Производство обогатительного оборудования
Узнать больше Свернуть
Развернуть

Более подробно с ассортиментом нашего оборудования вы можете ознакомиться на нашем сайте в разделе «Каталог», видеорепортаж о монтаже грохотов доступен в разделе «Проекты».

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Полимеры или сталь: за чем будущее?

27.10.2021

Долгое время нефтехранилища из стали безраздельно господствовали на рынке нефтяных резервуаров. Однако в последние годы на рынке появились новые предложения — мягкие резервуары.

Сейчас, когда по мере истощения старых месторождений добыча нефти с каждым годом всё больше смещается в малонаселённые или вообще безлюдные районы с крайне суровыми климатическими условиями, к оборудованию нефтегазового комплекса стали предъявляться ещё более суровые требования.

Готовы ли стальные резервуары ответить на вызовы времени или на рынке нефтехранилищ грядёт революция?

Полимеры или сталь: за чем будущее?
Фото: media.gazprom-neft.ru

«Резервуары Шухова» — родом из России

Нефть в России добывают уже много десятилетий, но долгое время из-за низкого уровня развития технологий ценность её была не так высока. Неудивительно, что о сохранности добытого сырья не слишком переживали. Первые нефтехранилища выглядели как ямы глубиной 4-5 метров. Полы в них делали из глины, а сверху их накрывали каменными сводчатыми крышами.

Ситуация изменилась во второй половине XIX века. Роль нефти в жизни человечества возросла, стало ясно, что имеющиеся способы хранения неэффективны — слишком велики потери. Возникла идея перейти от  камня к металлу. В 1878 году в Баку завершили строительство нефтепровода, составной частью которого стало первое в  мире цилиндрическое нефтехранилище.

А в 1883 году в журнале «Инженер» вышла статья Владимира Шухова «Механические сооружения нефтяной промышленности», где автор обосновал преимущества цилиндрической формы перед прямоугольной при строительстве нефтехранилищ. Главное из них — экономия металла, так как круг при большой площади имеет меньший периметр.

«Современные цилиндрические резервуары-нефтехранилища и сейчас строят по основным принципам, разработанным Шуховым. Именно на основе этой технологии и базируется всё современное представление о правильном хранении нефтепродуктов. Разумеется, качество используемой стали заметно улучшилось, а  вместо заклёпок — сварка, но цилиндрические резервуары по-прежнему являются неотъемлемой частью любого нефтехранилища», — рассказывает инженер-конструктор ООО «ПК «ТМК» Олег Кокорин.

Сложно переоценить инженерный гений Владимира Шухова и его вклад в  развитие нефтедобычи. Тем не менее возникает вопрос: насколько эффективна технология, которой уже почти полтора века, в новых условиях?

Насколько резервуары Шухова готовы выдержать экстремальные климатические и сейсмические нагрузки в новых регионах нефтедобычи и соответствовать возросшим требованиям экологической и пожарной безопасности?

Александр Орлов, руководитель направления «Антикоррозия» завода профессиональных строительных материалов Universum
Александр Орлов, руководитель направления «Антикоррозия» завода профессиональных строительных материалов Universum

«Добыча нефти движется в районы Крайнего Севера. Возведение хранилищ нефти производится в суровых климатических условиях. Это обстоятельство диктует технические задания, которым должны удовлетворять сооружения.

Сегодня производство резервуаров происходит на специализированных заводах, заготовки резервуаров: металлоконструкции и загрунтованные рулоны наружной обшивки — монтируются на объекте. Используются многослойные обшивки с различными видами изоляции для разных технических заданий. Герметичность, антикоррозионная защита — основополагающие технические параметры при проектировании».

Резервуары XXI века — какие они?

Современные нефтехранилища разительно отличаются от своих предшественников второй половины XIX века. Улучшения произошли по всем фронтам. Начнём с того, что выросло качество самой стали.

«Сталь, которую используют при производстве металлоконструкций, должна удовлетворять целому ряду технических условий и стандартов, проекту КМ, а также единым требованиям ГОСТ 31385 и ПБ03 605. Кроме этого, по требованию заказчика возможно применение стали, соответствующей госстандартам других стран, а также международным стандартам. Однако, при этом характеристики и качество металла обязаны быть не ниже требований, рекомендованных ГОСТ 31385 и ПБ03 605», — подчёркивает Олег Кокорин.

На современных производствах серьёзное внимание уделяют качеству сварных швов. Ручной труд здесь уходит в прошлое, в ходу автоматическая сварка под слоем флюса при помощи ЧПУ-оборудования. Качество такого шва значительно выше.

«Появились методы контроля сварных швов: ультразвуковой, радиографический, методы испытания резервуаров. Это гарантирует заказчику, что конструкция резервуарного оборудования будет максимально надёжной», — продолжает руководитель «СтройМК» — Сосновоборский завод металлоконструкций и резервуарного оборудования» Павел Сачков.

Производители стремятся учитывать тот факт, что нефтедобыча в России всё больше смещается в районы Крайнего Севера. Павел Сачков отмечает, что для обогрева резервуаров используются электро- и самогреющие кабели, может быть предусмотрено утепление с помощью различных материалов: минеральной ваты, пенополиуретана и т. д. Сверху дополнительно наносится укрывной слой в виде оцинкованного листа.

Современный резервуар в обязательном порядке оснащают различным оборудованием: насосами, клапанами, сигнализаторами уровня и т. д. Если сравнивать современные нефтехранилища и те, что строились в XIX веке, то общей будет только сама концепция, в остальном детище Владимира Шухова за эти годы изменилось до неузнаваемости.

Полимеры или сталь: за чем будущее?
Фото: media.gazprom-neft.ru

Война с коррозией

Одним из недостатков металлических конструкций является естественная коррозия. Сама по себе нефть не  вызывают коррозии, опасны содержащиеся в ней примеси. Отметим, что нефть, добытая на различных месторождениях, может существенно отличаться по физико-химическому составу и свойствам, в  том числе по  содержанию коррозионно-агрессивных компонентов. Однако специалисты обращают особое внимание на содержание общей серы.

«Выбор такого показателя вполне оправдан, т. к. при термической переработке, особенно сернистых нефтей, выделяется продукт их деструкции — свободный сероводород. Поэтому, чем больше в нефти сернистых соединений, тем коррозионно-агрессивнее будут продукты её переработки. Если сероводород отсутствует, коррозионная агрессивность обводнённой нефти даже в присутствии кислорода заметно снижается», — поясняет Олег Кокорин.

Война с коррозией металла идёт с  начала железного века, и, хотя до полной победы ещё далеко, определённые успехи на этой ниве достигнуты. Грунтование и окрашивание значительно продлевают жизнь металла даже в неблагоприятных условиях.

Впрочем, и в части лакокрасочных работ прогресс не стоит на месте. Так что современные резервуары значительно устойчивее к коррозии, чем их предшественники.

«Производители минимум раз в пол-года-год выводят на рынок новые продукты, которые позволяют на более долгий срок защитить металл от коррозии и продлить срок службы резервуаров. Раньше резервуар достаточно было сварить, почистить, обезжирить, обеспылить, покрасить простым грунтом.

Сегодняшние требования к подготовке поверхности для резервуара максимально высоки: дробеструйная очистка до степени SA 2,5, чтобы адгезия лакокрасочного материала с поверхностью резервуара была максимальной. Для покраски резервуара требуется дорогостоящее специализированное оборудование, настроенное на определённую «сплошность» и толщину лакокрасочного покрытия», — рассказывает Павел Сачков.

Павел Сачков, руководитель "СтройМК» — Сосновоборский завод металлоконструкций и резервуарного оборудования»
Павел Сачков, руководитель «СтройМК» — Сосновоборский завод металлоконструкций и резервуарного оборудования»

«Металлургические заводы работают над тем, чтобы создать сталь с как можно более высокими прочностными характеристиками. При этом повышаются физико-химические и технические характеристики, чтобы уменьшить толщину стенки листового и профильного металлопроката с сохранением функций переноса повышенных нагрузок».

С чем сравниваем?

В последние годы у металлических нефтехранилищ появился конкурент. Создание полимерных материалов нового поколения дало возможность в  XXI веке производить мягкие резервуары.

Сегодня такие конструкции, выполненные из специальных полимеров, устойчивы к низким и высоким температурам и воздействию агрессивных веществ, отличаются высокой прочностью, долговечностью и малой, по сравнению с металлическими аналогами, массой.

Кроме этого, сторонники этой технологии отмечают, что мягкие резервуары дешевле в установке, а благодаря компактности их можно перевозить с места на место.

«Например, для организации склада горючего на 3 000 м3 потребуется 3 вертикальных резервуара из стали объёмом 1 000 м3. Вес одного резервуара составляет 33,7 т. Таким образом, общий вес склада превысит 100 т. Чтобы доставить на место такой объём металлических конструкций, потребуется от 3 до 5 ж/д платформ.

Для организации полевого склада горючего аналогичного объёма потребуется 12 полимерных эластичных резервуаров ПЭР-250Н, объёмом 250 м3. Вес одного резервуара составляет 500 кг, а весь склад будет весить всего 6 т! В сложенном виде резервуар ПЭР-250Н умещается в ящик размером 1,6х1,4х1,1 м. Для того чтобы доставить к месту развёртывания полевого склада все 12 резервуаров, хватит одного грузового автомобиля. Либо весь склад горючего можно перевезти на подвесе вертолета.

Это особенно важно при работе в труднодоступных местах, в условиях отсутствия транспортной инфраструктуры и удалённости ж/д путей», — приводит пример научный руководитель НПФ «Политехника» Игорь Барышев.

Полимеры или сталь: за чем будущее?
Фото: media.gazprom-neft.ru

Утечек нефти не допустим!

Ещё один важный критерий — насколько эффективно хранилище предотвращает потери нефти. И если разлив нефти — это форс-мажор, который случается редко, то потери из-за испарения — обыденное дело.

«Наиболее часто возникают потери нефтепродуктов в резервуарах из-за их испарений. В течение года этот процесс становится причиной утраты более 100 000 тонн бензина на АЗС. Всего общие потери нефти и нефтепродуктов оцениваются в пределах 7% от общего объёма добычи в стране»,  — приводит неутешительные цифры Олег Кокорин.

Как с этим бороться? В случае со  стальными резервуарами самый простой способ — организовать подземные нефтехранилища. Это позволит сократить объём испарений в 8-10 раз, утверждает Олег Александрович. Также в отрасли разработали альтернативные способы сокращения потерь.

Среди них — использование конструкций с плавающей крышей; полное заполнение резервуаров; установка ёмкостей максимальной вместимости; монтаж диска-отражателя, изменяющего направление течения воздуха; обустройство газовой обвязки; применение специального оборудования для конденсации.

Впрочем, здесь мягкие резервуары имеют изначальное преимущество в  силу своих конструктивных особенностей. Эластичные резервуары не дают потерь на дыхание, образования подтоварной воды, не вступают во взаимодействие с ГСМ.

«Резервуары из TPU полностью герметичны, инертны к нефтепродуктам, имеют низкую диффузию и сравнимую с прочностью грузовой стропы прочность на разрыв», — рассказывает Игорь Барышев.

Мягкие резервуары не имеют фундамента и потому более безопасны с  точки зрения сейсмики. Ещё одна потенциальная угроза — таяние вечной мерзлоты и движение грунта — для них тоже не так опасна, в отличие от  металлических собратьев. Именно эта причина повлекла за собой трагедию в Норильске, когда из-за просадки фундамента под резервуаром с дизельным топливом вытекло почти все его содержимое.

Олег Кокорин, инженер-конструктор ООО «ПК «ТМК»
Олег Кокорин, инженер-конструктор ООО «ПК «ТМК»

«Одна из особенностей экономической эффективности нефтяных резервуаров заключается в том, что значение имеет не экономия материала на изготовление или снижение себестоимости, а уровень сокращения потерь от испарения.

То есть если экономия стали или сметной стоимости составит несколько тысяч рублей, то сокращение потерь нефтепродуктов позволяет сэкономить десятки или сотни тысяч рублей. Это заключение можно сделать из общего количества потерь нефти и нефтепродуктов, которое оценивается в пределах 7% от объёма добываемой нефти в стране и составляет миллионы тонн. К тому же борьба с потерями нефти и нефтепродуктов имеет большое значение для защиты окружающей среды и общества в целом».

Игорь Барышев, научный руководитель НПФ «Политехника»
Игорь Барышев, научный руководитель НПФ «Политехника»

«На сегодняшний день применение эластичных резервуаров для хранения нефти — это мировой тренд, решение доказало свою эффективность. Использование мягких резервуаров позволяет значительно сэкономить средства на обустройство топливного склада и времени на его возведение.

Использование складов горючего на основе полимерных резервуаров помогает сократить время пуска объекта на полгода-год, увеличивает эффективность работ, проводимых в труднодоступных районах, в том числе в районах Крайнего Севера, даёт предприятию конкурентное преимущество за счёт колоссальной экономии времени, средств и рабочей силы».

Каждый найдёт покупателя

Так что же, за мягкими резервуарами будущее? С этим согласны не все.

«Сталь остается основным конструкционным материалом для изготовления хранилищ нефти и  нефтепродуктов. Её преимущества  — ремонтопригодность, экономичность, скорость монтажа. Недостатки — процесс коррозии стали необратим, его можно лишь замедлить. Конечно, прогресс в использовании новых конструкционных материалов невозможно отрицать. Но на  сегодняшний день соотношение цена и свойства на стороне традиционных материалов»,  — считает руководитель направления «Антикоррозия» ООО «Пластик-Строймаркет» (завод стройматериалов Universum) Александр Орлов.

Впрочем, как раз стоимость можно рассматривать как одно из преимуществ мягких резервуаров. И ситуация может ещё изменится в их пользу, учитывая общемировую тенденцию к подорожанию металлических конструкций.

Главным препятствием для  мягких резервуаров в их экспансии на рынке является скорее инерция мышления большинства руководителей, которые привыкли доверять больше стальным нефтехранилищам — таково мнение производителей мягких резервуаров.

Полимеры или сталь: за чем будущее?

Много белых пятен и  в законодательстве отаких решениях. По большому счёту его ещё предстоит создать. Так, пока никак не регламентирована возможность перевозки нефти в полимерных резервуарах. Однако контролирующие органы предпочитают исповедовать принцип «Что не разрешено, то запрещено». Это также накладывает свой отпечаток на темпы внедрения эластичных резервуаров.

Впрочем, даже на солнце есть пятна, что уж говорить о технологии, созданной человеком. Если говорить о недостатках мягких резервуаров, то в первую очередь это большая площадь, которую они занимают и меньший, чем у стальных аналогов, срок службы. Также потенциальным покупателям обязательно стоит задать вопрос, из какого материала изготовлен резервуар?

«Для производства эластичных резервуаров разные производители применяют различные материалы. И в борьбе за коммерческую выгоду — иногда в ущерб надёжности и  безопасности готовой продукции. Например, химический состав ткани резервуара для хранения нефти напрямую влияет на его морозоустойчивость.

Для регионов с крайними значениями климатических параметров необходимо использование резервуаров из 100-процентного термополиуретана. ПВХ и смесевые материалы ПВХ/TPU включают в свой состав масла, которые вымываются топливом, после чего оболочка становится хрупкой, что приводит к её обрушению даже при минимальных снеговых нагрузках», — предупреждает Игорь Барышев.

Подводя итоги, можно предположить, что стальные и мягкие резервуары ещё долго будут делить рынок. При этом они, скорее всего, получат наибольшее распространение на отдалённых месторождениях, где в полной мере скажутся их конкурентные преимущества: компактность, удобство монтажа, возможность транспортировки. Эластичные резервуары идеально подойдут для оборудования временного или передвижного склада.

В то же время консерватизм отрасли и непроработанное законодательство, по всей видимости, не дадут мягким резервуарам захватить весь рынок. Продолжится и модернизация стальных резервуаров за счёт повышения качества проектирования и  сборочно-монтажных операций, что позволит им ещё долго удовлетворять запросы рынка.


Текст: Андрей Халбашкеев


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №5, 2021

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Еще по теме
производство шин
Шины для спецтехники – качество, проверенное в деле
Горная промышленность
буровой станок Нива Холдинг
Станок СБШ-250-40 ДГ «Универсал» от «Нива-Холдинг»:...
Горная промышленность
«Rusmine Engineering»
Автоматизированные насос-гидроциклонные установки WERMAX...
Угольная промышленность
Экскаваторы Shantui – прогрессивный уровень строительных...
Горная промышленность
обогатительная фабрика
Эффективность переобогащения промпродукта на фабриках
Горная промышленность
компакторы Shantui
Компакторы Shantui – шаг вперед в работе на полигонах ТКО
Универсальные решения
Hyundai HX340SL
Hyundai HX340SL: экскаватор на все случаи жизни
Горная промышленность
светодиодные фары для спецтехники
Фары RIGID: новая линейка MINING D-XL
Горная промышленность
Рудник Урала 2021
Перейти к проекту →
цифровизация
Почему и как ERP может привести ваш бизнес к цифровой...
Универсальные решения
Hyundai R60-9S
Мал, да удал: гусеничный экскаватор Hyundai R60-9S
Горная промышленность
производство Маккаферри
Управлять качеством: методы «Маккаферри»
Универсальные решения
СЗМ НАО "НИПИГОРМАШ"
Новая шахтная СЗМ НАО «НИПИГОРМАШ»: сделано на Урале
Горная промышленность
ОЕМ запчасти
Element заменяет OEM-производителей частей для горного...
Горная промышленность
5 причин в пользу оригинальных запчастей и ходовой части...
Горная промышленность

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Рудник Урала 2021
Главные события выставки «Рудник Урала-2021» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их...
В помощь шахтёру
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Смотрите главные события выставки «Рудник Урала-2021» на dprom.online Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.