geosynthetic materials 2012

Возможности и перспективы применения композиционных и Возможности и перспективы применения композиционных и геосинтетических материалов для снижения аварийности геосинтетических материалов для снижения аварийности

магистральных трубопроводовмагистральных трубопроводов

Possibilities and prospects of composites and geosynthetic materials Possibilities and prospects of composites and geosynthetic materials to reduce the accident rate of the main pipelinesto reduce the accident rate of the main pipelines

А.В. Корнеев, руководитель Центра проблем энергетической А.В. Корнеев, руководитель Центра проблем энергетической безопасности Института США и Канады РАНбезопасности Института США и Канады РАН

Москва, 2012.Москва, 2012.

Семинар «Инновационные технологии и решения на основе композиционных материалов. Успешные Семинар «Инновационные технологии и решения на основе композиционных материалов. Успешные примеры внедрения в организациях нефтегазового комплекса», международная выставка примеры внедрения в организациях нефтегазового комплекса», международная выставка

«НЕФТЕГАЗ-2012». Москва, 26«НЕФТЕГАЗ-2012». Москва, 26 июняиюня 2012 г 2012 г..

2.Безопасность трубопроводных сетей.

Общая протяженность магистральных нефте- и газопроводов в России достигла Общая протяженность магистральных нефте- и газопроводов в России достигла 220 тыс. км, промысловых - около 400 тыс. км и распределительных газопроводов 220 тыс. км, промысловых - около 400 тыс. км и распределительных газопроводов - 385 тыс. км. На газопроводы приходится 165 тыс. км., на нефтепроводы – 55 - 385 тыс. км. На газопроводы приходится 165 тыс. км., на нефтепроводы – 55 тыс. км. Природный газ, нефть и нефтепродукты поставляются по трубопроводам тыс. км. Природный газ, нефть и нефтепродукты поставляются по трубопроводам в 25 стран СНГ и Европы. в 25 стран СНГ и Европы.

Трубопроводные системы занимают 35% территории страны Трубопроводные системы занимают 35% территории страны c 6c 60% населения. В 0% населения. В европейской части тысячи зданий и сооружений находятся в опасной близости от европейской части тысячи зданий и сооружений находятся в опасной близости от магистральных трубопроводов, 15 тыс. раз магистрали пересекают железные и магистральных трубопроводов, 15 тыс. раз магистрали пересекают железные и шоссейные дороги, 2 тыс. раз - реки, каналы и озера.шоссейные дороги, 2 тыс. раз - реки, каналы и озера.

Газопроводы со сроком службы более 20 лет составляют 43,8% от их общей Газопроводы со сроком службы более 20 лет составляют 43,8% от их общей протяженности, 20,2% уже исчерпали нормативный срок службы. Еще больший протяженности, 20,2% уже исчерпали нормативный срок службы. Еще больший срок эксплуатации имеют магистральные нефтепроводы: 73% протяженности - срок эксплуатации имеют магистральные нефтепроводы: 73% протяженности - более 20 лет и 40,6% работают свыше нормативного срока в 33 года. Более 34% более 20 лет и 40,6% работают свыше нормативного срока в 33 года. Более 34% протяженности продуктопроводов построено 30 лет назад.протяженности продуктопроводов построено 30 лет назад.

По экспертным оценкам ежегодно надо заменять не менее 4% протяженности По экспертным оценкам ежегодно надо заменять не менее 4% протяженности трубопроводов, однако на практике этот показатель пока составляет не более 1трубопроводов, однако на практике этот показатель пока составляет не более 1%.%.

Опасные тренды и факторыОпасные тренды и факторы


В России каждый год «теряется» до 10% от добытой нефти, то есть около 50 В России каждый год «теряется» до 10% от добытой нефти, то есть около 50 миллионов тонн. миллионов тонн. ((«РБК daily»«РБК daily»)). В среднем опасный разлив происходит раз в . В среднем опасный разлив происходит раз в неделю, 5-6 раз в году происходят особо крупные аварии. Потери от аварий – до неделю, 5-6 раз в году происходят особо крупные аварии. Потери от аварий – до 20 млн. т в год, остальное – хищения по врезкам и на переработке.20 млн. т в год, остальное – хищения по врезкам и на переработке.

По данным ВНИИСТ РФ ежегодно на нефтепромысловых трубопроводах По данным ВНИИСТ РФ ежегодно на нефтепромысловых трубопроводах происходит до 40-70 тыс. отказов, 90% которых являются следствием происходит до 40-70 тыс. отказов, 90% которых являются следствием коррозионных повреждений. коррозионных повреждений.

Из общего числа аварий на долю трубопроводных систем нефтесбора приходится Из общего числа аварий на долю трубопроводных систем нефтесбора приходится 50-55%, на долю коммуникаций поддержания пластового давления 30-35%. 50-55%, на долю коммуникаций поддержания пластового давления 30-35%.

Постоянно сокращается срок службы труб. 42% из них не выдерживают Постоянно сокращается срок службы труб. 42% из них не выдерживают пятилетней эксплуатации, а 17% служат менее двух лет. На ежегодную замену пятилетней эксплуатации, а 17% служат менее двух лет. На ежегодную замену нефтепромысловых сетей расходуется 7-8 тыс. км. труб, или 400-500 тыс. т стали. нефтепромысловых сетей расходуется 7-8 тыс. км. труб, или 400-500 тыс. т стали.



Соотношение причин отказов на отечественных и американских нефтепроводах в Соотношение причин отказов на отечественных и американских нефтепроводах в целом идентично (без учета несанкционированных врезок в России), однако на целом идентично (без учета несанкционированных врезок в России), однако на российских нефтепроводах почти в 2 раза выше число отказов из-за заводских российских нефтепроводах почти в 2 раза выше число отказов из-за заводских дефектов и брака строительно-монтажных работ.дефектов и брака строительно-монтажных работ.

Возрастной состав магистральных нефтепроводов России меньше, чем США. В Возрастной состав магистральных нефтепроводов России меньше, чем США. В США 50% от общей протяженности трубопроводов характеризуются возрастом США 50% от общей протяженности трубопроводов характеризуются возрастом более 50 лет. В Западной Европе 37% оборудования работает более 40 лет. В более 50 лет. В Западной Европе 37% оборудования работает более 40 лет. В США в 1,5 раза больше отказов из-за внешних физических воздействий. США в 1,5 раза больше отказов из-за внешних физических воздействий.

В Европе три наиболее важных причины возникновения аварийных ситуаций и В Европе три наиболее важных причины возникновения аварийных ситуаций и утечек - внешние воздействия на трубопроводы (36%), коррозия (29%) и утечек - внешние воздействия на трубопроводы (36%), коррозия (29%) и механические повреждения (24%). механические повреждения (24%).

Искать решение проблемы необходимо кардинальным способом - применять Искать решение проблемы необходимо кардинальным способом - применять трубы, которые не подвержены коррозии, со сроком безремонтной эксплуатации трубы, которые не подвержены коррозии, со сроком безремонтной эксплуатации эквивалентным сроку разработки месторождений - до 20-50 лет. С точки зрения эквивалентным сроку разработки месторождений - до 20-50 лет. С точки зрения экономической эффективности одним из наиболее приемлемых вариантов экономической эффективности одним из наиболее приемлемых вариантов решения данной проблемы является переход к композитным трубам.решения данной проблемы является переход к композитным трубам.



Общая протяженность существующих коллекторных и распределительных Общая протяженность существующих коллекторных и распределительных нефтяных трубопроводов США оценивается в 217,3 тыс. км, газовых – в 3,2 млн. нефтяных трубопроводов США оценивается в 217,3 тыс. км, газовых – в 3,2 млн. км. Основная их часть была построена в 50-е и 60-е годы км. Основная их часть была построена в 50-е и 60-е годы XXXX века, опасный века, опасный физический износ и коррозия диктуют необходимость их замены и модернизации. физический износ и коррозия диктуют необходимость их замены и модернизации. Ежегодно в США меняется 6-7% старых труб.Ежегодно в США меняется 6-7% старых труб.

Проведение внутритрубной диагностики магнитными и ультразвуковыми Проведение внутритрубной диагностики магнитными и ультразвуковыми снарядами в сочетании с электрометрией и другими способами позволяют во снарядами в сочетании с электрометрией и другими способами позволяют во многих случаях осуществлять ремонт и реконструкцию трубопроводов. В первую многих случаях осуществлять ремонт и реконструкцию трубопроводов. В первую очередь производится ремонт самых опасных дефектов, выявленных и оцененных очередь производится ремонт самых опасных дефектов, выявленных и оцененных по специальным методикам.по специальным методикам.

Основное внимание за рубежом при этом уделяется профилактике и внедрению Основное внимание за рубежом при этом уделяется профилактике и внедрению новых конструкционных материалов – в первую очередь это композиты для новых конструкционных материалов – в первую очередь это композиты для покрытий и геосинтетика. Геосинтетические материалы используются вместе с покрытий и геосинтетика. Геосинтетические материалы используются вместе с грунтом и другими материалами при производстве земляных работ и при грунтом и другими материалами при производстве земляных работ и при строительстве инфраструктурных сооружений.строительстве инфраструктурных сооружений.

Геосинтетические материалы изготавливаются из следующих видов полимеров: Геосинтетические материалы изготавливаются из следующих видов полимеров: полиэфир (PET), поливинилалкоголь (PVA), полипропилен (PP).полиэфир (PET), поливинилалкоголь (PVA), полипропилен (PP).



Нефтяные компании США тратят значительные средства на диагностику и ремонт Нефтяные компании США тратят значительные средства на диагностику и ремонт трубопроводов, к этому их побуждают возросшие штрафные санкции в случаях трубопроводов, к этому их побуждают возросшие штрафные санкции в случаях утечки нефти и нефтепродуктов в связи с принятием в 2002 г. специального утечки нефти и нефтепродуктов в связи с принятием в 2002 г. специального федерального закона о безопасности трубопроводного транспорта.федерального закона о безопасности трубопроводного транспорта.

В 2001 г. в США была разработана «Концепция обеспечения целостности В 2001 г. в США была разработана «Концепция обеспечения целостности трубопроводов», в которой был предложен комплекс решений, направленных на трубопроводов», в которой был предложен комплекс решений, направленных на сохранение пропускной способности «стареющих» трубопроводов, с одной сохранение пропускной способности «стареющих» трубопроводов, с одной стороны, с одновременным повышением степени эксплуатационной и стороны, с одновременным повышением степени эксплуатационной и экологической защиты и, с другой стороны, приемлемых экономических экологической защиты и, с другой стороны, приемлемых экономических показателей их безопасной эксплуатации.показателей их безопасной эксплуатации.

Новые принципы «продления периода малой вероятности проявления дефектов» Новые принципы «продления периода малой вероятности проявления дефектов» или «новые схемы приоритетной эксплуатационной пригодности» позволяют или «новые схемы приоритетной эксплуатационной пригодности» позволяют увеличить срок эксплуатации трубопроводов до 80 или даже 100 лет.увеличить срок эксплуатации трубопроводов до 80 или даже 100 лет.



Ремонтные роботы для работы в пластиковых трубопроводахРемонтные роботы для работы в пластиковых трубопроводах Акустический мониторинг дефектов труб и аварийных утечекАкустический мониторинг дефектов труб и аварийных утечек ««IIntelliPipe» – система широкополосной передачи данных по трубамntelliPipe» – система широкополосной передачи данных по трубам Футерованные трубы и соединения из композиционных материаловФутерованные трубы и соединения из композиционных материалов Системы дальнего мониторинга и раннего предупреждения о скрытых дефектахСистемы дальнего мониторинга и раннего предупреждения о скрытых дефектах Новые виды защиты от коррозии; внедрение составных химических ингибиторовНовые виды защиты от коррозии; внедрение составных химических ингибиторов Повышение надежности оборудования насосных станций и хранилищПовышение надежности оборудования насосных станций и хранилищ Безтраншейный оперативный ремонт и замена участков труб, врезка в магистрали Безтраншейный оперативный ремонт и замена участков труб, врезка в магистрали

под давлениемпод давлением. . Внедрение мультифазных насосов и трубопроводов.Внедрение мультифазных насосов и трубопроводов. Дистанционная внутренняя очистка трубопроводов без вскрытия контура давленияДистанционная внутренняя очистка трубопроводов без вскрытия контура давления Двухстенные трубопроводы с повышенной устойчивостью и термоизоляциейДвухстенные трубопроводы с повышенной устойчивостью и термоизоляцией Магистральные и локальные криогенные трубопроводы Магистральные и локальные криогенные трубопроводы Плазменная обработка и резка труб, ультразвуковой контроль соединенийПлазменная обработка и резка труб, ультразвуковой контроль соединений Автоматическая многорежимная сварка труб большого диаметраАвтоматическая многорежимная сварка труб большого диаметра Защита трубопроводов от террористического нападения и диверсийЗащита трубопроводов от террористического нападения и диверсий

Затраты по ряду федеральных программ до 4 млрд. долл. в год.Затраты по ряду федеральных программ до 4 млрд. долл. в год.

Приоритеты субсидирования инноваций для трубопроводов в США


Токсичные аварийные разливы из трубопроводов США, 1990-Токсичные аварийные разливы из трубопроводов США, 1990-20112011


Характер и виды аварийных утечек из трубопроводов в СШАХарактер и виды аварийных утечек из трубопроводов в США

Средний ежегодный объем утечек – 5-8 млн. галл. (18-30 тыс. куб. м).

Преобладающие типы разливов: сырая нефть – 42%; очищенные нефтепродукты – 24%; прочие ядовитые жидкости -15%.

Основные причины аварийных утечек: отказ аппаратуры при эксплуатации, ремонте и монтаже – 49%; коррозия труб – 22%; ошибки персонала – 10%; повреждения в ходе земляных работ – 6%.


Новые опасные тенденции и угрозыНовые опасные тенденции и угрозы

Ключевые тенденции и новые факторыКлючевые тенденции и новые факторы::

Необходимость постоянного совершенствования мер защиты производственных Необходимость постоянного совершенствования мер защиты производственных объектов трубопроводных сетей в ходе их последовательной модернизации и объектов трубопроводных сетей в ходе их последовательной модернизации и перехода на инновационную модель развития. перехода на инновационную модель развития.

4 вида антропогенных источников угроз: 1) враждебные военные блоки и 4 вида антропогенных источников угроз: 1) враждебные военные блоки и государства; 2) международные и внутренние террористы; 3) отраслевые государства; 2) международные и внутренние террористы; 3) отраслевые конкуренты; 4) враждебные инсайдеры.конкуренты; 4) враждебные инсайдеры.

Особое внимание в мире уделяется информационной и кибернетической Особое внимание в мире уделяется информационной и кибернетической безопасности, системам производственной физической защиты и ПВО, а также безопасности, системам производственной физической защиты и ПВО, а также дополнительным средствам защиты от новых видов электромагнитного дополнительным средствам защиты от новых видов электромагнитного импульсного оружия военного и террористического назначения.импульсного оружия военного и террористического назначения.

Внедрение новых технологий интеллектуальных электрических сетей (ААЭС – Внедрение новых технологий интеллектуальных электрических сетей (ААЭС – Smart Grids) и современных цифровых систем автоматизации управления Smart Grids) и современных цифровых систем автоматизации управления производственными процессами (АСУТП – SCADA) способствует появлению производственными процессами (АСУТП – SCADA) способствует появлению дополнительных многосторонних рисков.дополнительных многосторонних рисков.

Смена технологических укладов, растущее несоответствие возможностей реакции Смена технологических укладов, растущее несоответствие возможностей реакции человека новым требованиям эксплуатации трубопроводных систем.человека новым требованиям эксплуатации трубопроводных систем.



Рост количества системных аварийных ситуаций на трубопроводах.Рост количества системных аварийных ситуаций на трубопроводах.

Современные насосные станции становятся все более уязвимыми в отношении Современные насосные станции становятся все более уязвимыми в отношении сетевых террористических внедрений и актов высокотехнологичного саботажа. сетевых террористических внедрений и актов высокотехнологичного саботажа.

Причинами пожаров, взрывов и ряда аварий на нефтехимических предприятиях, Причинами пожаров, взрывов и ряда аварий на нефтехимических предприятиях, трубопроводах и АЭС в США за последние годы стали подтвержденные трубопроводах и АЭС в США за последние годы стали подтвержденные следственными экспериментами замаскированные дистанционные воздействия на следственными экспериментами замаскированные дистанционные воздействия на технологические режимы по сети Интернет.технологические режимы по сети Интернет.

Появились новые вирусные инструменты активного воздействия на системы Появились новые вирусные инструменты активного воздействия на системы SCADA. Примеры - вирусы Stuxnet, Duqu, специальный сетевой червь Stars.SCADA. Примеры - вирусы Stuxnet, Duqu, специальный сетевой червь Stars.

Все более частые непредсказуемые ошибки и ситуации некомпетентности Все более частые непредсказуемые ошибки и ситуации некомпетентности операторов, которые часто не успевают понять, что происходит.операторов, которые часто не успевают понять, что происходит.

Очевидная необходимость резкого усиления охраны предприятий, обучения и Очевидная необходимость резкого усиления охраны предприятий, обучения и переподготовки персонала. Необходимы новые единообразные международные и переподготовки персонала. Необходимы новые единообразные международные и национальные стандарты безопасности и аттестации персонала.национальные стандарты безопасности и аттестации персонала.




Международные нормы допустимых пределов техногенного риска: 10 Международные нормы допустимых пределов техногенного риска: 10 -7 -7 – 10 – 10 - 6- 6 смертельных случаев на чел. в год. В России вероятность смертельного исхода при смертельных случаев на чел. в год. В России вероятность смертельного исхода при несчастных случаев на производстве оценивается в 10 несчастных случаев на производстве оценивается в 10 - 4- 4 случаев на чел. в год. случаев на чел. в год.

Основные виды летальных опасностей: механические, химические, криогенные, Основные виды летальных опасностей: механические, химические, криогенные, тепловые, биотоксины, электромагнитные поля, мощные излучения, радиация. тепловые, биотоксины, электромагнитные поля, мощные излучения, радиация. Ситуации: стихийные бедствия, техногенные аварии, факторы производственной Ситуации: стихийные бедствия, техногенные аварии, факторы производственной среды, трудовой процесс.среды, трудовой процесс.

Опасные факторы условий труда: переменная рабочая среда, сложные трудовые Опасные факторы условий труда: переменная рабочая среда, сложные трудовые процессы, травмоопасность рабочих мест, социально-психологические, природно-процессы, травмоопасность рабочих мест, социально-психологические, природно-климатические.климатические.

Направления профилактики: традиционные меры охраны труда, совершенство-Направления профилактики: традиционные меры охраны труда, совершенство-вание технологических процессов и оборудования, защита среды рабочих мест, вание технологических процессов и оборудования, защита среды рабочих мест, переобучение и тренировка персонала, вывод человека из процессов и систем переобучение и тренировка персонала, вывод человека из процессов и систем управления производством.управления производством.

Очевидна необходимость применения новых безопасных для человека, Очевидна необходимость применения новых безопасных для человека, экологичных и эффективных материалов.экологичных и эффективных материалов.



Геосинтетические материалы разделяются на четыре группы. Это геотекстили, Геосинтетические материалы разделяются на четыре группы. Это геотекстили, геотекстильподобные материалы, геосинтетические глиноматы и геомембраны.геотекстильподобные материалы, геосинтетические глиноматы и геомембраны.

Возможности геосинтетических материалов Возможности геосинтетических материалов


Геосинтетическими материалами называются материалы, в которых одна из Геосинтетическими материалами называются материалы, в которых одна из составных частей изготовлена из синтетических или натуральных полимеров в составных частей изготовлена из синтетических или натуральных полимеров в виде плоских форм, ленточных или трехмерных структур. Используются в виде плоских форм, ленточных или трехмерных структур. Используются в контакте с грунтом и/или другими строительными материалами.контакте с грунтом и/или другими строительными материалами.

Преимущество полиэфира состоит в низком показателе относительного Преимущество полиэфира состоит в низком показателе относительного удлинения при наличии высокой прочности на разрыв. Поливинилалкоголь удлинения при наличии высокой прочности на разрыв. Поливинилалкоголь отличается высокой прочностью на разрыв, очень низким показателем отличается высокой прочностью на разрыв, очень низким показателем относительного удлинения и высокой стойкостью к воздействию химически относительного удлинения и высокой стойкостью к воздействию химически агрессивных сред. Полипропилен при высокой химической стойкости обладает агрессивных сред. Полипропилен при высокой химической стойкости обладает удовлетворительным показателем относительного удлинения.удовлетворительным показателем относительного удлинения.

Основные применение геосинтетических материалов: армирование, сепарация, Основные применение геосинтетических материалов: армирование, сепарация, фильтрация, подпорные стенки и опоры мостов, основания на гравийно-песчаных фильтрация, подпорные стенки и опоры мостов, основания на гравийно-песчаных сваях, контроль эрозии, армирование асфальтобетона, свайные основания, сваях, контроль эрозии, армирование асфальтобетона, свайные основания, балластировка и пригрузка трубопроводов.балластировка и пригрузка трубопроводов.

— — Виды фактур: тканые маты, термоскрепленные маты, полотно иглопробивное, Виды фактур: тканые маты, термоскрепленные маты, полотно иглопробивное, георешетка, полипропиленовая сетка, стеклосетка дорожная, противоэрозионные георешетка, полипропиленовая сетка, стеклосетка дорожная, противоэрозионные маты, геомембраны (профилированное гидроизоляционное полотно).маты, геомембраны (профилированное гидроизоляционное полотно).

Возможности геосинтетических материаловВозможности геосинтетических материалов


Балластировка трубопроводов, пригрузка трубопроводов - Балластировка трубопроводов, пригрузка трубопроводов - способ закрепления трубопроводов с помощью способ закрепления трубопроводов с помощью утяжеляющих грузов или бетонированием при прокладке утяжеляющих грузов или бетонированием при прокладке их на заболоченных или обводнённых грунтах.их на заболоченных или обводнённых грунтах.

Балластировка трубопроводов грунтом с применением Балластировка трубопроводов грунтом с применением иглопробивного геотекстиля полотна выполняется по всей иглопробивного геотекстиля полотна выполняется по всей длине трубопровода или отдельными участками, в длине трубопровода или отдельными участками, в зависимости от характеристик грунта.зависимости от характеристик грунта.

Материалы из тканого геотекстиля обладают высокой Материалы из тканого геотекстиля обладают высокой стойкостью к агрессивным компонентам грунтов, стойкостью к агрессивным компонентам грунтов, обеспечивают сохранность изоляционного покрытия обеспечивают сохранность изоляционного покрытия трубопровода и балластирующих конструкций, трубопровода и балластирующих конструкций, обеспечивают устойчивость трубопровода на проектных обеспечивают устойчивость трубопровода на проектных отметках в заполненной водой траншее, как в процессе отметках в заполненной водой траншее, как в процессе строительства, так и при эксплуатации.строительства, так и при эксплуатации.


http://www.tsstrade.ru/img_out/2_shema_all.jpg


Подавляющее большинство нефтегазовых месторождений в России расположено Подавляющее большинство нефтегазовых месторождений в России расположено в районах со сложными климатическими и гидрогеологическими условиями, что в районах со сложными климатическими и гидрогеологическими условиями, что создает серьезные трудности при строительстве и обслуживании трубопроводов, создает серьезные трудности при строительстве и обслуживании трубопроводов, транспортных путей и коммуникаций, эксплуатации тяжелой техники. транспортных путей и коммуникаций, эксплуатации тяжелой техники.

Геотекстильные полотна применяются: для изготовления конструкций Геотекстильные полотна применяются: для изготовления конструкций балластировки системы подземных трубопроводов, прокладываемых в различных балластировки системы подземных трубопроводов, прокладываемых в различных грунтовых и климатических условиях; в качестве прокладочного материала под грунтовых и климатических условиях; в качестве прокладочного материала под все виды утяжелителей трубопровода и при установке металлических поясов. все виды утяжелителей трубопровода и при установке металлических поясов.

Использование геотекстильных материалов позволяет решать следующие задачиИспользование геотекстильных материалов позволяет решать следующие задачи::

1. 1. Создание разделительного слоя между грунтами: геотекстиль препятствует Создание разделительного слоя между грунтами: геотекстиль препятствует загрязнению балластного материала, благодаря чему не изменяется его загрязнению балластного материала, благодаря чему не изменяется его способность распределять нагрузку; геотекстиль предотвращает перемешивание способность распределять нагрузку; геотекстиль предотвращает перемешивание грунтов, что увеличивает надежность конструкции; мало изменяются грунтов, что увеличивает надежность конструкции; мало изменяются механические свойства грунтов; геотекстиль предотвращает неравномерную механические свойства грунтов; геотекстиль предотвращает неравномерную усадку при уплотнении грунта.усадку при уплотнении грунта.



2. 2. Устройство основания под трубопроводы.Устройство основания под трубопроводы.3.3. Образование закрепляющего слоя в трубопроводах в зоне грунтовых вод.Образование закрепляющего слоя в трубопроводах в зоне грунтовых вод.4. 4. Обеспечение механической защиты трубопроводов: геотекстиль препятствует Обеспечение механической защиты трубопроводов: геотекстиль препятствует

повреждениям, например, антикоррозийного покрытия в процессе укладки повреждениям, например, антикоррозийного покрытия в процессе укладки насыпного материала; геотекстиль уменьшает напряжение между трубопроводом насыпного материала; геотекстиль уменьшает напряжение между трубопроводом и насыпным материалом. и насыпным материалом.

5. 5. Гидроизоляция нефтяных и газовых резервуаров. Гидроизоляция нефтяных и газовых резервуаров.

— — Геосинтетика имеет чрезвычайно высокие показатели устойчивости к Геосинтетика имеет чрезвычайно высокие показатели устойчивости к действию масел и бензина, в качестве составной части гидроизоляции основания действию масел и бензина, в качестве составной части гидроизоляции основания нефтяных резервуаров гарантирует защиту грунтовых вод от загрязнения. нефтяных резервуаров гарантирует защиту грунтовых вод от загрязнения.

— — Использование геотекстильных материалов в районах со сложными Использование геотекстильных материалов в районах со сложными гидрогеологическими и климатическими условиями, характеризующимися гидрогеологическими и климатическими условиями, характеризующимися преобладанием слабых грунтов, вечной мерзлоты, больших перепадов преобладанием слабых грунтов, вечной мерзлоты, больших перепадов температуры, позволяет быстро и эффективно решить проблему строительства температуры, позволяет быстро и эффективно решить проблему строительства промысловых и временных дорог. промысловых и временных дорог.



— — Использование геосинтетических материалов в дорожном строительстве дает Использование геосинтетических материалов в дорожном строительстве дает ряд преимуществ: снижение материалоёмкости за счёт уменьшение затрат на ряд преимуществ: снижение материалоёмкости за счёт уменьшение затрат на привозные строительные материалы (песок, щебень, гравий); снижение привозные строительные материалы (песок, щебень, гравий); снижение трудозатрат; использование местных грунтов и дорожно-строительных материалов; трудозатрат; использование местных грунтов и дорожно-строительных материалов; сокращение сезонных ограничений; повышение технологических возможностей сокращение сезонных ограничений; повышение технологических возможностей при сооружении земляного полотна и покрытия; повышение культуры при сооружении земляного полотна и покрытия; повышение культуры производства и достижение более высокого уровня качества строительства.производства и достижение более высокого уровня качества строительства.

— — Отличными армирующими свойствами обладает тканый геотекстиль, состоящий Отличными армирующими свойствами обладает тканый геотекстиль, состоящий из прочных волокон. Этот материал может различаться по типу плетения или из прочных волокон. Этот материал может различаться по типу плетения или плотности нитей. Предназначен для применения в сложных природно-плотности нитей. Предназначен для применения в сложных природно-климатических условиях, позволяет укреплять ненадежные в геологическом климатических условиях, позволяет укреплять ненадежные в геологическом отношении грунты.отношении грунты.

— — При создании систем водостоков и дренажей успешно применяется дренажный При создании систем водостоков и дренажей успешно применяется дренажный геотекстиль, который отличают высокая прочность, водопроницаемость, геотекстиль, который отличают высокая прочность, водопроницаемость, фильтрующая способность и надежность.фильтрующая способность и надежность.



Возможности композиционных материаловВозможности композиционных материалов

— — Композиционные материалы на основе функциональных полимеров для Композиционные материалы на основе функциональных полимеров для антикоррозионной защиты трубопроводов.антикоррозионной защиты трубопроводов.

1. Отечественные покрытия 1. Отечественные покрытия - - разработки ВНИИСТ, «Лениногорскнефть».разработки ВНИИСТ, «Лениногорскнефть». 1.1. Покрытия на основе экструдированного полиэтилена.1.1. Покрытия на основе экструдированного полиэтилена.

Двух- и трехслойные покрытия на основе экструдированного полиэтилена Двух- и трехслойные покрытия на основе экструдированного полиэтилена предназначены для наружной противокоррозионной защиты труб диаметром 57-предназначены для наружной противокоррозионной защиты труб диаметром 57-1420 мм при температурах строительства и эксплуатации трубопроводов от –40° до 1420 мм при температурах строительства и эксплуатации трубопроводов от –40° до +60°С. +60°С.

Двухслойное покрытие - подклеивающий слой на основе сэвилена толщиной 250-350 Двухслойное покрытие - подклеивающий слой на основе сэвилена толщиной 250-350 мкм и наружного защитного слоя на основе экструдированного полиэтилена мкм и наружного защитного слоя на основе экструдированного полиэтилена толщиной 1,5-3,0 мм. В трехслойном покрытии на поверхность трубы толщиной 1,5-3,0 мм. В трехслойном покрытии на поверхность трубы дополнительно наносят адгезионную грунтовку на основе порошковой эпоксидной дополнительно наносят адгезионную грунтовку на основе порошковой эпоксидной краски толщиной 50-70 мкм. краски толщиной 50-70 мкм.

Для нанесения используются поточные линии, дробеметная или дробеструйная Для нанесения используются поточные линии, дробеметная или дробеструйная очистка труб, нагрев труб до заданной температуры с последующим нанесением очистка труб, нагрев труб до заданной температуры с последующим нанесением покрытия методом боковой или плоскощелевой экструзии полимерных покрытия методом боковой или плоскощелевой экструзии полимерных композиций. композиций.



1.2. Комбинированные покрытия на основе битумной мастики и полиэтилена.1.2. Комбинированные покрытия на основе битумной мастики и полиэтилена.

Покрытия применяются для наружной изоляции труб диаметром 57-530 мм при Покрытия применяются для наружной изоляции труб диаметром 57-530 мм при температурах строительства и эксплуатации трубопроводов от –20° до +40°С. температурах строительства и эксплуатации трубопроводов от –20° до +40°С. Покрытие состоит из слоя адгезионной битумно-полимерной грунтовки, слоя Покрытие состоит из слоя адгезионной битумно-полимерной грунтовки, слоя изоляционной битумно-полимерной мастики толщиной 0,8-1,0 мм и наружного изоляционной битумно-полимерной мастики толщиной 0,8-1,0 мм и наружного слоя экструдированного полиэтилена толщиной 1,5-2,2 мм. слоя экструдированного полиэтилена толщиной 1,5-2,2 мм.

Для труб диаметром 325-530 мм битумно-мастичный слой может армироваться Для труб диаметром 325-530 мм битумно-мастичный слой может армироваться одним слоем стеклохолста или нетканого синтетического материала.одним слоем стеклохолста или нетканого синтетического материала.

1.3. Комбинированное ленточно-полимерное покрытие.1.3. Комбинированное ленточно-полимерное покрытие.

Покрытие применяется для защиты труб диаметром 57-1420 мм при температурах Покрытие применяется для защиты труб диаметром 57-1420 мм при температурах строительства и эксплуатации трубопроводов от –40 до +40°С. Состоит из слоя строительства и эксплуатации трубопроводов от –40 до +40°С. Состоит из слоя адгезионной битумно-полимерной грунтовки, липкой полимерной ленты адгезионной битумно-полимерной грунтовки, липкой полимерной ленты толщиной 0,45-0,63 мм и наружного защитного слоя из экструдированного толщиной 0,45-0,63 мм и наружного защитного слоя из экструдированного полиэтилена толщиной 1,6-3,0мм.полиэтилена толщиной 1,6-3,0мм.



2. Зарубежные покрытия.2. Зарубежные покрытия. 2.1. Покрытие «Луполен» (BASF).2.1. Покрытие «Луполен» (BASF).Покрытие состоит из эпоксидного праймера, адгезива и защитного полиэтиленового Покрытие состоит из эпоксидного праймера, адгезива и защитного полиэтиленового

слоя.слоя.Для адгезива нормируются, в частности, индекс расплава 6-8 г/10 мин, прочность на Для адгезива нормируются, в частности, индекс расплава 6-8 г/10 мин, прочность на

разрыв 13-15 МПа, предельное удлинение в 550%. Для защитного слоя эти разрыв 13-15 МПа, предельное удлинение в 550%. Для защитного слоя эти параметры составляют 0,15-0,35 г/10 мин, 15 МПа и 600%, соответственно. параметры составляют 0,15-0,35 г/10 мин, 15 МПа и 600%, соответственно. Предельное удлинение на разрыв для трехслойного покрытия составляет 400%. Предельное удлинение на разрыв для трехслойного покрытия составляет 400%. Температура эксплуатации покрытия при использовании ПЭВД – 60оС, а с ПЭСД Температура эксплуатации покрытия при использовании ПЭВД – 60оС, а с ПЭСД – 80°С.– 80°С.

2.2. Покрытие «Склер» (DuPont).2.2. Покрытие «Склер» (DuPont).Покрытие состоит из эпоксидного праймера «Jotun Corro Coat» толщиной 125-225 Покрытие состоит из эпоксидного праймера «Jotun Corro Coat» толщиной 125-225

мкм, адгезива Fusabond толщиной 200-300 мкм и наружного слоя из полиэтилена мкм, адгезива Fusabond толщиной 200-300 мкм и наружного слоя из полиэтилена высокой плотности, наносимого экструзионным методом. высокой плотности, наносимого экструзионным методом.

Показатель текучести расплава материала – 4 г/10 мин, прочность на разрыв – 20 Показатель текучести расплава материала – 4 г/10 мин, прочность на разрыв – 20 МПа, предельное удлинение – 800%. Для адгезива «Фусабонд» эти параметры МПа, предельное удлинение – 800%. Для адгезива «Фусабонд» эти параметры составляют 14 г/10 мин, 9.6 МПа и 850%, соответственно.составляют 14 г/10 мин, 9.6 МПа и 850%, соответственно.



2.3. Материалы фирмы Sumitomo Corp. 2.3. Материалы фирмы Sumitomo Corp.

Трехслойные - праймер, адгезив, защитный слой, покрытия на основе Трехслойные - праймер, адгезив, защитный слой, покрытия на основе экструдированных полиэтилена и полипропилена. В зависимости от диаметра и экструдированных полиэтилена и полипропилена. В зависимости от диаметра и длины трубы покрытия наносятся экструзией из кольцевой головки или методом длины трубы покрытия наносятся экструзией из кольцевой головки или методом боковой щелевой экструзии. Прочность покрытий Sumitomo достигает 25-28 МПа боковой щелевой экструзии. Прочность покрытий Sumitomo достигает 25-28 МПа при предельных удлинениях 500-800%. при предельных удлинениях 500-800%.

2.4. Материалы фирмы Dresser Industries Inc. 2.4. Материалы фирмы Dresser Industries Inc.

Компания «Dresser Industries» также производит покрытия на основе Компания «Dresser Industries» также производит покрытия на основе экструдированных полиэтилена и полипропилена. Полиэтилен стабилизирован, экструдированных полиэтилена и полипропилена. Полиэтилен стабилизирован, содержит углеродную сажу до 2,5%. содержит углеродную сажу до 2,5%.

Прочность покрытия на разрыв – 14 МПа, максимальное удлинение – 500%. Прочность покрытия на разрыв – 14 МПа, максимальное удлинение – 500%. Полипропилен стабилизирован противоокислительными добавками для защиты Полипропилен стабилизирован противоокислительными добавками для защиты от УФ-излучения. Максимальное относительное удлинение 500%, предел от УФ-излучения. Максимальное относительное удлинение 500%, предел прочности при растяжении 20 МПа.прочности при растяжении 20 МПа.



2.5. Материалы фирмы CIF Isopipe.2.5. Материалы фирмы CIF Isopipe.Покрытия состоят из клеящего подслоя толщиной 250-300 мкм, который Покрытия состоят из клеящего подслоя толщиной 250-300 мкм, который

экструдируется или напыляется, и защитного слоя полиэтилена толщиной 1,8-3,5 экструдируется или напыляется, и защитного слоя полиэтилена толщиной 1,8-3,5 мм. Полиэтилен стабилизирован антиокислительным агентом, содержит сажу для мм. Полиэтилен стабилизирован антиокислительным агентом, содержит сажу для защиты от действия УФ-излучения. защиты от действия УФ-излучения.

Температура размягчения покрытия –90°С, индекс расплава при 190°С - 2,5 г/10 мин, Температура размягчения покрытия –90°С, индекс расплава при 190°С - 2,5 г/10 мин, прочность на разрыв – 18 МПа, относительное удлинение – 500 %. прочность на разрыв – 18 МПа, относительное удлинение – 500 %.

— — Новые тренды: модифицированные полимеры, с прививкой и сополимеризацией Новые тренды: модифицированные полимеры, с прививкой и сополимеризацией реакционных мономеров, позволяющие соединять смесевые композиции. реакционных мономеров, позволяющие соединять смесевые композиции. Включают: модифицированные полимеры этилена, акриловой кислоты и окиси Включают: модифицированные полимеры этилена, акриловой кислоты и окиси углерода, этиленвинилацетаты (ЭВА), полиэтилен, металлополиэтилены, углерода, этиленвинилацетаты (ЭВА), полиэтилен, металлополиэтилены, этиленпропиленовые каучуки и полипропилены.этиленпропиленовые каучуки и полипропилены.

Наличие в композиции химически модифицированных полимеров обеспечивает Наличие в композиции химически модифицированных полимеров обеспечивает хорошую адгезию материала к стали. Позволяет избежать предварительного хорошую адгезию материала к стали. Позволяет избежать предварительного нанесения адгезива на поверхность трубы, сократить количество технологических нанесения адгезива на поверхность трубы, сократить количество технологических операций при производстве покрытий, упростить и удешевить технологический операций при производстве покрытий, упростить и удешевить технологический процесс. процесс.



Материалы для ремонта магистральных трубопроводов по различным Материалы для ремонта магистральных трубопроводов по различным технологиям.технологиям.

Композитно-муфтовой ремонт, герметики для ремонта магистральных Композитно-муфтовой ремонт, герметики для ремонта магистральных нефтепроводов, многокомпонентные компаунды для ремонтных операций. нефтепроводов, многокомпонентные компаунды для ремонтных операций.


Проблемы коммунального хозяйстваПроблемы коммунального хозяйства

— — Состояние трубопроводов коммунального хозяйства и энергетики России.Состояние трубопроводов коммунального хозяйства и энергетики России.

Протяженность теплотрасс - 366 тыс. км. При нормативном сроке службы в 25 лет Протяженность теплотрасс - 366 тыс. км. При нормативном сроке службы в 25 лет и реальном 12-8 лет, каждый год следует перекладывать 8-20 тыс. км теплотрасс и реальном 12-8 лет, каждый год следует перекладывать 8-20 тыс. км теплотрасс или 4-5% от протяженности эксплуатируемых стальных трубопроводов.или 4-5% от протяженности эксплуатируемых стальных трубопроводов.

Так как прокладываемые по старой технологии теплотрассы из-за низкого Так как прокладываемые по старой технологии теплотрассы из-за низкого качества труб и проведенных работ имеют реальный срок службы 10-12 лет, то качества труб и проведенных работ имеют реальный срок службы 10-12 лет, то скоро каждый год необходимо будет перекладывать порядка 25-35 тыс. км сетей, скоро каждый год необходимо будет перекладывать порядка 25-35 тыс. км сетей, с двойными-тройными затратами на эти работы.с двойными-тройными затратами на эти работы.

Утечки и неучтенные расходы воды в системах водоснабжения составляют в Утечки и неучтенные расходы воды в системах водоснабжения составляют в среднем по России 15-20% (3-4 млрд. куб. м) всей подачи воды в год, а в ряде среднем по России 15-20% (3-4 млрд. куб. м) всей подачи воды в год, а в ряде городов утечки достигают 40%.городов утечки достигают 40%.

В скандинавских странах аварийность на металлических трубопроводах В скандинавских странах аварийность на металлических трубопроводах превышает аварийность на пластмассовых в 8-10 раз. Поэтому уже к 1997 г. в превышает аварийность на пластмассовых в 8-10 раз. Поэтому уже к 1997 г. в магистральных и распределительных сетях водоснабжения доля полимерных труб магистральных и распределительных сетях водоснабжения доля полимерных труб там составляла 87% их протяженности, а в канализационных коллекторах и там составляла 87% их протяженности, а в канализационных коллекторах и системах водоотвода - 64%.системах водоотвода - 64%.


Проблемы коммунального хозяйстваПроблемы коммунального хозяйства

— — Экономические потери на изношенных трубопроводных системах.Экономические потери на изношенных трубопроводных системах.

В настоящее время тепловые потери в России составляют: через изолированные В настоящее время тепловые потери в России составляют: через изолированные поверхности существующих промышленных сооружений, оборудования и поверхности существующих промышленных сооружений, оборудования и трубопроводов — 356 млн. Гкал/год, или 65 млн. т.у.т./год; через изоляцию трубопроводов — 356 млн. Гкал/год, или 65 млн. т.у.т./год; через изоляцию теплопроводов тепловых сетей — 324 млн. Гкал/год, или 59,5 млн. т.у.т./год. теплопроводов тепловых сетей — 324 млн. Гкал/год, или 59,5 млн. т.у.т./год.

— — Общие потери тепловой энергии достигают около 2,020 млрд. Гкал/год, или 364,5 Общие потери тепловой энергии достигают около 2,020 млрд. Гкал/год, или 364,5 млн. т.у.т. Это около 20% годового производства первичных топливно-млн. т.у.т. Это около 20% годового производства первичных топливно-энергетических ресурсов. Снижение на 20% потребления только газа, энергетических ресурсов. Снижение на 20% потребления только газа, составляющего в топливном балансе 60%, позволит сократить затраты на топливо составляющего в топливном балансе 60%, позволит сократить затраты на топливо на 1 млрд. долл. и увеличить экспортный потенциал нашей страны на 5 млрд. на 1 млрд. долл. и увеличить экспортный потенциал нашей страны на 5 млрд. долл. ежегодно.долл. ежегодно.

Около 50% объектов коммунального теплоснабжения и инженерных сетей требуют Около 50% объектов коммунального теплоснабжения и инженерных сетей требуют замены, не менее 15% находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 км замены, не менее 15% находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 км тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений.тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений.

— — Выход:Выход: необходимы инновационные решения с максимальным использованием необходимы инновационные решения с максимальным использованием новых композиционных и геосинтетических материалов.новых композиционных и геосинтетических материалов.



Непрерывные базальтовые волокнаНепрерывные базальтовые волокна являются основой для производства множества являются основой для производства множества различных типов материалов и изделий. Базальтовые волокна хорошо совместимы с различных типов материалов и изделий. Базальтовые волокна хорошо совместимы с другими материалами и волокнами, что позволяет создавать множество другими материалами и волокнами, что позволяет создавать множество комбинированных материалов.комбинированных материалов.

Новые комбинированные материалы создают из непрерывных базальтовых волокон с Новые комбинированные материалы создают из непрерывных базальтовых волокон с углеродными волокнами, а также армированием базальтовыми волокнами бетонов, углеродными волокнами, а также армированием базальтовыми волокнами бетонов, асфальтобетонов строительных конструкций. Обладают высокими асфальтобетонов строительных конструкций. Обладают высокими характеристиками и дешевле материалов из чисто углеродных волокон.характеристиками и дешевле материалов из чисто углеродных волокон.

Применение: химически и износостойкие защитные покрытия емкостей, Применение: химически и износостойкие защитные покрытия емкостей, трубопроводов, нефтепроводов. Негорючие покрытия и композиционные трубопроводов, нефтепроводов. Негорючие покрытия и композиционные материалы. Пожаростойкие композиционные материалы. Трубы для материалы. Пожаростойкие композиционные материалы. Трубы для нефтепроводов. Негорючие теплоизоляционные и конструкционные материалы, нефтепроводов. Негорючие теплоизоляционные и конструкционные материалы, противопожарные двери, кабельные проходки.противопожарные двери, кабельные проходки.

Постоянное расширение использования труб из армированного углеродного Постоянное расширение использования труб из армированного углеродного волокна различного назначения, труб из полиэтилена и полипропилена.волокна различного назначения, труб из полиэтилена и полипропилена.


Исходя из объективных интересов нашей страны, Исходя из объективных интересов нашей страны, международное сотрудничествомеждународное сотрудничество в данной сфере желательно развивать на основев данной сфере желательно развивать на основе::

взаимовыгодного обмена опытом инновационного развития трубопроводного взаимовыгодного обмена опытом инновационного развития трубопроводного транспорта; совместных проектов повышения технологической безопасности; транспорта; совместных проектов повышения технологической безопасности;

создания средств коллективной защиты важнейших международных создания средств коллективной защиты важнейших международных трубопроводов; трубопроводов;

долгосрочного прогнозирования и активного многостороннего сотрудничества по долгосрочного прогнозирования и активного многостороннего сотрудничества по предотвращению перспективных техногенных угроз; предотвращению перспективных техногенных угроз;

развития систем автоматизированного производственного обучения;развития систем автоматизированного производственного обучения;

создания международных стандартов подготовки специалистов в области создания международных стандартов подготовки специалистов в области безопасности трубопроводов и унифицированных процедур их аттестации;безопасности трубопроводов и унифицированных процедур их аттестации;

обмена технической информацией и создания международных баз данных по обмена технической информацией и создания международных баз данных по критическим ситуациям в трубопроводных сетях;критическим ситуациям в трубопроводных сетях;

выработки процедур международного взаимодействия в критических ситуациях выработки процедур международного взаимодействия в критических ситуациях по предотвращению и ликвидации последствий аварийных разливов.по предотвращению и ликвидации последствий аварийных разливов.

Перспективы развития международного сотрудничестваПерспективы развития международного сотрудничества

geosynthetic materials 2012

Technology