Коррозией можно управлять
Группа ученых-практиков и сотрудников ГУП "ИПТЭР" разработала систему мониторинга коррозии трубопроводов, позволяющую предохранять их от разрушения
Человек начал бороться с коррозией с момента выплавки первого куска железа. Само слово произошло от позднелатинского corrosio - разъедание. Особенно крупный ущерб народному хозяйству приносит коррозия металлов - их самопроизвольное разрушение в природных и технологических средах. В результате мы теряем в год до 10 процентов выплавляемых черных металлов - выбрасывается на ветер результат труда миллионов людей, большой урон наносится окружающей среде. Эта проблема остается весьма актуальной и для России, где нефтяная и газовая промышленность является базовой валютообразующей отраслью топливно-энергетического комплекса. Надежность в нефте- и газодобыче и трубопроводном транспорте во многом определяет непрерывность функционирования большинства отраслей народного хозяйства. В нефтегазовой отрасли России и стран СНГ эксплуатируется более 300 тысяч километров магистральных нефте- и газопроводов и сотни тысяч километров промысловых трубопроводов различного назначения (в ОАО "АНК "Башнефть" протяженность промысловых трубопроводов превышает 20 тыс. км), более половины из них имеют возраст 15 - 20 лет. При трубопроводном транспорте нефти и газа ежегодно происходит более 100 крупных аварий. Особенно велика аварийность на внутрипромысловых трубопроводах - около 75 тысяч в год. Высокая аварийность приводит к большим потерям нефти и значительному экологическому ущербу.
Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов (ГУП "ИПТЭР") АН РБ и Министерства промышленности и энергетики РФ - ведущая научно-исследовательская организация по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту системы трубопроводного транспорта России и стран СНГ - выдвинуло на соискание Государственной премии Республики Башкортостан в области науки и техники уникальную работу группы ученых-практиков и сотрудников ГУП "ИПТЭР" "Система мониторинга коррозии трубопроводов нефтегазодобывающего предприятия". На днях в ИПТЭР состоялся "круглый стол", на котором обсуждалось научно-практическое значение этой работы. В нем приняли участие доктор технических наук директор филиала "Уфагаз" ОАО "Газ-Сервис", заведующий отделом ГУП "ИПТЭР" А. С. НАДРШИН, кандидат технических наук исполнительный директор ОАО "АНК "Башнефть" Е. Н. САФОНОВ, доктор технических наук генеральный директор АНПО "Нефтегазтехнология" Н. А. ХИСАМУТДИНОВ, заведующий отделом ГУП "ИПТЭР" А. Т. ФАРИТОВ, кандидат технических наук, главный специалист начальник испытательной лаборатории института Л. П. ХУДЯКОВА, заместитель заведующего отделом института Ю. Г. РОЖДЕСТВЕНСКИЙ. Предлагаем вниманию наших читателей выдержки из выступлений участников обсуждения.
Альберт Надршин:
- Открывая обсуждение темы, я хотел бы напомнить, что повышение безопасности и надежности трубопроводов остается актуальнейшей задачей как для системы "Транснефти", так и для системы "Газпрома", для всех нефте-, газодобывающих компаний страны. То, что данная не имеющая аналогов система мониторинга родилась именно в стенах ИПТЭР, возглавляемого доктором технических наук, профессором, академиком АН РБ Асгатом Галимьяновичем Гумеровым, в очередной раз доказывает: нефтяная наука в Башкортостане развивается, несмотря на трудности переходного периода, институт остается флагманом в проведении фундаментальных и прикладных исследований в области транспорта энергоресурсов. Впервые в отечественной практике разработана и внедрена в производство система мониторинга коррозии (СМК) трубопроводов нефтегазодобывающего предприятия, представляющая собой комплекс технических, методических, программных средств и организационных мероприятий, служащих средством информационного обеспечения при оценке опасности коррозии, планировании мероприятий по ее предупреждению и оценке эффективности применяемых мер защиты.
Айрат Фаритов: - Что представляет собой система мониторинга коррозии трубопроводов? В основу создания СМК нами положены следующие принципы: индивидуальный подход к каждому трубопроводу на основе составления электронных паспортов всех трубопроводов предприятия; научно обоснованный выбор места установки узлов контроля коррозии, заключающийся в использовании математических моделей для определения участков наиболее вероятного развития коррозии на основе данных о гидродинамике потоков и физико-химическом составе сред; использование программного обеспечения для комплексного анализа данных, получаемых с узлов контроля коррозии, в их взаимосвязи с гидродинамикой потоков, физическими и химическими свойствами транспортируемых сред и реальной аварийностью.
Основными элементами СМК являются: технические устройства марки "Моникор", то есть соответствующие приборы, датчики и устройства для установки датчиков в необходимых местах; сетевой программный комплекс "Экстра", позволяющий проводить паспортизацию трубопроводов, анализ и поиск корреляционных и прогнозных зависимостей по данным с технических устройств марки "Моникор"; методическое обеспечение "Регламент коррозионного мониторинга", позволяющее проводить запланированные мероприятия с наименьшими силами и максимально достоверно. На все элементы СМК разработана конструкторская и технологическая документация.
Юрий Рождественский:
- На мой взгляд, отличительная черта системы в том, что помощь в защите от коррозии в каждом конкретном случае оказывается адресной. Сама система мониторинга коррозии начинается с электронной паспортизации каждого трубопровода, поэтому все наблюдения относятся к конкретному объекту.
Коротко о назначении и возможностях составляющих СМК.
Датчики предназначены для генерации электрического сигнала, пропорционального скорости коррозии данного металла в данной коррозионной среде. Индикаторы коррозии марки "Моникор" позволяют измерять скорость коррозии с точностью до 0, 001 мм/год с датчиков в течение одной минуты.Индикаторы имеют автономное питание и могут эксплуатироваться при температуре до минус 400С. Последние модификации приборов имеют встроенное устройство, запоминающее измеренные через заданные промежутки времени значения скорости коррозии. Приборы могут быть установлены в общую систему телеметрии (в том числе и по радиоканалу) предприятия с выводом показаний скорости коррозии на пульт диспетчера в режиме реального времени.
В базе данных программы "Экстра" хранятся и доступны для анализа все технические данные по каждому трубопроводу предприятия, сведения об отказах каждого трубопровода, данные о составе и физических свойствах транспортируемых сред, результаты проведенных диагностических работ и многое другое. Заложенные в программу методики позволяют рассчитать структуры потоков газожидкостных и водно-нефтяных смесей, которые определяют возможность и места протекания внутренней коррозии трубопроводов. Знание таких мест позволяет расположить в них датчики скорости коррозии и определить ее фактическое значение, выражаемое глубиной проникновения коррозии в единицу времени. Программа позволяет визуализировать результаты измерений в виде различного вида диаграмм и графиков, построить схемы расположения трубопроводов предприятия, рассчитать прогнозные значения скорости коррозии и т. д. В целом программа обеспечивает работников служб, занимающихся эксплуатацией трубопроводов, информацией, необходимой для принятия управленческих решений.
Евгений Сафонов:
- На нефтяных промыслах нашей республики эксплуатируются 27 тысяч километров трубопроводов для перекачки сырой нефти, газа, отделяемой от нефти воды (больше половины длины экватора! ). К сожалению, на трубопроводах нередко возникают аварийные ситуации. Более чем в 90 процентах случаев причиной инцидентов является внутренняя коррозия трубопроводов. Каждая авария - это прямой экономический ущерб для нефтедобывающего предприятия, складывающийся из затрат на ремонт трубопроводов и штрафных санкций за загрязнение окружающей среды нефтью, высокоминерализованной водой, газом.
Для борьбы с коррозией применяется много методов. Это использование для строительства трубопроводов новых устойчивых в наших средах материалов, предотвращение доступа кислорода в транспортируемые среды, предварительный сброс воды, регулирование скорости движения жидкости по трубам, покрытие поверхностей трубопроводов изолирующими материалами, протекторная, катодная защита. Внедрение всех этих и других новшеств требовало регулярного наблюдения за их эффективностью, то есть мониторинга, который мы начали внедрять в 1997 - 1998 годах. Сегодня благодаря разработке башкирских ученых - "Системе мониторинга коррозии трубопроводов нефтегазодобывающего предприятия" - мы можем управлять системой защиты трубопроводов и оборудования на любом этапе. Ведь коррозия начинает свое пагубное действие с момента, как жидкость с пласта выходит на поверхность и через узлы учета доходит до нефтепарка и движется дальше. Теперь у нас появились "глаза и уши": система мониторинга позволяет вовремя получить правильную информацию и правильно ею воспользоваться. Она дает возможность нейтрализовать влияние коррозии, правильно распределяя объем дозирования реагентов - ингибиторов коррозии, стоимость которых сегодня дошла до 40 тыс. рублей и выше за тонну. У нас в каждом управлении нефтедобычи есть специальная группа коррозии (как правило, под руководством главного технолога), которая занимается внедрением системы мониторинга и оптимизацией ее работы.
Весь комплекс этих мер позволил нам сократить количество порывов с 11000 в год в 1991 году до 300 в настоящее время и получить общий экономический эффект в 130 млн. рублей.
Лариса Худякова:
- Приходится констатировать, что этим делом государственной важности сегодня в основном занимаются только частные компании: они не хотят терять деньги из-за коррозии и, заказывая у проектных институтов проект на разработку нового месторождения или реконструкцию старого, требуют включить раздел по антикоррозионной защите и обязательному мониторингу коррозии. Наша система мониторинга включена в проекты практически всех крупнейших российских компаний. В том или ином объеме работа используется всеми предприятиями АНК "Башнефть". Из других компаний, активно эксплуатирующих систему, можно назвать "Варьеганнефть", "Белкамнефть", "Лукойл-Пермь", "Оренбургнефть", НГДУ "Комсомольскнефть" ("Сургутнефтегаз"), "Сибнефть - "Ноябрьскнефтегаз", "ТНК-Нягань", Нижневартовское нефтедобывающее предприятие, корпорацию "Югранефть", "Самотлорнефтегаз", "Юганскнефтегаз". Программный комплекс, как связующий элемент системы контроля коррозии, внедрен также в СП "Вьетсовпетро". Немаловажно и то, что почти вся материальная часть системы - приборы, датчики, аппаратура и прочее - производится у нас в Башкортостане. Добавим, что систему можно адаптировать для любого предприятия, эксплуатирующего трубопроводы и имеющего проблемы с коррозией, - ЖКХ, водоснабжения, газоснабжения.
Наиль Хисамутдинов:
- Оценивая значение созданной башкирскими учеными системы мониторинга, я бы выделил несколько экономических проблем, которые она успешно решает. Прежде всего, это, конечно, существенное сокращение потерь металла. Во-вторых, увеличиваются сроки эксплуатации оборудования. В-третьих, сводится на нет упущенная выгода. И, наконец, сокращаются затраты на ликвидацию аварий и объемы загрязнения окружающей среды. Последнее, пожалуй, важнее всего прочего - ведь зачастую оценить размеры экологического ущерба в рублях просто нельзя. Отсюда и цена вопроса. Конкретную заслугу разработчиков этой уникальной системы защиты трубопроводов я вижу в том, что они создали не только материальную часть системы - электронные датчики коррозии и прочее необходимое оборудование, но и сложную компьютерную программу, позволяющую прогнозировать коррозию по данным гидродинамики трехфазных потоков, производить анализ полученных данных, включая данные, полученные с датчиков коррозии, и фактической аварийности в комплексе с данными по материальному оформлению трубопроводов и коррозионно-гидравлическим параметрам перекачки. Это огромная работа, и она должна быть оценена по достоинству.
