Коррозия – один из главных факторов, снижающих надежность работы нефтегазового оборудования. Эта проблема возникает на всех этапах жизненного цикла производства углеводородов, а убытки компаний, вызванные авариями и последующим ремонтом, исчисляются сотнями миллионов рублей. С какими новыми трудностями сталкиваются сегодня предприятия ТЭК в борьбе с коррозией, как изменилось качество защиты металлоконструкций после ухода с рынка западных брендов, и за какими технологическими решениями будущее данной сферы, обсуждаем с экспертами.
Новые условия для коррозии
Разработка новых месторождений, строительство различных объектов с использованием большого объема металлоконструкций влекут за собой новые задачи по противокоррозионной защите нефтегазового оборудования.
«До 90 % строительства в нефтегазовой отрасли – добыче и переработке – основано на металлоконструкциях из черного металла. Это и подконструкции под оборудование, и объекты жилой и вспомогательной инфраструктуры, и системы трубопроводов – фактически вся отрасль. А где есть железо, существует и проблема коррозии. С учетом того, что большая часть месторождений нефти и газа расположена в континентальной части Северного экономического района, где условия эксплуатации экстремальные, вопросы антикоррозийной защиты переходят в разряд первоочередных. Не говоря уже о том, что и нефть, и газ сами по себе содержат достаточно активные агенты, такие как сера и ее соединения, негативно влияющие на ресурс металла», – поясняет Сергей Чернышев, генеральный директор холдинга «Венталл».
К новым трудностям в этой сфере можно отнести то, что способы добычи углеводородов на истощенных месторождениях подразумевают использование технологий, связанных с применением определенных химикатов. По мнению Павла Пескова, директора направления нефтегазовой отрасли Научно-производственного холдинга «ВМП», это является серьезным фактором увеличения коррозионного повреждения металла. Кроме того, новые высокопрочные металлы, применяемые в процессе импортозамещения, могут проявлять более сильную склонность к коррозионному растрескиванию, добавляет Светлана Мушникова, доктор технических наук, начальник сектора НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей».
Конкуренция укрепила российских производителей
Уход в 2022 году из России ведущих европейских лакокрасочных брендов, поставщиков сырья и расходных материалов стал серьезным вызовом для отрасли. Практически вся продукция компаний, выпускающих специальные составы для нефтегазового комплекса, попала в разряд подсанкционных. Тем не менее, по словам экспертов, российские производители сумели обеспечить рынок аналогами достойного качества. В последние десять лет отечественные предприятия работали в условиях жесткой конкуренции со стороны зарубежных брендов, поэтому развивали свои продукты, ориентируясь на передовые подходы и технологии.
«В итоге в России окрепли и развились собственные производства, умеющие эффективно работать в трудных условиях, опирающиеся на свою сырьевую и технологическую базу, а их продукция отвечает самым высоким требованиям антикоррозионной защиты», – отмечает Павел Песков.
С ним согласен и Сергей Чернышев, положительно оценивающий опыт использования российских продуктов, красок и средств огневзрывозащиты. «На сегодняшний день наши производители сумели наладить импортозамещение, и, хотя по ряду технологических параметров к ним еще есть претензии (более длительное время высыхания и кантования, нестабильность характеристик от партии к партии), на качестве антикоррозионной защиты это не сказывается», – говорит эксперт.
Ошибки, которые ускоряют разрушение
Не всегда ускоренное разрушение металла вызвано низким качеством антикоррозионных составов. Частыми ошибками являются плохая подготовка поверхности, несоблюдение технологии нанесения, а также выбор материалов, не соответствующих среде эксплуатации – как по химическому составу, так и по слоям и толщине покрытия, отмечают в компании «ВМП».
Важное значение при строительстве нефтегазовых сооружений имеет выбор конструкционной стали. «Даже если металл по химическому составу и механическим свойствам соответствует требованиям НТД, сама его структура, сформированная при разных способах изготовления металлопродукции, может способствовать ускорению анодного растворения и коррозионного растрескивания», – рассказывает Светлана Мушникова.
По мнению Сергея Чернышева, основные проблемы связаны с несоблюдением технологии нанесения покрытий, а также неправильной транспортировкой, в процессе которой могут возникнуть механические нарушения целостности слоя.
Защита будущего
Технологии идут вперед, но, как считает эксперт, в ближайшие годы вряд ли изменится «золотой стандарт» противокоррозионной обработки – это многослойные системы на основе эпоксидных, в том числе цинконаполненных, грунтовок и полиуретановых и полиэфирных финишных покрытий, а также кремнийорганических составов (силоксанов). «В сочетании с качественным цинкованием, не менее 80–120 мкм, они позволяют снизить скорость коррозии до 50 раз и увеличить срок службы конструкций до 80 лет, – поясняет глава компании «Венталл». – Сейчас основные направления инноваций – подбор составов, которые обеспечивают максимально длительную защиту, чтобы сократить расходы при простоях из-за ремонта, а также повышение технологичности их нанесения».
Недооцененной, по мнению Павла Пескова, остается защита от коррозии на основе порошковых красок. «Эта технология хоть и одобрена отраслевыми нормативными документами, но все еще мало используется для защиты труб, несмотря на то что в силу химических особенностей покрытия на основе эпоксидных смол обеспечивают более надежную защиту стали при меньшей толщине. В частности, высокая (а по сравнению с полиэтиленом значительно более высокая) адгезия и меньшая проницаемость эпоксидных покрытий предотвращает развитие скрытой подпленочной коррозии», – говорит представитель холдинга «ВМП». Сложности с внедрением порошковых материалов возникают из-за того, что они дороже традиционных, а техпроцесс их нанесения сложнее, так как включает обязательный этап нагревания состава для правильной полимеризации покрытия.
Однако именно этот тренд – рост использования порошковых красок – станет определяющим в развитии противокоррозионной защиты нефтегазовых объектов, уверен эксперт. Также будет сохраняться «компромисс» между горячим цинкованием и применением классических ЛКМ. «Кроме того, продолжится использование металлов с повышенной коррозионной стойкостью. Так, металлоконструкции из некоторых сортов стали покрываются оксидной пленкой, и на определенном этапе процесс коррозии значительно замедляется, вплоть до полного прекращения. Такой подход к АКЗ может быть востребован на промышленных предприятиях, где снижены требования к внешнему виду конструкций и объектов», – считает Павел Песков.
«К любым перспективным покрытиям предъявляются обычные требования: уровень и срок защиты, технологичность нанесения, экономичность использования и экологичность. Поэтому вряд ли вектор изменится – будут появляться новые композитные многослойные и монослойные системы, позволяющие быстро сформировать надежный защитный слой, устойчивый к внешним факторам. Видимо, будут развиваться композиции «полимер/керамика», «полимер/металл» с управляемым механизмом адгезии. Интересны и системы с углеродистыми нанотрубками и нановолокнами, создающие очень стойкое структурированное быстросохнущее покрытие. В сочетании с активными методами такие покрытия способны обеспечить длительную и при этом экономичную антикоррозийную защиту», – комментирует Сергей Чернышев. По его прогнозам, продолжится бурное развитие рынка «горячего цинкования» чернометаллических конструкций. «В настоящий момент мы оцениваем рынок «горячего цинкования» в России примерно в 500 тыс. тонн в год и ожидаем, что он вырастет примерно в два раза в течение ближайших 10 лет», – отмечает генеральный директор холдинга «Венталл».
По мнению Светланы Мушниковой, в будущем наиболее перспективно применение нержавеющих коррозионно-стойких сталей, в т. ч. легированных азотом, устойчивых к локальным видам коррозии и сероводородному растрескиванию. «В любом случае актуально материаловедческое сопровождение строительства сооружений нефтегазовой отрасли, начиная с этапа проектирования», – резюмирует эксперт НИЦ «Курчатовский институт».
Все материалы рубрики «Нефть и Газ»
31.03.2023
