Полимерные армированные трубы — материал будущего?
6 февраля 2024
Фото предоставлено ГК «Мимир инжиниринг»

Полимерные армированные трубы — материал будущего?

В последнее время в отрасли всё больше говорят о гибких полимерных армированных трубах (ГПАТ). Речь заходит даже о том, что они могут подвинуть с лидирующих позиций традиционный материал — сталь. В чём преимущества ГПАТ и что ограничивает их применение? И каковы перспективы использования этих решений на нефтегазовых предприятиях? Поищем ответ вместе с экспертами отрасли.

Полимерные армированные трубы набирают популярность

Потенциальная сфера применения ГПАТ при добыче углеводородов очень широка.

«Их используют для строительства промысловых и межпромысловых нефтепроводов, водоводов холодного водоснабжения, трубопроводов водоотведения, транспортировки рабочих агентов, нефтегазового флюида, подтоварной нефти и систем поддержания пластового давления», — перечисляет генеральный директор ГК «Мимир инжиниринг» Никита Бабенко.

Возможно использовать ГПАТ и для транспортировки газа и нефти на дальние расстояния. Однако пока здесь заказчики всё ещё делают выбор в пользу традиционного исполнения из стали. Главный потенциал спроса всё же лежит больше в области обустройства месторождений.

«Одно из направлений применения ГПАТ — это временные газопроводы. Перед началом ремонтных работ газопровода, монтируется байпасный участок из ГПАТ, и на время производства работ подача газа потребителям, допустим, в населённый пункт, не прекращается, плюс такая технология ремонтных работ имеет хороший экономический эффект, за счёт скорости монтажа и существенного снижения затрат на СМР по сравнению со стальными трубами», — рассказывает заместитель генерального директора по производству ООО «Энергомаш ВТС» Виктор Седов.

Если ещё несколько лет назад нефтегазовые компании в массе своей относились к ГПАТ настороженно, то сегодня всё поменялось, спрос на них растёт. И участники рынка уверены, что эта тенденция получит дальнейшее развитие.

«Заказчики из числа нефтегазовых компаний и до этого проявляли интерес к нашей продукции, но до недавних пор использование полимерных армированных труб сдерживало отсутствие нормативной документации. В прошлом году вышел сначала ГОСТ по ГПАТ. В 2024 году ожидаем выхода Свода правил, регламентирующих требования к проектированию трубопроводов из ГПАТ. Всё это расширяет возможности их применения, поэтому в этом году, когда эти барьеры сняты, мы ожидаем, что спрос на нашу продукцию будет расти», — рассуждает Виктор Седов.

Фото предоставлено ГК «Мимир инжиниринг»

ГПАТ в нефтегазе: преимущества и ограничения

И это неслучайно: гибкие полимерные армированные трубы действительно имеют ряд весомых преимуществ по сравнению со стальными аналогами. В первую очередь речь идёт о коррозионной стойкости и меньшем весе, который упрощает транспортировку и монтаж. Всё это позволяет обеспечить меньшую совокупную стоимость строительства и эксплуатации и больший срок службы. Сейчас компании-производители говорят о 25 годах, но этот показатель может быть и больше, просто ни у кого пока ещё нет достаточного опыта эксплуатации.

Можно найти и другие плюсы.

«Ещё одно преимущество ГПАТ в том, что она поставляется большими отрезками, в нашем случае до 1000 метров. Благодаря этому при использовании ГПАТ можно монтировать длинные участки
с меньшими трудозатратами. Для сравнения: чтобы проложить 100-метровый участок из стальных труб, придётся сварить 10–12 стыков», — поясняет Виктор Седов.

В то же время не стоит впадать в другую крайность и полагать, что полимерные армированные трубы — это настоящая панацея для отрасли и их можно использовать для решения любых задач.

«На самом деле, у ГПАТ, как и у любого материала/технологии, есть свои ограничения. Поэтому мы считаем, что и поставщикам, и потребителям необходимо ответственно относиться к выбору решения при строительстве трубопроводов, качественно подготавливать опросные листы для конкурсных процедур, следить за инновациями в технологиях производства и контроля качества выпускаемых ГПАТ. Особый упор стоит сделать на повышение квалификации специалистов проектных организаций», — разъясняет Никита Бабенко.

Учитывать нужно множество факторов: как технические характеристики самой продукции (предельные температуры, которые выдерживают ГПАТ, их диаметр и максимальное рабочее давление), так и физические ограничения, которые устанавливает заказчик (тип перекачиваемой среды, температуру, химический состав, необходимость обогрева и подогрева перекачиваемых сред), перечисляет руководитель «Мимир инжиниринг».

С тем, что, несмотря на большой потенциал, ГПАТ в настоящий момент не могут полностью заменить стальные трубы, согласны и в «Группе ПОЛИПЛАСТИК».

«У любого продукта есть свои плюсы и минусы, любой продукт имеет преимущества для определённых условий эксплуатации. В случае с ГПАТ это обусловлено ограничениями по диаметрам (пока до 200 мм) для труб, выпускаемых длинномерными отрезками, а также по давлению (до 21 МПа). Но в тех случаях, где ГПАТ может заменить равноценно стальные трубы, данное решение, безусловно, имеет преимущества. Так, их применение в нефтегазодобыче способно помочь компаниям снизить затраты на 30% по сравнению с использованием трубопроводов из углеродистой стали.

В частности, удастся снизить транспортные расходы, затраты на СМР и последующую эксплуатацию, сократить сроки монтажа в 6–8 раз, уменьшить аварийность и обеспечить срок службы не менее 25 лет. Помимо этого, будет достигнут экологический эффект за счёт снижения негативного воздействия на окружающую среду, улучшения энергоэффективности, стойкости продукции к агрессивным средам и возможности её повторного применения», — рассуждает директор департамента промышленных проектов ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК» Максим Колесов.

Фото предоставлено редакции Promo Group Media

Выбираем материал армирования

О давлении стоит поговорить отдельно. Долгое время именно этот фактор не позволял широко применять полимерные материалы в нефтегазовом секторе. Выходом из ситуации стало армирование труб. Впрочем, в этом вопросе по-прежнему много нюансов. Так, сначала нужно определиться с материалом армирования. Трубы могут быть металлическими и неметаллическими.

«Выбор того или иного решения обусловлен условиями эксплуатации, температурой транспортируемой среды и рабочим давлением, а также составом среды, поскольку каждый материал обладает различной стойкостью к компонентам среды, которые неизбежно диффундируют в процессе эксплуатации трубопровода. Если говорить о свойствах конечного изделия, то различные материалы армирующего каркаса обеспечивают баланс между прочностью, гибкостью и весом трубопровода», — объясняет Максим Колесов.

В свою очередь, Никита Бабенко отмечает, что выбор материала армировки зависит от технологии производства ГПАТ.

«При производстве труб RTP (с несвязанными слоями полимера и армировки) используются, как правило, стальные ленты, полиэфирные и арамидные волокна. При использовании производителем современной технологии TCP (связанные слои полимера и армирующих материалов) применяются UD-ленты, в составе которых могут быть применены (размещены в полимерной матрице) стекловолокно, арамидные и углеродные нити, стальной корд (для высоких давлений).

Наша компания обладает технологией выпуска как RTP, так и TCP, но в связи с тем, что последняя технология позволяет производить более надёжную продукцию, 90% ГПАТ мы выпускаем с использованием собственной UD-ленты, которую подбираем для проекта заказчика, исходя из характеристик: давления, агрессивности транспортируемой среды и температуры», — объясняет Никита Бабенко.

Фото от ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК»

Коррозия не пройдёт

Таким образом, хотя основной материал в ГПАТ — это полимер, стальные детали всё-таки имеются. Это соединительные фитинги и в некоторых случаях материал армирования. И, хотя мы выше говорили о коррозионной устойчивости полимерно-армированных труб, всё же встаёт вопрос, насколько они защищены от воздействия агрессивных веществ.

Никита Бабенко согласен с тем, что для труб RTP такая опасность действительно существует. Всё это, конечно, сказывается и на надёжности изделия. Однако проблему решает переход на более современный способ производства ГПАТ.

«Для труб со связанными слоями, изготовленными по технологии TCP, наличие в размещённого в полимерной матрице UD-ленты стального корда совершенно не влияет на надёжность, так как в связанных слоях не происходит накопления и скопления агрессивных сред, в отличие от «карманов» и незащищённого слоя армировки RTP-труб», — заверяет руководитель «Мимир инжиниринг».

Свои подходы к решению этой проблемы есть и у инженеров «Группы ПОЛИПЛАСТИК».

«На текущий момент существует несколько решений. Это полное исключение металла из системы или применение коррозионно-стойких марок стали, барьерных слоёв в конструкции трубы и покрытий для деталей. Также для труб с металлическими армирующими элементами возможно применение барьерных слоёв, которые снижают, но не предотвращают полностью диффузию агрессивных компонентов среды», — рассказывает Максим Колесов.

Следующий момент — соединения. Альтернативой стальным фитингам могла бы стать полимерная муфта. Но пока в мире не существует образцов, которые выдерживали бы давление в 6–12 МПа. Поэтому пока приходится искать другие решения, в частности использовать различные типы сталей в зависимости от технических характеристик транспортируемой среды, объясняет Никита Бабенко.

Фото от ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК»

Производство ГПАТ в России: есть всё, что нужно

Итак, с тем, что ГПАТ — очень перспективная технология, согласны все участники рынка. Встаёт вопрос, насколько эта отрасль импортонезависима. Наши эксперты сошлись во мнении, что ситуация здесь далека от кризисной.

«До санкций полимерные армированные трубы в РФ практически не использовались, а если и встречались, то из зарубежных комплектующих. Сейчас у нас импортонезависимое производство, станки мы закупили в дружественных странах, сырьё — российское. То есть санкции не сказались на нас отрицательно, наоборот, освободилась ниша, которую занимали иностранные компании», — отмечает Виктор Седов.

В свою очередь, Максим Колесов отмечает, что на рынке РФ ГПАТ с армирующим слоем из стальных лент, металлокорда и полиэфирных нитей были локализованы ещё 15 лет назад, но активный интерес к данной продукции начал проявляться только с 2019 года и постоянно растёт.
В то же время в мире технологии армирования шагнули вперёд. Фокус теперь на использовании однонаправленных термопластичных лент. Впрочем, российские производители стремятся не отставать. Отрадно, что отечественные компании в целом не зависят от поставок сырья
и оборудования из-за рубежа.

«Уже не первый год наша компания прикладывает немало сил для адаптации технологии ГПАТ в РФ. За это время мы и ряд других отечественных производителей локализовали решения по производству как самих лент, так и армированных труб. При этом сырьё для лайнера и дополнительных слоёв используется исключительно российского производства. Соединительные детали для трубопроводов также производятся на предприятии Группы, благодаря этому нам удалось достичь локализации около 90 %», — рассуждает Максим Колесов.

Высоко оценивают уровень локализации производства ГПАТ и в «Мимир-Инжиниринг».

«Не могу дать ответ за всех производителей, но наше производство базовых продуктов с температурой до 80 °С использует на 95–98 % отечественное сырьё, и проблем на сегодняшний день нет ни с полимерами, ни с армировкой, ни с теплоизоляцией и системами электрообогрева. Что касается продуктов для высоких температур до 115 °С, то здесь мы зависим от поставок сшитого полиэтилена (pex-A и pex-B), но после февраля 2023 г. мы решили данный вопрос, и в настоящее время сырьевая безопасность обеспечивается наличием альтернативных путей поставок и поставщиков», — рассказывает Никита Бабенко.

Итак, судя по всему, у полимерных армированных труб действительно светлое будущее. Конечно, ГПАТ не вытеснят полностью изделия из стали, но уже сейчас можно видеть контуры будущего рынка и потенциальных заказчиков. И отрадно, что эту новую перспективную нишу спешат занять именно российские компании.

Слово экспертам

Никита Бабенко, генеральный директор ГК «Мимир инжиниринг»

Никита Бабенко, генеральный директор ГК «Мимир инжиниринг»

«Наш рынок растёт, мы с коллегами по отрасли оцениваем ежегодный прирост спроса в районе 20–30% при текущем объёме потребления от 1,8 до 2,6 млрд руб. Стальные трубы ГПАТ, естественно, не заменит и, мы, как производители, не ставим себе такую цель. Но существенно снизить металлоёмкость проектов освоения месторождений, ускорить их ввод в эксплуатацию и повысить надёжность и отказоустойчивость нам точно под силу».

Виктор Седов, заместитель генерального директора по производству ООО «Энергомаш ВТС»

Виктор Седов, заместитель генерального директора по производству ООО «Энергомаш ВТС»
Виктор Седов, заместитель генерального директора по производству ООО «Энергомаш ВТС»

«Одно из главных преимуществ ГПАТ — их мобильность. Трубы поставляются на транспортных барабанах большими строительными отрезками, благодаря чему мы можем оперативно развернуть газопровод в нужном месте. Например, участок в 5 километров мы можем проложить в течение двух — максимум трёх рабочих дней. Плюс одну и ту же трубу можно использовать многократно: свернуть на барабан, перевезти на новое место и снова развернуть».

Максим Колесов, директор департамента промышленных проектов ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК»

Максим Колесов, директор департамента промышленных проектов ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК»
Максим Колесов, директор департамента промышленных проектов ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК»

«Практически все компании испытывают различные предубеждения к ГПАТ, что естественно для новых продуктов с минимальным опытом применения. Основной стереотип — полимерная труба не может работать в подобных условиях при высоких давлениях. Простым объяснением
в таком случае является то, что труба не просто полимерная, а армированная, где основную нагрузку действия внутреннего давления несёт армирующий каркас.

Безусловно, всё это связано с минимальным опытом применения. Но по мере его накопления нефтегазовые компании оценивают преимущества данного решения, выраженные для них не только в повышенной коррозионной стойкости, но также и в увеличении скорости монтажа и ввода в эксплуатацию трубопровода, в том числе в условиях Крайнего Севера, когда работы можно проводить только в зимний период.

Так что интерес растёт. Свидетельством тому является то, что в 2023 году, когда ГПАТ новой конструкции были выведены на рынок, «Группе ПОЛИПЛАСТИК» удалось реализовать более 150 км таких труб».


Текст: Андрей Халбашкеев

Этот материал опубликован в журнале
Нефтегазовая промышленность №1 2024.
Смотреть другие статьи номера
Транспортировка и хранение
Рекомендуем
Подпишитесь на дайджест «Нефтегазовая промышленность»
Ежемесячная рассылка для специалистов отрасли
Популярное на сайте
Новости
Новости и горячие темы в нашем телеграм-канале. Присоединяйтесь!