«Нефтянка» против коррозии

70 000 км трубопроводов находится в собственности российского государства. Остальную — межпромысловую — часть измерить значительно сложнее, однако понятно, что здесь цифры значительно больше. Сосуды «крови экономики» здорово поизносились, поэтому Россия славится не только нефтяными богатствами, но и крупными потерями при транспортировке «чёрного золота». По некоторым подсчётам, более 70% аварий нефтетрубопроводов спровоцированы коррозией, ведь большая часть этой инфраструктуры изготовлена из металла.

Из «свеженького». 20 января в Башкирии прорвало напорный нефтепровод, принадлежащий ООО «Башнефть-добыча». Площадь загрязнения составила 900 квадратных метров. Минэкологии сообщило, что угрозы для населённых пунктов и водных объектов нет, а причиной аварии стала коррозия. Но это, так сказать, мелочи. Крупнейшей за последние четверть века аварией считается экологическая катастрофа на нефтепроводе АО «Коминефть». Дело было в далёком 1994 году, и, по разным данным, потери составили от 102 000 до 576 000 баррелей сырой нефти. Точных данных о площади загрязненной поверхности тоже нет, но цифры колеблются от 69 до 115 га. Минпром Республики Коми среди причин называл «коррозийный износ коммуникаций, а также сложную инженерно-геологическую обстановку, обусловленную распространением многолетнемерзлых пород».
«Для каждого типа трубы в определённых условиях эксплуатации закладывается некий жизненный цикл. Например, новая труба диаметром 273 мм имеет толщину стенки 12 мм. С годами она изнашивается. После 20 лет эксплуатации расчётная толщина должна быть не менее 7-8 мм. Если толщина ниже — трубу меняют. При коррозии скорость износа увеличивается (труба не только истирается изнутри, но и её «съедает» коррозия снаружи). Срок эксплуатации трубы может сократиться вдвое и более.

Возрастает риск аварий на трубопроводах», — комментирует директор по продажам индустриального сегмента компании Armacell Владимир Ладыжев.

Как владельцы нефтетрубопроводов борются с коррозионной напастью, и есть ли на сегодня действительно эффективное решение проблемы?

Дело в трубе

Безусловно, самым эффективным решением видится и самое радикальное — отказ от металлических трубопроводов. Тем более, что современная промышленность предлагает альтернативу — трубы стеклопластиковые. Они лёгкие, просто монтируются, долго служат и не подвержены воздействию агрессивных компонентов. Правда, сами производители отмечают, что при существенной нагрузке поперёк волокон изделия отмечается низкая устойчивость к трещинам. Поэтому для прокладки из них нефтепроводов необходимо усилить герметизацию труб изнутри при помощи специального рифленого герметизирующего слоя, что выливается в дополнительную строчку в смете. Да и, кроме того, для того чтобы заменить упомянутые тысячи километров российских трубопроводов, сделанных из металла, понадобится не одно десятилетие. Поэтому в дело идут менее революционные идеи.

Фото: gidpokraske.ru

Если говорить о внешней коррозии трубопроводов, то на этот процесс влияют характеристики среды, которая непосредственно контактирует с трубой. Однако в данном случае речь идёт об изделиях большой протяжённости, так что проходят они через почвы различного состава и строения, различной влажности и аэрации. К тому же подземные линии укладываются на глубине, а значит рядом с ними всегда сохраняется влажность, а температура редко опускается ниже нуля. Всё это формирует особые требования к материалам и технологом защиты труб.

«Скорость коррозии трубопроводов зависит от химического состава перекачиваемой жидкости, её водородного показателя pH, а также процентного содержания воды в составе жидкости. Чем выше кислотность среды, тем больше скорость внутренней коррозии. В подобной ситуации трубы подвергаются как внутренней, так и внешней коррозии: от воздействия жидкости, протекающей по трубопроводу, и от грунта, в котором он находится. Основные разрушительные факторы воздействия — это блуждающие постоянные токи (от рельсового транспорта); блуждающие переменные токи (высоковольтные линии электропередач, ВЛЭП); грунт, в котором непосредственно находится трубопровод.

От места расположения трубопровода зависит, какие из перечисленных факторов будут оказывать на него наибольшее воздействие, а значит и какие участки будут наиболее подвержены коррозии», — поясняет специалист коммерческого отдела АО «ППМТС «Пермснабсбыт» Татьяна Гордеева.

 

Под изоляцией

В отрасли есть и ещё одна большая проблема — процесс, который получил название КПИ (коррозия под изоляцией). Этот факт рождает дополнительные требования к материалам.
«Трубопроводы, находящиеся в агрессивных климатических условиях, практически всегда покрываются изоляцией, которая обеспечивает их герметичность и позволяет минимизировать энергетические потери. Изоляция также позволяет обеспечить безопасность людей, находящихся рядом. Основным материалом при производстве труб является углеродистая сталь, которая при всех её преимуществах имеет один главный недостаток — низкая стойкость к коррозии. Подобный вид коррозии возникает при воздействии блуждающих токов.

Бороться с переменными токами возможно при помощи установки устройств защиты трубопровода; с постоянными — при помощи установки дренажных устройств», — говорит Татьяна Гордеева.

«В зависимости от типа коррозии нужны разные компоненты. Если коррозия кислородная, нужны кислород, который содержится в дисперсной влаге в воздухе, и благоприятная температура (от 0 до +12 °С). Для гальванической коррозии требуется, чтобы металлы были гальванически несовместимыми (например, железо и алюминий) и между ними мог пройти электрический ток. Сама по себе изоляция не сильно влияет на скорость коррозии, просто её характеристики могут усиливать неблагоприятные условия. Например, если вата намокнет, но на трубе будет избыточное количество влаги, это приведет к ускоренной коррозии. При этом, если температура трубопровода довольно высокая (свыше 15 °С), то и намокание уже не страшно, поскольку влага быстро испарится.
Наверное, единственный тип изоляции, напрямую влияющий на коррозию, это ППУ. Вода при контакте с ППУ окисляется. В итоге на поверхности трубы кроме кислородной агрессии ещё возникает и химическая», — уточняет Владимир Ладыжев.

Ваши варианты

Теоретически существует большое количество способов борьбы с коррозией. Условно их разделяют на пассивные и активные. Специалисты «Пермснабсбыт» выделяют два ключевых варианта.

«Наиболее популярными являются два способа: протекторная и катодная защита. Протекторная защита пассивна, ею нельзя управлять, она относительно недорогая и не требует никакого источника питания. Максимальный срок такой защиты — 10 лет. Катодная защита, напротив, управляема, требует источника питания, дороже относительно протекторной. При этом срок защиты вырастает до 35 лет», — объясняет Татьяна Гордеева.

К этому стоит добавить ещё один вариант — изоляционные покрытия. Их задача — предохранить металлические трубы от непосредственного контакта с грунтом. Здешняя классика — битумные продукты, которые могут похвастаться богатым опытом использования: такая технология применялась ещё для союзных трубопроводов. В ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии» битумно-мастичное покрытие включает в себя слой битумной либо полимерно-битумной грунтовки, два-три слоя битумной мастики, между которыми размещается слой армирующего материала (как правило, это стеклохолст или стеклосетка). Наружный слой — это защитная обёртка.
Из более современных вариантов можно назвать изоляцию на основе вспененного каучука. Специалисты Armacell (компании-производителя таких систем) говорят, что важным их преимуществом является наличие встроенного паробарьера, что имеет значение, когда дело касается защиты труб от КПИ. Многие нефтегазовые компании во всём мире уже испытали систему на практике.
Также в списке перспективных инновационных решений эпоксидные покрытия. Они очень популярны с США, Канаде, Великобритании и ряде других стран, однако в России их применение ограничивалось низкими температурами, при которых материал характеризуется низкой ударной прочностью. Однако в последние годы за рубежом все большее предпочтение отдаётся двухслойным заводским покрытиям на основе порошковых эпоксидных красок. Пять лет назад тюменский завод «Сибпромкомплект» запустил производство таких труб, и покрытие отлично показало себя на российских проектах в условиях вечной мерзлоты — например, на проекте ОАО «АК» Транснефть» нефтепроводе Заполярье-Пурпе. Сегодня специалисты относят технологию к одной из наиболее перспективных.

Текст: Кира Истратова

Новости по теме