Какие проблемы стандартизации существуют в области антикоррозионной защиты труб? Можете привести примеры?  

Для производителей и поставщиков лакокрасочных материалов и труб крайне важным и проблемным является вопрос разнообразия различных стандартов на одну и ту же продукцию. Например, в 2019 году в свет вышел ГОСТ 58346, содержащий в себе методы испытаний и технические требования к внутренним антикоррозионным покрытиям промысловых и насосно-компрессорных труб. При разработке данного стандарта был применен весь накопленный в отрасли опыт, а также учитывалось мнение широкого круга экспертов из среды научно-исследовательских институтов, производителей лакокрасочных материалов, производителей трубы с покрытием, нефтяных компаний, эксплуатирующих данные изделия. Несмотря на это, на сегодняшний день практически в каждой нефтяной компании введены собственные требования к внутренним антикоррозионным покрытиям, аттестация продукции по которым является обязательным условием для вхождения в реестр поставщиков соответствующей продукции. Подобное положение дел приводит к серьезному увеличению как финансовых, так и временных затрат производителей для вывода своей продукции на рынок. При этом стоит отметить, что зачастую требования и методы испытаний в различных стандартах практически идентичны, отличия носят незначительный характер. В связи с чем максимальная унификация требований и методов контроля является крайне важной задачей.

Также следует отметить такие стандарты, как ГОСТ 31445-2012, которые имеют внутренние противоречия и не соответствуют базовым стандартам. Юридически выполнение заказа по ГОСТ 31445-2012, как и выдача протокола соответствия невозможна, и подрядные организации, выполняющие работы по данному ГОСТ, попадают в сложные ситуации при сдаче. Всем производителям следует максимально критично рассматривать любую нормативную документацию.

Используете ли вы в своей работе нейросети и для каких целей?

Нейронные сети сегодня применяются повсеместно, в совершенно разных областях: в промышленности, финансах, образовании, медицине, развлечениях и т.д. Нейросеть способна облегчить жизнь и сэкономить время при выполнении различных рутинных задач, например, при обработке результатов испытаний и экспериментов и выдачи их в типовой форме.

Именно такие цели в настоящий момент времени мы стараемся достигать, используя обучающиеся нейронные сети. Помимо этого, мы находим применение методам машинного обучения при создании оборудования. Как пример могу привести разработанный нами программно-аппаратный комплекс по диагностике наружной поверхности труб большого диаметра, которая включает в себя оценку геометрических параметров трубы, а также выявление недопустимых дефектов ее поверхности. Нейронная сеть изначально обучается на большом объеме данных (альбомы дефектов), а в процессе работы продолжает повышать свою точность. Применение такого метода позволяет существенно повысить производительность по сравнению с традиционными способами проведения диагностики и дефектоскопии.

Помимо решения различных узких задач, в будущем я вижу применение нейронных сетей для прогнозирования эксплуатационных свойств защитных покрытий в различных условиях эксплуатации. Имея большой набор данных по физико-механическим свойствам покрытий в исходном состоянии, параметрам большого количества моделирующих испытаний, а также набор данных по изменению свойств покрытий в процессе этих воздействий, можно создавать модели, позволяющие прогнозировать поведение покрытий в заданных условиях. Решение подобных задач является одним из приоритетов в рамках прикладного применения нейронных сетей.

Если сравнивать российские и иностранные стандарты в области антикоррозионной защиты нефтепромысловых труб, то какие требования более жесткие?

По моему мнению, вопрос стандартизации в РФ проработан гораздо лучше, чем в любой другой стране – сказывается наследие СССР. Вопрос насколько наши документы жесткие, не совсем корректен. Я считаю требования к АКЗ нефтепромысловых труб необходимыми и достаточными, ведь на чаше весов всегда стоит с одной стороны стоимость, а с другой – ресурс изделия. При создании нормативной документации необходимо находить баланс, обеспечивающий безаварийную эксплуатацию в течение заданного периода, но без необоснованного запаса прочности.

Разница между отечественными и зарубежными нормативами кроется, как мне кажется, в различии подходов к обеспечению качества. На постсоветском пространстве (опять же благодаря работам, выполненным еще в СССР) наиболее распространена идеология запасов прочности для всего цикла эксплуатации, т.е. мы закладываем (по крайней мере, пытаемся) такие решения, которые без каких-либо операций будут работать столько, сколько назначил проектный институт. В США и странах, где внедрена система RBI, а также все страхуется, подход несколько иной. Больший упор делается на мониторинг, ингибирование и предиктивную аналитику. Чем лучше разработаны и внедрены данные механизмы, тем меньше страховые взносы, и, следовательно, меньше стоимость транспортировки продукта.

Основным документом, регламентирующим требования к внутренним покрытиям труб в США, является стандарт API 5L7. В качестве среды автоклавных испытаний регламентирован состав: 0,5% H2S, 5% CO2, 94,5% CH4. Испытания в такой среде нам хорошо знакомы, поскольку ранее они были заложены в ТТ ПАО «Сургутнефтегаз». Как показала практика, несмотря на повышенное давление и наличие сероводорода и углекислого газа испытания в такой среде проще, чем просто выдержка на воздухе. Наш ГОСТ 58346-2019 регламентирует выдержку в сероводороде с парциальным давлением 1 МПа, что является очень жестким тестом, однако, его успешное прохождение может гарантировать успешное применение покрытий в соответствующих нефтепромысловых средах.

Как, на Ваш взгляд, повлиял уход иностранных производителей ЛКМ на рынок АКЗ труб?

Я как патриот своей страны вижу в этом возможности для отечественных производителей. Однако, надо смотреть вглубь проблемы. Без собственного синтеза производства ЛКМ будут сопряжены с рисками, связанными с качеством закупаемого в Азии сырья, сроками логистики и трудностями оплаты за рубеж. Глобальной проблемы в снижении качества ЛКМ мы не увидели, хотя, надо признать, локальные проблемы существуют до сих пор. Для гармоничного развития производителей ЛКМ необходимы отечественные производители сырья, такие амбициозные, как ГК «Аттика», например. Однако, строительство заводов по производству эпоксидных смол или изоцианатов без государственной поддержки, либо поддержки корпораций, практически невозможно.

Вы много занимаетесь расследованием причин разрушения защитных покрытий. Можете назвать ТОП-3 причин разрушения ЛКП?

Действительно, на базе НПЦ «Самара» за все эти годы проведено большое количество работ по определению причин различных разрушений и накоплена достаточно большая статистика. Я не буду выделять конкретные причины разрушений, коих может быть немалое количество, а опишу комплексные причины, которые приводят к преждевременному выходу из строя труб с антикоррозионными покрытиями.

Первой причиной, которая можно привести к уменьшению срока службы покрытия по сравнению с ожидаемым, является неправильный выбор системы антикоррозионной защиты для конкретных имеющихся условий эксплуатации. Как известно, эпоксидные покрытия имеют ограничения по максимальной температуре эксплуатации, которая может варьироваться в широких пределах в зависимости от конкретной марки покрытия. Неправильный выбор покрытия по данному параметру может приводить к негативным последствиям в виде двух сценариев: при выборе покрытия с недостаточной температурной стойкостью для данных условий эксплуатации мы получаем сниженный срок службы и риск отказов, а при выборе покрытий с избыточным запасом по максимальной температуре эксплуатации получаем необоснованное удорожание продукции. Помимо этого, при выборе типа покрытия необходимо принимать во внимание осложняющие факторы, характерные для конкретного месторождения.

Второй важной причиной, приводящей к проблемам в ходе дальнейшей эксплуатации, является нарушение технологии нанесения покрытия. В первую очередь, речь идет о правильной подготовке поверхности трубы перед нанесением, что крайне важно для получения высоких значений адгезионной прочности покрытия.

Помимо этого, необходимо соблюдать и строго контролировать технологические режимы и параметры нанесения, такие как температура и время предварительного нагрева трубы, толщина слоя покрытия, температура и продолжительность полимеризации, с целью достижения физико-механических и эксплуатационных свойств покрытия, заложенных производителем материала.

Указанные выше причины в дальнейшем могут приводить к снижению срока службы и к разрушению покрытия по различным механизмам, будь то отслаивание покрытия под действием быстрых перепадов давления, либо образование продуктов коррозии под действием проникающих через покрытие коррозионных агентов, которые впоследствии разрушают адгезионные связи и приводят к разрушению антикоррозионной защиты.

В чем проявляется специфика условий эксплуатации защитных покрытий промысловых и насосно-компрессорных труб? Какой фактор эксплуатации оказывает наибольшее воздействие на покрытие?

Условия эксплуатации защитных покрытий при добыче и транспортировке сырой нефти являются уникальными.

Во-первых, это постоянный контакт с высокоминерализованной водой (ведь там, где обводненность низкая, коррозия практически не развивается, и эффект от антикоррозионных покрытий отсутствует). За счет водопоглощения полимерная основа пластифицируется, и фактическая температура стеклования уменьшается на 20-30 градусов от измеренной в исходном состоянии – этот факт часто является откровением для производителей, только заходящих на данный рынок.

Во-вторых, имеет место высокая коррозионная агрессивность, связанная с присутствием растворенных сероводорода и углекислого газа, обладающих высокой растворимостью в воде и высокой диффузионной способностью.

В-третьих, это возможные перепады давления, которые приводят к появлению эффекта декомпрессионного отслаивания.

И наконец, в-четвертых, отметим наличие осложнений, например, асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), которые требуют свойств, противоположных тем, которые характерны для антикоррозионных покрытий (например, для защиты от коррозии покрытие должно быть гидрофобным, а для защиты от АСПО – гидрофильным).

Выделить один доминирующий фактор не представляется возможным, речь всегда идет о сумме всех возможным осложнений.

В России наблюдается рост рынка порошковых покрытий. Каково Ваше мнение о качестве российских порошков и порошковой технологии в целом?

Производители порошковых материалов существуют в нашей стране очень давно. Данная отрасль продолжает развиваться.

Наряду с растущим спросом на применение трубной продукции с внутренними защитными покрытиями, мы имеем огромный опыт применения порошковых покрытий отечественных производителей на месторождениях нашей страны. С учетом исключения ошибок при нанесении и выборе покрытия, описанных выше, опыт этот безусловно положительный, что говорит о том, что продукция отечественного производства весьма конкурентоспособна.

Одной из главных проблем и основным вызовом для производителей порошковых материалов является отсутствие сырья отечественного производства, в частности, эпоксидной смолы. Как мы понимаем, от качества сырья напрямую зависит качество конечного продукта и его эксплуатационные свойства, в том числе максимальная температура эксплуатации, эластичность, а также другие свойства. В существующих реалиях производители вынуждены искать замену сырью общепринятых лидеров рынка, проводить огромную работу по доработке рецептур своей продукции. Безусловно, на данный момент не все проблемы решены, например, есть сложности с высокотемпературными материалами отечественного производства. Но рост рынка антикоррозионных покрытий, а также уход ряда иностранных игроков является хорошим стимулом для развития отечественных компаний.

В каких случаях для АКЗ нефтепромысловых труб целесообразно применять жидкое покрытие, а в каких – порошковое?

При выборе системы антикоррозионной защиты в первую очередь необходимо обращать внимание на те эксплуатационные условия, в которых планируется применять защитное покрытие.

Классические жидкие эпоксидные покрытия в процессе нанесения проходят процесс полимеризации при комнатной температуре, либо при температуре, не превышающей 60 градусов, для ускорения процесса сушки. Отсутствие этапа полимеризации покрытия при высоких (180-200 градусов) температурах безусловно делает его более предпочтительным с финансовой точки зрения, но при этом, например, максимальная температура эксплуатации таких систем значительно уступает порошковым покрытиям.

Как я отмечал ранее, при выборе системы защиты необходимо исходить из принципа необходимости и достаточности, чтобы избежать необоснованного удорожания закупаемой продукции. Например, использование дорогих высокотемпературных порошковых материалов, рассчитанных на эксплуатацию при температурах до 130 градусов, при защите трубопроводов, по которым транспортируется флюид, температура которого не превышает условные 40 градусов, является крайне нерациональным решением.

Стоит отметить, что в настоящее время применяются жидкие покрытия, в технологической цепочке нанесения которых применяют печи полимеризации с температурами, сопоставимыми с теми, которые используются при нанесении порошковых материалов, что позволяет получать более высокие эксплуатационные характеристики жидких покрытий.

Среди тех, кто сталкивался с судебной экспертизой лакокрасочных покрытий, существует мнение, что экспертиза – это своего рода лотерея. Сторонники этой точки зрения считают, что привлеченный эксперт может быть аттестован по всем правилам, но при этом быть не слишком компетентным в плане знаний и опыта. Согласны ли Вы с таким мнением, и что, по Вашему мнению, определяет портрет идеального эксперта?

Что такое по сути эксперт? Это человек, обладающий знаниями и опытом в той области (в нашем случае – промышленности), к которой относится объект экспертизы. Это ключевой момент. И поскольку экспертная деятельность в России не лицензируется, то экспертом вполне легитимно может быть как человек с профильным образованием, но не обладающий достаточными знаниями, так и человек, всю жизнь проработавший в нужной отрасли и имеющий богатейший опыт.

В ходе проведения экспертизы применяются объективные методы оценки соответствия лакокрасочного покрытия требованиям нормативно-технической документации, такие как толщина покрытия, диэлектрическая сплошность, адгезионная прочность и другие. Но выбор методов исследования, а самое главное интерпретация результатов, остается за экспертом.

Поэтому совершенно точно можно сказать, что эксперт должен обладать как базовыми знаниями, касающимися физической природы защитных покрытий, их физико-механических характеристик, методов контроля, так и иметь полное представление об условиях эксплуатации покрытий, понимать, какие факторы воздействуют на покрытие, как они влияют на его характеристики, какие существуют механизмы разрушения покрытий и от чего они зависят, знать все особенности технологии нанесения покрытий, на что влияют те или иные отклонения в ходе производственного процесса. Все вышеперечисленное может дать только богатый опыт эксперта.

При этом я достаточно скептически отношусь к различным союзам экспертов и палатам. Покупка красивого сертификата не делает человека специалистом своего дела. Не стоит бояться задавать эксперту вопросы: чем точнее будут его ответы со ссылками на нормативные документы, на аналогичный опыт и научные работы, тем выше компетенция эксперта.