В тисках нефтегазовой монопсонии. Рынок защиты от коррозии определяют не технологии, а предпочтения покупателя

При долговременной защите от коррозии объектов длительной эксплуатации предпочтение во многих случаях отдается именно лакокрасочным покрытиям. Жидкие ЛКМ как инструмент пассивной антикоррозионной защиты обладают рядом преимуществ перед альтернативами, к примеру, металлизированными покрытиями и рулонными полимерными материалами. Выделяют такие преимущества, как: возможность нанесения на объекты сложной геометрической формы без применения сложной техники и в полевых условиях, восстановления поврежденных покрытий, достаточно высокая относительно при сравнительно небольших затратах.

Емкость рынка

По данным маркетингового агентства Discovery Research Group, объем российского рынка специализированных антикоррозионных покрытий по итогам 2018 года с учетом всех сегментов составил 18,5 миллиарда рублей. Показатели импорта антикоррозийных покрытий в Россию, по данным на 2018 год, составили 7,1 миллиарда рублей (все сегменты).

В Агентстве маркетинговых решений «Концепт Центр» емкость рынка специальных антикоррозионных покрытий в нефтегазовом секторе по тоннажу оценивают в 25–30 тысяч тонн ежегодно. Рынок услуг по нанесению антикоррозийной защиты в России, по состоянию на 2016 год, оценивался в 2,6 миллиарда рублей. В 2017 году объем рынка упал более чем в два раза и составил 1,2 миллиарда рублей.

Динамику роста эксперты оценивают на уровне 2-3 % ежегодно. Однако, состояние и тенденции развития обоих рынков, антикоррозионных материалов и нанесения, определяются фактически бюджетами инвестпрограмм ведущих российских нефтегазовых компаний и весьма чувствительны к изменениям уровня спроса.

Правила выбора

Подбор системы антикоррозийных ЛКМ осуществляется исходя из множества факторов. Среди основных из них можно выделить: свойства материала защищаемой конструкции, требования по продолжительности эксплуатации объекта, которая формирует ожидаемую отдачу от покрытия; эстетические требования (внешний вид, колеровка); метод подготовки поверхности и способ нанесения, экологические требования (например, ограничения по летучим органическим соединениям).

В нефтегазовом сегменте действуют строгие стандарты качества по антикоррозионной защите.

Сегодня наиболее общим определяющим техническим документом для подбора типа защитного покрытия на конструкции объектов нефтегазового сектора является международный стандарт ISO 12944. Стандарт включает шесть основных классов коррозийной среды (6 – для условий, связанных с воздействием атмосферы, 3 – для условий, связанных с воздействием воды и почвы; в основу классификации положена скорость корродирования стали и цинка в первый год воздействия среды).

Кроме того, предприятия нефтегазового сектора принимают собственные руководящие документы (РД), стандарты, и реестры (см. табл.2 и табл.3), где прописаны не только предпочтительные материалы, обеспечивающие необходимые защитные свойства, но и методологические указания не только по условиям нанесения защитных покрытий. Таким образом, рынок антикоррозионных составов – это рынок покупателя, монопсония.

Материалы и технологии

Современный ассортимент материалов для АКЗ включает: неорганические цинксиликатные материалы; полимерные эпоксидные и полиуретановые материалы, алкидные, а также композиционные модифицированные эпоксидные и полиуретановые, эпоксиакриловые, полисилоксановые, эпоксисилоксановые, акрилполисилоксановые и другие композиционные полимерные материалы на их основе. Покрытия для антикоррозионной защиты представляют собой комплексные системы покрытий, состоящие из одного или нескольких слоев ЛКМ различных классов.

Большую долю здесь занимают системы на основе двухкомпонентных материалов: полиуретановых и эпоксидных. При этом доля эпоксидных ЛКМ составляет примерно 25 % рынка, алкидных – 65 %. Данные материалы обладают весьма хорошими защитными свойствами. При этом они могут быть в любом слое системы ЛКП: грунтовке, промежуточном слое, эмали.

Основной спрос нефтегазового комплекса приходится на органические ЛКМ (98-99 %), водоразбавляемые лакокрасочные материалы занимают 1-2 % рынка.

На рынке также присутствуют и однокомпонентные материалы на основе кремнийорганических, алкидных, акриловых смол, которые можно отнести к классу «грунт-эмаль» (их можно также встретить под названием «самогрунтующиеся покрытия»).

Отечественные производители и зарубежные поставщики АКЗ-материалов предлагают отраслевым потребителям системы покрытий именно на органической основе.

По словам заведующей кафедрой трибологии и технологий ремонта нефтегазового оборудования РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Оксаны Елагиной, вектор перспективных разработок в области антикоррозионных ЛКП связан с развитием композитных многослойных покрытий, сочетающих в своем составе разнородные компоненты. Так, формирование композиций «полимер – керамика», «полимер – металл» с учетом регулирования размерного фактора отдельных компонентов позволяет создавать новые свойства покрытий и расширять диапазоны условий их эксплуатации.

Изменяется и роль грунтовки в составе комплексного покрытия: если раньше ее назначение сводилась в основном к обеспечению высокой адгезии покрытия к защищаемой поверхности и связи с верхним слоем, то сейчас грунтовка рассматривается как самостоятельное покрытие толщиной 20-25 мкм с сохранением высоких защитных характеристик. Помимо высоких защитных свойств к грунтовкам предъявляются повышенные требования, например, высокая скорость формирования покрытия, низкая токсичность, небольшая толщина покрытия.

Структура рынка

Российский рынок специализированных антикоррозионных ЛКМ для нефтегазового комплекса насчитывает порядка 30 ключевых игроков.

Сегмент жидких АКЗ-покрытий для нефтегазового сектора делят такие крупные мировые игроки, как: Hempel, Jotun, International Protective Coatings, Steelpaint, PPG Industries, Permatex, Teknos, Goldschmidt TIB GmbH, Sherwin-Williams Company.

 В числе фаворитов конкурентной гонки выделяются такие российские производители лакоррасочной продукции, как: НПХ «ВМП», «Русские краски», «Эмпилс», «Морозовский химический завод» «ЗМ Волга»‚ «Снежинские краски»,  НПО «Лакокраспокрытие», «Разноцвет», «Экор-Нева», «Индустриальные покрытия», «Спектр», НПФ «ИНМА», «Антикоррозийные защитные покрытия» (Акрус), «Радуга», НПК «ЯрЛИ»,  «НПО РОКОР», НПФ «Эмаль», «СпецЭмаль».

Структуру рынка по соотношению импорт-экспорт можно оценить достаточно приблизительно. За последние 5 лет ведущие импортные производители ЛКМ для нефтегазового комплекса (Jotun, Неmреl, РРG, ЗМ) локализовали в России свои производственные мощности. В то же время ряд российских компаний перешел под контроль зарубежных производителей. Например, «Гамма индустриальные краски» с 2007 года вошла в концерн Tikkurila.

 В официальную статистку включаются все объемы выпуска ЛКМ, которые выпущены в обращение в промышленном секторе РФ; они считаются «российским продуктом», безотносительно оценки доли отечественного сырья.

Эксперты придерживаются мнения, что доля импортных защитных составов держится на уровне 22–25 %. Этот показатель может отличаться в большую или меньшую сторону в зависимости от сегмента применения (например, в сегменте долговечных покрытий для офшорных проектов эта доля может достигать 80 %).

При этом конкуренция в наиболее высокотехнологичных нишах носит неценовой характер. По словам к.х.н, руководителя ЗИТ «Россильбер» Азамата Гареева, сейчас окупаемость отечественных систем АКЗ-покрытий, составляет 3-5 лет по сравнению с зарубежными аналогами. 

Для повышения своей конкурентоспособности игроки рынка нефтегазовых ЛКМ проходят сертификационные испытания в отраслевых организациях. Впрочем, наличие отраслевых сертификатов и вхождение в реестры рекомендованных материалов не всегда является гарантией получение заказов на поставку лакокрасочных материалов и не обеспечивает победу в проводимых тендерах.

Жесткие требования потребителей к качеству АКЗ диктуют необходимость инвестиций в развитие. Поэтому российские производители в последние годы работают над обеспечением стабильно высоких характеристик в течении всего жизненного цикла покрытий. Для этого они инвестируют значительные средства в разработку новых покрытий, расширяют предлагаемый ассортимент, развивают направления бизнеса по нанесению покрытий, инспекционному контролю и консалтингу.

Большинство защитных покрытий барьерного типа российского производства являются тонкослойными: их максимальная толщина не превышает 100 мкм. Общая толщина защитного покрытия российского производства после применения материалов барьерного типа в системе не превысит 300-320 мкм.

Толстойслойность антикоррозионного импортного покрытия достигается за счет использования различных материалов (грунт, промежуточное покрытие, покрывной слой) в системе покрытия и может иметь различную величину. Некоторые импортные однослойные АКЗ-покрытия могут обладать толщинойдо1000 мкм и выступать в качестве единственного покрытия. В качестве факторов, препятствующих расширению доли российских производителей на рынке АКЗ-покрытий, эксперты называют дефицит отечественных сырьевых ресурсов для производства антикоррозионных ЛКМ, в частности, алифатических изоцианатов, ограниченные объемы производства эпоксидных смол, цинковых порошков для протекторных грунтовок, пигментов.

Сегментирование

Можно выделить несколько сегментов рынка антикоррозионных покрытий для защиты внутренних и наружных поверхностей по области применения: резервуарные парки для хранения нефтепродуктов, трубопроводы (газовые и нефтяные; морские и сухопутные; промысловые и продуктовые), металлоконструкции нефтегазопромысловых и транспортных сооружений, технологическое оборудование. Соответственно, наиболее массовым сегментом, с большим объемом спроса, является окраска резервуаров для хранения нефтепродуктов. В наиболее узких сегментах, таких как оффшорные проекты, правят бал преимущественно зарубежные производители.

Покрытия для резервуарных парков: массовый рынок

В России насчитывается порядка 1 000 резервуарных парков для хранения нефтепродуктов, состоящих из 9,1 тысячи резервуаров с совокупной емкостью 18,162 миллиона кубометров. По оценкам экспертов, объем спроса в данном сегменте составляет 16 - 18 тысяч тонн ЛКМ в год (на окраску одного РВС используется в среднем от 550 до 800 килограмм лакокрасочных материалов, в зависимости от объема емкости).

Наиболее жесткие требования предъявляются к АКЗ-материалам для внутренних поверхностей. Различные зоны внутренней поверхности резервуаров подвергаются воздействию коррозионно-активной минерализованной подтоварной воды, нефти или нефтепродуктов, газовоздушной фазы повышенной коррозионной агрессивности.

Помимо высокой адгезии к металлу защитные покрытия нефтехранилищ и резервуаров должны выдерживать деформирующие нагрузки, возникающие в процессе заполнения и опорожнения резервуаров, а также суточного колебания температур. Срок службы ЛКП — не менее 10 лет.

Антикоррозионная защита внутренней поверхности резервуара и конструкционных элементов, находящихся внутри резервуара, может выполняться как одной, так и несколькими системами покрытий различного типа по высоте резервуара.

Как показывает практика, в большинстве случаев для защиты внутренней поверхности резервуаров применяются эпоксидные материалы, поскольку они отличаются высокими показателями химической стойкости и высокой физико-механической прочностью в средах, содержащих серу, сероводород, кислород и углекислый газ.

Обладая высокой защитной способностью в контакте с нефтью и нефтепродуктами, эпоксидные покрытия материалы отличаются хорошей адгезией к стали в условиях эксплуатации резервуаров. В зависимости от химического состава применяемых отвердителей: полиаминных, полиамидных или полиамидоаминных – покрытия обладают стойкостью к воздействию воды, нефти и разных видов нефтепродуктов в условиях погружения, а также в условиях эксплуатации при высоких температурах.

Для антикоррозионной защиты наружной поверхности резервуаров используют покрытия нормального, усиленного и особо усиленного типа толщинами от 300 мкм до 600 мкм. Для сохранения декоративных свойств покрытия при длительном воздействии ультрафиолетового излучения (УФ) очень важен показатель цветостойкости покрытия, который определяется пигментами и основным связующим компонентом краски. Также верхний слой лакокрасочного покрытия (ЛКП) должен быть стойким к абразивному воздействию и достаточно гладким, чтобы уменьшить загрязнение поверхности. Цвет покрывного ЛКМ наземного резервуара должен быть светлым.

Декоративные возможности материала также зачастую имеют значение для данного сегмента. Вспомним хотя бы нанесение мурала (артобъекта – художественной росписи, прим. ред.) на четырех резервуарах ЯМАЛ СПГ. Емкость каждого резервуара составляет 160 тысяч кубометров , высота – 43,1 м, а диаметр – 82,2 м. Площадь окраски составила 10,5 тысяч квадратных метров. Мурал стал крупнейшим в мире, реализованным в условиях Арктики.

Офшорные проекты: экстремальные требования по долговечности

К покрытиям, обеспечивающим АКЗ морских нефтегазопромысловых сооружений, предъявляются самые строгие требования. Это связано со сложной эксплуатационной средой: воздействие морской воды, солевого тумана, химических продуктов, УФ-излучения, абразивного износа от работы буровых установок и причалов, движущегося льда при плотном его соприкасании с сооружением, а также циклов переменного смачивания волнами и погружения в морскую воду, возможные механических повреждений и скопления живых существ на корпусе).

В оффшорном сегменте доля защитных лакокрасочных покрытий достигает 80 %.

 Восстановление покрытия в подводной части опорного блока платформы физически невозможно, поэтому срок покрытий для внешних поверхностей, находящихся в подводной части, и зоне переменной ватерлинии опорного блока должен быть максимально долгим.

От всех лакокрасочных систем, применяемых на офшорных платформах, требуется гарантия высокой степени защиты металла от коррозионного разрушения и срок службы свыше 20 лет.

Поэтому основной критерий для их подбора – устойчивость во времени к влиянию различных разрушающих воздействий при надежном сохранении эксплуатационных параметров (например, адгезии и физико-механической прочности, цвета, глянца и гибкости покрытий на защищаемой поверхности).

Критическое значение в этом сегменте получают вопросы проектирования, соблюдения технологий нанесения и контроля за качеством выполнения работ: качество выполнения отдельных технологических операций должно проверяться промежуточным и окончательным контролем.

Исторически первым офшорным проектом в истории отечественного нефтегазового даунстрима стало обустройство месторождения «Приразломное» – единственного на сегодняшний день месторождения на арктическом шельфе в Печорском море.

С 2013 года «Газпром нефть шельф» начала эксплуатацию морской ледостойкой стационарной платформы (МЛСП) «Приразломная». Сооружение обеспечивает выполнение всех технологических операций: бурение скважин, добычу, хранение, подготовку и отгрузку нефти на танкеры, выработку тепловой и электрической энергии.

 На конструкциях платформы использовалось покрытие под маркой Chartek 7 от International Paint Ltd. По информации из открытых источников, всего нанесено 350 тысяч килограммов этого материала. Это толстослойный двухкомпонентный эпоксидный состав, сочетающий в себе коррозионную и огнезащиту.

 Второй компанией, которая имеет опыт работы с морскими платформами, является «ЛУКОЙЛ». Офшорные платформы на месторождениях им. Ю. Корчагина (2010 год) и В. Филановского (2018 год) эксплуатируются в относительно «теплых» водах Каспийского моря. Тендер на окраску блока-кондуктора на месторождении им. Ю. Корчагина выиграл Jotun/«Норд-Лайн», поставку защитных ЛКП на металлоконструкции на платформе ЛСП на месторождении им В. Филановского осуществлял Hempel.

В 2018 году «ЛУКОЙЛ» принял решение использовать для защиты наклонной части опорного блока-кондуктора площадью около 211 квадратных метров в зоне переменной смачиваемости (ватерлинии) комбинированное защитное покрытие СПРАМЕТ-300. Покрытие состоит из цинк-алюминиевой матрицы, полученной методом газотермического напыления. Металлизированный слой обработан специальным пропитывающим составом.

Трубопроводы

В России активно развивается трубопроводный транспорт нефти и газа: протяженность веток магистральных и промысловых нефте -, газо- и продуктопроводов составляет сотни тысяч километров.

При эксплуатации трубопроводов важно защитить внутреннюю поверхность трубы от контакта с транспортируемой коррозионно-активной средой, а наружную – от воздействия окружающей среды.

В практике антикоррозионной защиты трубопроводов наибольшее применение находят эпоксидные покрытия

Газовые трубопроводы. «Газпром» разрешает осуществлять строительство магистральных газопроводов только из труб с заводской изоляцией. Наиболее распространенным типом является трехслойное полиэтиленовое покрытие. Наибольшие проблемы на сегодняшний день связаны с выбором и применением наружных антикоррозионных покрытий, наносимых на элементы трубопроводов сложной конфигурации – фасонные соединительные детали, гнутые отводы, запорная арматура трубопроводов. В практике антикоррозионной защиты трубопроводов наибольшее применение находят эпоксидные покрытия

Для магистральных газопроводов актуальна проблема применения протекторных покрытий, наносимых в трассовых условиях – для восстановления наружной для изоляции стыков и соединительных деталей. Для этого, наряду с полимерными и битумно-полимерными рулонными покрытиями, а также термоплавкими материалами, наносимыми методом расплава, используются термореактивные материалы. Как правило, применяются рулонные армированные защитные покрытия на основе термоусаживающихся полимерных лент, конструктивно аналогичные заводским двухслойным полиэтиленовым покрытиям труб.

В газовой отрасли существует проблема механического повреждения наружного АКП трубопроводов в скальных и многолетнемерзлых грунтах. При траншейном способе укладки в подобных грунтах используется скальный лист, который не гарантирует стопроцентного прилегания к поверхности полимерного покрытия и может смещаться.

При протаскивании используется бетонное покрытие, значительно утяжеляющее трубопровод. В строительстве магистрального газопровода «Сила Сибири» «Газпром» использовал монослойное антикоррозионное покрытие для труб большого диаметра на основе материала «Метален ПЭ-21». Оно пришло на замену традиционной трехслойной изоляции. Ноу-хау заключается в исключении слоя адгезива, который «вобрал» в себя полимерный слой. Также стеклопластиковая лента (АТП) – композиционный материал на основе химически модифицированного полиэтилена, армированного стеклоровингом.

Нефтепроводы. Для защиты линейных труб диаметром до 1220 мм и свайных труб диаметром до 530 мм требования ПАО «АК «Транснефть» рекомендуют использовать двухслойные эпоксидные покрытия. Как правило, затраты на нанесение эпоксидных покрытий значительно ниже затрат на заводские полиэтиленовые и полипропиленовые покрытия труб, поэтому двухслойное эпоксидное покрытие выгоднее в среднем на 12–15%.

Система двухслойного эпоксидного покрытия отлично показала себя в условиях вечной мерзлоты при строительстве нефтепроводе Заполярье–Пурпе (большую часть которого составляют трубы надземной прокладки, для защиты свайных труб использовалось двухслойное эпоксидное покрытие).

Морские трубопроводы. При проектировании и строительстве надежность и безопасность морских трубопроводов обеспечиваются по повышенным требованиям, по отношению к проложенным на суше.

Российские нефтегазовые компании имеют сравнительно небольшой опыт проектирования и строительства морских трубопроводов; в основном, это – морские участки газопроводов: «Северный поток» в Балтийском море; «Голубой поток», «Турецкий поток» и «ТуапсеДжубга» в Черном море, введеные в эксплуатацию в последние 20 лет.

Морские нефтепроводы относительно небольшой протяженности также эксплуатируются в Печорском море (отгрузочный трубопровод Варандейского нефтяного терминала), на Балтике (месторождение Д-6), на шельфе Сахалина.

По информации оператора проекта «Турецкий поток», на внешних поверхностях трубопровода используется трехслойное антикоррозийное полипропиленовое покрытие, внутренние поверхности защищены эпоксидным покрытием. Для внешней антикоррозионной защиты труб в США, Канаде, Великобритании и в ряде других стран наиболее популярны заводские эпоксидные покрытия труб толщиной 350–400 мкм.

Морские трубопроводы. При проектировании и строительстве надежность и безопасность морских трубопроводов обеспечиваются по повышенным требованиям, по отношению к проложенным на суше.

 Российские нефтегазовые компании имеют сравнительно небольшой опыт проектирования и строительства морских трубопроводы: морские участки газопроводов: «Северный поток» в Балтийском море; «Голубой поток», «Турецкий поток» и «ТуапсеДжубга» в Черном море введены в эксплуатацию в последние 20 лет.

Морские нефтепроводы относительно небольшой протяженности также эксплуатируются в Печорском море (отгрузочный трубопровод Варандейского нефтяного терминала), на Балтике (месторождение Д-6), на шельфе Сахалина. Промысловые нефтепроводы.

Внутреннее антикоррозионное покрытие труб применяется при строительстве промысловых нефтепроводов, технологических обвязок насосных, компрессорных станций и других объектов для защиты стальной поверхности труб от коррозионно-эррозийного воздействия транспортируемых сред.

По информации оператора проекта «Турецкий поток», на внешних поверхностях трубопровода используется трехслойное антикоррозийное полипропиленовое покрытие, внутренние поверхности защищены эпоксидным покрытием. Для внешней антикоррозионной защиты труб в США, Канаде, Великобритании и в ряде других стран наиболее популярны заводские эпоксидные покрытия труб толщиной 350–400 мкм.