ) применение барьеров с подтверждённым уровнем SIL 2/3 — это не пожелание, а обязательное требование. Поддержка независимой российской организации-сертификатора — аналога TÜV (Technischer Überwachungsverein, техническая инспекционная ассоциация, — ред.) — ускорила бы процесс и снизила бы затраты производителей», — объяснил представитель «ЗАВОД ГОРЭЛТЕХ».
Кроме этого, по мнению эксперта, важно заниматься сбором отраслевой статистики.
«В настоящее время оценка рынка происходит только с помощью субъективных мнений его участников. Для развития российского производства искробезопасных барьеров требуются более точные метрики: данные импорта, объёмы производства, глубина локализации. Это поможет производить оценку рынка, оценивать эффективность импортозамещения, перспективы развития», — отметил Денис Никитин.
Локализация: зависимость от импортной элементной базы
Особняком стоит вопрос локализации продукции. Эксперты признают, что собрать барьер полностью из российских комплектующих при всём желании не получится.
«Российские производители барьеров разработали собственные схемы, корпуса, программное обеспечение, но сталкиваются с серьезной нехваткой ЭКБ, произведённой внутри страны. Без отечественных аналогов стабилитронов, оптопар (электронный компонент, который передаёт электрический сигнал между двумя цепями, не имеющими между собой электрического контакта, за счёт преобразования сигнала в свет и обратно, — ред.), DC/DC (ДиСи — ред.)-преобразователей, быстродействующих предохранителей мы просто сменим одну зависимость на другую: европейских производителей на китайских.
Отсутствие элементной базы значительно тормозит полноценное развитие как производства искробезопасных интерфейсов, так и отрасли промышленной автоматизации в целом. Поэтому государственные программы поддержки микроэлектроники должны учитывать потребности промавтоматики, а не только потребительской электроники», — подчеркнул г-н Никитин.
Справедливости ради стоит отметить, что эта проблема не является только российской, можно сказать, что это общемировая тенденция. Такие же трудности испытывают и европейские производители, добавил представитель «ЗАВОД ГОРЭЛТЕХ».
Андрей Глебов достаточно высоко оценивает степень локализации отечественной продукции, но признаёт, что отдельные электронные компоненты и специализированную элементную базу по-прежнему приходится закупать за рубежом.
«Проблема заключается не только в отсутствии самих деталей, но и в стабильности их поставок, качестве, стоимости и необходимости подтверждать соответствие требованиям безопасности. Для барьеров искрозащиты это особенно важно, поскольку замена даже одного компонента может потребовать дополнительных испытаний и проверки характеристик изделия. В нормативной документации прямо предусматривается необходимость согласования изменений, которые могут повлиять на показатели взрывозащиты.
Поэтому предприятия стараются не зависеть от одного поставщика. Одним из решений становится поиск альтернативных производителей компонентов, создание нескольких вариантов элементной базы и постепенный переход на российские комплектующие там, где это технически и экономически оправдано. Одновременно производители развивают собственные конструкторские компетенции и увеличивают объём операций, выполняемых непосредственно в России.
На мой взгляд, сейчас правильнее говорить не о полном отказе от импортных компонентов, а о постепенном снижении критической зависимости от них. Стопроцентная замена зарубежной элементной базы требует времени и не всегда имеет экономический смысл. Гораздо важнее обеспечить возможность быстро заменить проблемный компонент без остановки производства и без существенного изменения характеристик готового барьера», — отметил инженер «Интелис».
И всё же эксперт полагает, что в дальнейшем процент локализации, скорее всего, будет расти. При этом основной акцент будет сделан на наиболее важных электронных компонентах, собственных схемотехнических решениях и развитии отечественной производственной кооперации.
«Это позволит российским предприятиям не просто собирать оборудование внутри страны, а постепенно увеличивать долю действительно отечественных технологий в его составе. В нефтегазовой отрасли такой подход особенно важен, поскольку надёжность и предсказуемость поставок оборудования напрямую связаны с безопасностью и непрерывностью производства», — подчеркнул Андрей Глебов.
Резюмируем: за последние годы был сделан большой шаг вперёд для сокращения зависимости от импортных барьеров. Постоянно появляются новые российские разработки, предприятия формируют собственную производственную базу. Сегодня на рынке представлены российские барьеры искрозащиты различных исполнений, включая решения для работы с аналоговыми, цифровыми и HART-сигналами. Однако работы впереди ещё много.
«На мой взгляд, основная задача на ближайшие годы заключается не просто в замене зарубежных изделий российскими аналогами. Гораздо важнее создать устойчивый отечественный рынок, на котором производители смогут постоянно совершенствовать продукцию, внедрять новые функции и обеспечивать её длительную эксплуатацию на сложных объектах нефтегазовой отрасли», — заключил Андрей Глебов.
Денис Никитин, руководитель отдела развития бизнеса «Автоматизация» ООО «ЗАВОД ГОРЭЛТЕХ»
«В нефтегазовой сфере риски высоки: на буровых установках, НПЗ, в резервуарных парках, при транспортировке и хранении углеводородов в воздухе постоянно есть вероятность присутствия взрывоопасных смесей (метана, паров бензина и т. п.). Любая искра в такой среде — прямой путь к аварии, угрозе жизни людей и серьёзному материальному ущербу. Барьеры искрозащиты становятся критически важным звеном в системе безопасности: они позволяют без рисков передавать сигналы от датчиков (давления, температуры, уровня, расхода) и управлять исполнительными механизмами (клапанами, реле), не создавая при этом источника воспламенения. Без них нормальная и безопасная работа автоматизированных систем на таких объектах невозможна».
Андрей Глебов, инженер ООО «Интелис»
«При выборе барьера необходимо учитывать не только его стоимость и внешние характеристики. В первую очередь нужно определить, для какого типа электрической цепи он предназначен и в какой взрывоопасной зоне будет использоваться. Важно проверить допустимые значения напряжения и тока, количество и тип каналов, параметры подключаемого оборудования, способ монтажа и условия эксплуатации. Также необходимо убедиться, что устройство соответствует требованиям и нормативам, предъявляемым к оборудованию для конкретного взрывоопасного объекта. Кроме этого, важными параметрами при выборе барьера искрозащиты могут являться диагностические функции барьера, его универсальность и функциональная совместимость с системами управления».
Текст: Андрей Халбашкеев
