Боремся с коррозией: обзор технологий
Коррозия сокращает срок службы оборудования, становится причиной аварий и несчастных случаев. А нефтегазовые предприятия находятся в зоне повышенного риска из-за высокой концентрации агрессивных веществ. Так что борьба с коррозией становится одной из самых насущных задач на производстве. Какие технологии используют для защиты металла? Как этот рынок отреагировал на уход иностранных компаний? Ищите ответы в нашем материале.
Нефтегазовый сектор ― она повышенного риска
Коррозия ― проблема для любого промышленного предприятия. Однако компании нефтегазового сектора всё же стоят особняком.
«На объекты здесь оказывают влияние сразу несколько факторов одновременно. Например, только наружная поверхность корпуса резервуара испытывает сразу атмосферное, температурное, механическое и химическое воздействие. Трубопроводы подвержены сразу нескольким видам коррозии: химической, атмосферной, биокоррозии, электрокоррозии и т. д.», ― перечисляет начальник отдела маркетинга и продаж ООО «ТД Хайлон-Рус» Никита Петров.
Всё это относится не только к резервуарам и трубопроводам, но и к оборудованию для добычи.
«Каждое месторождение, каждая нефтяная залежь имеют свою индивидуальность и свою специфику. Поэтому, прежде чем применять какой‑либо тип покрытия, необходимо провести лабораторные исследования на его совместимость с добываемой жидкостью, а также проанализировать его эффективность относительно скорости его разрушения», ― поясняет директор ООО «ЭЛКАМ» Анатолий Галкин.
О необходимости проведения специальных испытаний говорит и генеральный директор ООО «Холдинговая компания «Пигмент» Юлия Дмитриева. Требования к ним прописаны в соответствующих документах: ГОСТ, МУК и др. Чтобы им соответствовать, производители лакокрасочной продукции закупают специальное оборудование и организуют исследовательские лаборатории.
Методы борьбы с коррозией: их достоинства и ограничения
Так какие же способы защиты нефтегазового оборудования от коррозии готов предложить рынок? Одним из самых популярных является электрохимический метод. По словам Юлии Дмитриевой, его отличают простота и относительная дешевизна. В то же время есть у него и определённые ограничения.
«Электрохимическая защита используется в основном на наземном оборудовании и на нефтепромысловых трубопроводах. При применении данного метода в скважинах происходит быстрое разрушение протекторов и риски неравномерного распределения (катодов/анодов) по колонне НКТ (насосно-компрессорной трубы)», ― объясняет Анатолий Галкин.
Наиболее эффективным для защиты глубинно-насосного оборудования эксперт считает химический метод ― использование различных ингибиторов. Главная сложность состоит в том, как подобрать наиболее эффективный реагент.
Следующий подход заключается в применении специальных лакокрасочных покрытий.
«К преимуществам данного метода относят экономичность и относительно низкую стоимость самого материала. Плюс в процессе эксплуатации не расходуется электроэнергия», ― отмечает Юлия Дмитриева.
Существует несколько разновидностей подобных покрытий, так, есть варианты для наружных и внутренних поверхностей, для резервуаров и трубопроводов.
«Чтобы обеспечить комплексную защиту, их наносят в несколько слоёв. Так, для защиты наружной поверхности обычно используются двух- и трёхслойные эпоксидно-полиуретановые схемы, состоящие из цинкнаполненного грунта, обеспечивающего протекторную защиту от коррозии. Или грунтов и промежуточных покрытий с использованием цинкфосфатных, слюдяных, стеклянных, алюминиевых пигментов и наполнителей, обеспечивающих барьерную защиту, а также финишного полиуретанового покрытия, обеспечивающего декоративные свойства и защиту от атмосферного воздействия.
Наружное трёхслойное полиэтиленовое или двухслойное эпоксидно-полиэфирное покрытие трубопроводов подбирается по аналогичному принципу. Помимо систем покрытия, учитывают состав материалов, подбирают смолы и наполнители с особыми свойствами. Внутренние поверхности резервуаров испытывают агрессивное воздействие минерализованной подтоварной воды или смеси нефтепродуктов.
Поэтому здесь обычно используют толстослойные эпоксидно-фенольные материалы в два слоя. Внутренние покрытие насосно-компрессорных труб производят из термостойких эпоксидно-фенольных смол, обеспечивающих высокие температуры стеклования. Данный тип покрытий используют также вместе с высокотемпературными фенольными грунтовками для обеспечения физико-механических характеристик, стойкости к высоким температурам и коррозии», ― рассказывает Никита Петров.
Для более эффективной защиты методы часто комбинируют. Например, хороший результат даёт сочетание ингибиторов коррозии с использованием специальных марок сталей или лакокрасочных покрытий, отмечает Анатолий Галкин. Впрочем, в последнем случае стоит учитывать их совместимость, ведь некоторые химические реагенты могут разрушать нанесённую эмаль.
Продлеваем срок службы оборудования
Впрочем, остаётся ключевой вопрос, который интересует любого заказчика. Насколько применение различных методов антикоррозионной защиты может продлить жизнь оборудования? Конечно, всё индивидуально, но в целом можно говорить, что, благодаря им, время безотказной эксплуатации может кратно возрасти.
«Средний срок службы труб без защитных покрытий составляет от нескольких месяцев до нескольких лет в зависимости от применения (магистральные или промысловые) и агрессивности среды. Использование наружного и/или внутреннего защитного покрытия способно увеличить его до 40–50 лет.
Если рассматривать насосно-компрессорные трубы с внутренним защитным покрытием, то срок их службы в зависимости от осложняющих факторов возрастает от 2 до 10 раз и более. Также до 80 раз может вырасти период между очистками от асфальтосмолопарафиновых отложений в зависимости от типа покрытий и состава АСПО.
Если говорить о резервуарах, то средний срок службы антикоррозионных покрытий наружных поверхностей составляет не менее 20 лет и может быть больше 25 лет в зависимости от коррозионной активности атмосферы. Для покрытий внутренних поверхностей, контактирующих с агрессивными средами, срок службы обычно устанавливается 10 лет для стандартных схем окраски и до 20 лет ― для усиленных», ― перечисляет Никита Петров.
Использование различных методов защиты может в разы продлить и срок службы нефтепогружного оборудования.
«Из нашего опыта, применение коррозионно-износостойких материалов в конструкции штанговых глубинных насосов позволяет увеличить наработку на отказ в пять раз. И тем самым повысить экономическую эффективность и себестоимость добытой нефти», ― отмечает Анатолий Галкин.
Импорт и рынок РФ: отряд не заметил потери бойца?
Рассуждая о методах защиты нефтегазового оборудования, важно понимать, что до 2022 года многие решения для борьбы с коррозией были импортными. Это относится и к реагентам (ингибиторам), и к лакокрасочным покрытиям. Насколько болезненным для рынка оказался уход из РФ брендов из недружественных стран?
Опрошенные эксперты отмечают, что коллапса на рынке не произошло. Во многом благодаря тому, что уход многих западных брендов был постепенным. Поэтому у потребителей было время для безболезненного перехода на отечественные аналоги. Конечно, это потребовало проведения различных испытаний, оценки экономического эффекта и т. д.
«На сегодняшний день ранее использовавшиеся материалы в системах антикоррозионной защиты наружных и внутренних поверхностей труб заменены по большей части на отечественные и материалы из Китая или Ирана. В области антикоррозионной защиты таких объектов, как резервуары и металлоконструкции, ситуация примерно такая же, но проведена работа по оценке совместимости новых покрытий с ранее нанесёнными покрытиями западных брендов», ― комментирует положение дел Никита Петров.
В свою очередь, Анатолий Галкин отмечает, что к моменту ухода зарубежных компаний у отечественных производителей уже были наработки своих продуктов, аналогичных по свойствам и эффективности. Это позволило относительно безболезненно перейти на химические реагенты и покрытия от российских компаний.
«Мы всегда, даже до 2022 года, искали конкурентных поставщиков заготовок металла, чтобы не быть зависимыми от одной-единственной компании. Благодаря выстроенным долгосрочным и взаимовыгодным партнёрским отношениям с поставщиками сырья для изготовления нашего оборудования, на момент введения санкций были уже имелись альтернативные материалы и комплектующие, разработанные по нашему техническому заданию.
Поэтому действия недружественных стран не сильно повлияли на деятельность нашей компании. Единственное, выросла загруженность многих предприятий, что привело к небольшому увеличению сроков поставки материалов и комплектующих. Но мы, будучи „гибкой” компанией, адаптировались к изменениям рынка, где необходимо, пересмотрели наши договорные отношения. Поэтому я считаю, что предприятия РФ, наша компания в том числе, успешно справляются с освоением новых технологий и продуктов в этой сфере», ― отмечает директор «ЭЛКАМ».
Лакокрасочные материалы из отечественного сырья
Впрочем, нельзя говорить, что сложностей нет совсем. Так, Никита Петров обращает внимание на необходимость импортозамещения сырьевых компонентов для производства лакокрасочных материалов. Речь идёт об эпоксидных смолах, добавках и отвердителях, которые ввиду отсутствия производства в России долгие годы были и остаются импортным. Конечно, работа в этом направлении ведётся. Как и во многих других отраслях, на выручку пришли поставки из дружественных стран.
«В связи с уходом с рынка западных производителей сырья их место заняли производители преимущественно из Китая, Индии, Ирана, Турции. Hilong является китайской компанией, имеет в КНР собственное производство широкой линейки промышленных лакокрасочных материалов. Этот опыт и устойчивые связи с производителями и поставщиками сырья мы использовали при локализации производства красок на заводе в Оренбурге. Поэтому при переходе с одних производителей на других особых проблем мы не испытали», ― говорит г-н Петров.
В этом направлении работают и другие российские компании. Запущено сразу несколько новых производств, например по изготовлению эпоксидных смол.
«В структуре нашей компании есть научно-исследовательский институт, сотрудники которого как раз занимаются заменой сырья европейского производства. При этом для поддержания высокого уровня выпускаемых лакокрасочных материалов были разработаны дополнительные методы контроля качества сырья», ― рассказывает Юлия Дмитриева.
Конкуренция на высоком уровне
Вообще, считать, что из-за санкций количество производителей на рынке материалов для борьбы с коррозией снизилось, будет ошибкой. Более того, в случае с лакокрасочными материалами можно говорить о росте конкуренции.
«Во-первых, появилось большое количество новых компаний из Китая, Ирана и Турции. Во-вторых, активы ушедших с рынка России западных производителей успешно обрели новых отечественных собственников, которые начали завоевывать рынок заново. Таким образом, количество игроков на рынке только возросло. При этом сам рынок, выражаемый в числе компаний-заказчиков и объёмах их потребления, не сильно вырос, а в некоторых отраслях сократился, что и привело к превышению предложения над спросом и усилило конкуренцию», ― рассуждает Никита Петров.
О том, что на российский рынок активно заходят китайские компании, говорит и Юлия Дмитриева. Впрочем, не вся продукция из Поднебесной отличается высоким качеством. И нефтегазовым компаниям стоит помнить, что «дёшево» не всегда означает «хорошо», отмечает генеральный директор компании «Пигмент».
Новые разработки в борьбе с коррозией:― залог успеха ― в консолидации?
Как мы видим, материалы для борьбы с коррозией по праву можно называть высокотехнологичной продукцией. И компании-производители не собираются останавливается на достигнутом. К этому их подталкивают всё более сложные запросы от заказчиков из числа нефтегазовых компаний.
«Отрасль не стоит на месте и находится в постоянном развитии, повышаются требования к эффективности процессов добычи, транспортировки и переработки. Соответственно, растут требования к покрытиям в связи с ужесточением условий их эксплуатации (температуры, механического и химического воздействия).
Также основной тенденцией является повышение надёжности и сроков эксплуатации при ужесточении отраслевых стандартов. В связи с этим происходит постоянная модификация составов лакокрасочных материалов для повышения эксплуатационных характеристик или придания им новых свойств, используются новые виды модифицированных смол или специальных наполнителей и пигментов.
Если говорить о трубных наружных и внутренних покрытиях, в последние годы вырос запрос на высокотемпературные покрытия до 130–150 °С; на повышение стойкости к абразивному износу антикоррозионных покрытий внутренней поверхности труб; на покрытия, уменьшающие асфальтосмолопарафиновые отложения», ― делится наблюдениями Никита Петров.
Ещё одно направление борьбы с коррозией ― использование новых материалов. Например, биметаллических, полимерных и композитных труб или футеровки.
Впрочем, здесь ещё есть пространство для развития. Ускорить прогресс могло бы объединение усилий.
«Сейчас каждое предприятие развивает это направление своими силами. Соответственно, уровень инновационных материалов ограничивается компетенциями сотрудников, работающих в данном направлении. По-моему мнению, необходима консолидация в этом вопросе, создание научных институтов по направлениям, которые бы совместно занимались разработками», ― считает Юлия Дмитриева.
Никита Петров, начальник отдела маркетинга и продаж ООО «ТД Хайлон-Рус»
«Каждый год происходит порядка нескольких десятков тысяч аварийных разрушений, и в 80–90 % случаях это результаты внешней и внутренней коррозии. На данный момент методов борьбы с ней разработано огромное количество. Они отличаются по эффективности, типу снижаемой коррозии, среде использования, объекта применения, стоимости и т. д. Каждый имеет свои преимущества и недостатки. Если говорить о защите резервуаров, то наиболее распространённым методом защиты является окрашивание наружных и внутренних поверхностей специальными антикоррозионными красками».
Анатолий Галкин, директор ООО «ЭЛКАМ»
«На мой взгляд, методы борьбы с коррозией уже достаточно хорошо изучены. Это касается как материалов изготовления, так и защитных покрытий. Потенциал для увеличения долговечности работы в агрессивных средах я вижу в новых технологиях изготовления оборудования с учётом стремительного роста возможностей отечественных производителей.
Например, многие производители глубинно-насосного оборудования изготавливают стеклопластиковые штанги и НКТ из высококомпозитных материалов для эксплуатации скважин с агрессивной средой. Поэтому для нас интерес представляют варианты разработки штанговых глубинных насосов с использованием таких материалов. Пока никто из производителей не применял данную практику».
Юлия Дмитриева, канд. техн. наук, генеральный директор ООО «Холдинговая компания «Пигмент»
«Что касается импортных сырьевых компонентов, то они, конечно, превалируют в композициях, но за 2022–2023 год произошло смещение в сторону использования отечественного сырья. Так что в связи с уходом зарубежных локализованных производителей большинство крупных российских предприятий, выпускающих антикоррозионные ЛКМ, увеличили поставки своих материалов».
Текст: Андрей Халбашкеев.
Фото предоставлено ООО «ЭЛКАМ».
