ГК «Некст Трейд»

От Астрахани до Петербурга

Решением задачи продления периода эксплуатации нефтегазового оборудования, выработавшего проектный ресурс и сохранившего работоспособность, ученые и специалисты Группы «Газпром» занимаются на протяжении последних двадцати пяти лет. Одной из первых такая операция была выполнена на оборудовании технологических объектов Оренбургского газоперерабатывающего завода еще в начале 90-х годов прошлого столетия.

В числе проверенных отечественных подрядчиков

В последующие годы учеными и специалистами Российской академии наук и отраслевых институтов (ООО «Газпром ВНИИГАЗ», АО «ВНИИНЕФТЕМАШ» и др.), эксплуатирующих предприятий (ООО «Газпром добыча Оренбург», ООО «Газпром добыча Астрахань», ООО «Газпром добыча Уренгой», ООО «Газпром добыча Ямбург», ООО «Газпром добыча Надым» и др.) и экспертно-диагностических организаций (АО «Техдиагностика», Фонд «ИФДМ» и др.) был накоплен колоссальный позитивный опыт исследований в области оценки состояния нефтегазового оборудования, выработавшего проектный срок эксплуатации. Обоснование выполняемых работ и проведение мероприятий, компенсирующих воздействие факторов снижения работоспособности, безопасности и эффективности эксплуатации нефтегазового оборудования, осуществляются в рамках государственных научно-технических, федеральных и целевых отраслевых программ, определяющих приоритетные направления развития науки и техники.

Для принципиального улучшения качества ремонтных мероприятий, создания и внедрения единых технических нормативов в отрасли и уменьшения общих издержек в 2008 году был создан холдинг ООО «Газпром центрремонт», основной задачей которого стало обеспечение бесперебойного функционирования каждой точки на обширной производственной карте Группы «Газпром», где качество ремонта играет ключевую роль.

Привлечение к выполнению ремонтных работ проверенных отечественных подрядчиков, имеющих значительный опыт производства запасных частей к импортному оборудованию, которое эксплуатируется на промыслах «Газпрома», позволило решить проблемы контроля качества и оптимизации затрат. Одним из таких подрядчиков стала воронежская Группа компаний «Некст Трейд».

За десять лет специалисты «Некст Трейд» провели диагностику, обслуживание и ремонт около ста единиц устьевого фонтанного оборудования на промыслах Группы «Газпром». Самой объемной и сложной стала работа на Астраханском газоконденсатном месторождении (ООО «Газпром добыча Астрахань») и компрессорной станции «Волховская» (ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург»).

Комплексный подход к поставленной задаче

Колоссальный опыт, полученный ГК «Некст Трейд» при проведении мероприятий по продлению срока эксплуатации оборудования на Астраханском ГКМ, в дальнейшем был успешно применен на КС «Волховская» при ремонте клапанов Mokveld. 

В последнее время многие специалисты, эксплуатирующие оборудование Mokveld, стали отмечать тот факт, что голландская компания старается минимизировать требования к прочностным характеристикам материалов и пределам пропускной способности. В мае 2017 года на КС «Волховская» при осмотре антипомпажного клапана фирмы Mokveld RZD-RQX 12" ANSI 600 были выявлены многочисленные трещины и вырывы металла с поверхности сепаратора (трима).

При принятии решения о выборе площадки для ремонта клапана сотрудники департамента 308 ПАО «Газпром» приняли во внимание, что срок поставки оригинальных запасных частей Mokveld составит не менее шести месяцев и потребует значительных финансовых затрат. Было решено передать два клапана Mokveld типа RZD-RQX 12" ANSI 600 для ремонта на российские заводы, которые изготавливают аналогичное оборудование и внесены в реестр поставщиков ПАО «Газпром», — ООО «Некст Трейд» и ОАО «Томский электромеханический завод имени В.В. Вахрушева».

На заводе «Некст Трейд» к поставленной задаче подошли комплексно: не только провели капитальный ремонт клапана, установив запасные части собственного производства, но и выяснили причину износа сепаратора (трима) и дали рекомендации о продлении сроков службы оборудования.

По нашему заказу ООО «Компания металл экспертиза» (Москва) провело полную металлографическую экспертизу изношенного сепаратора (трима) клапана Mokveld RZD-RQX 12" ANSI 600. ООО НПП «ИнтерПолярис» (Воронеж), партнер ООО «Некст Трейд» с 2014 года, выполнило гидродинамический и прочностный расчет изделия и предложило вариант решения существующей проблемы в виде использования щелевого сепаратора, основываясь на том, что режим работы клапана при степени сжатия компрессора 1,38 характеризуется как наиболее напряженный. При нем сепаратор испытывает нагружение максимальным по абсолютной величине перепадом давления. В соответствии с исходными данными для проектирования клапана в рабочей среде могут содержаться абразивные частицы размером до сорока микрометров, что может привести к газоабразивному изнашиванию деталей изделия при некорректном выборе их конструкции и материалов. Процесс газоабразивного изнашивания определяется видом разрушения поверхностного слоя и снижением прочностных свойств материала. Наиболее сильное влияние на формирование процесса газоабразивного изнашивания и его интенсивность оказывает скорость частицы в момент удара, угол атаки и соотношение значений твердости материала и абразива.

Применение марок стали мартенситно-аустенитного класса с повышенным количеством хрома и никеля благоприятно сказывается на износостойкости, увеличивая прочность и вязкость поверхностного слоя, что особенно заметно при больших углах атаки. Для элементов конструкции могут применяться как специальные сплавы, так и покрытия или вставки из износостойких материалов (например, карбида вольфрама). Поверхностную твердость материала повышает его цементирование или азотирование. При малом массовом содержании абразивных частиц и перепадах давления до трех мегапаскалей добиться эрозионной стойкости можно за счет базового материала сепаратора без применения дополнительных методов повышения твердости.

В результате в качестве материала сепаратора был выбран сплав 07Х16Н6, сочетающий высокую твердость с достаточно большим количеством остаточного аустенита, увеличивающего долговременную эрозионную стойкость. Также снижение газоабразивного изнашивания разработанного сепаратора может быть достигнуто за счет оптимизации формы проходных сечений. Применение щелевой профилировки позволяет значительно понизить сдвиговые напряжения в проходных сечениях, что благоприятно скажется на долговечности конструкции.

Условная пропускная способность клапана с сепаратором, разработанным ООО «Некст Трейд», составила 3 217,3 кубометра в час против аналогичного показателя, заявленного компанией Mokveld, 2 415 кубометров в час. Это дает запас 25% по помпажу. Таким образом, при открытии клапана на 75% мы гарантированно уходим из аварийной зоны работы газоперекачивающего агрегата.

Комплексное решение проблемы газоабразивного изнашивания заключается в модернизации сепаратора по двум направлениям: замене материала на 07Х16Н6 и применению новой формы проходных сечений без изменения характеристик работы клапана.

В середине сентября 2017 года клапан прошел заводские испытания в присутствии представителя заказчика и был отправлен на КС «Волховская» для дальнейшей эксплуатации.

Перспективы развития холдинга ООО «Газпром центрремонт» на ближайшие годы связаны с реализацией инвестиционной программы ПАО «Газпром», которая включает в себя крупномасштабные проекты строительства и реконструкции важнейших объектов газовой отрасли, обеспечивающих надежность Единой системы газоснабжения России. Надеюсь, что для претворения в жизнь этой стратегии будет продолжено активное взаимодействие с российскими производителями.

Исходя из десятилетнего опыта сотрудничества ГК «Некст Трейд» с ООО «Газпром центрремонт», можно уверенно сказать, что ремонт оборудования на отечественных заводах, внесенных в реестр поставщиков ПАО «Газпром», эффективен по целому ряду причин. В частности, это наличие технологий и оборудования, складского запаса материалов, квалифицированного персонала, способного быстро и эффективно оценить проблему и подготовить рабочую документацию, налаженных кооперационных связей с поставщиками. Все перечисленные факторы позволяют сократить сроки изготовления запасных частей и ремонта оборудования в заводских условиях до двух месяцев.

Андрей Алексеевич ПОНОМАРЁВ,
инженер газопромыслового управления ООО «Газпром добыча Астрахань»:

— Наиболее распространенными дефектами, выявляемыми на корпусных деталях, считаются коррозионные язвы, питтинговая коррозия и размывы. Данные повреждения обнаруживались при осмотре корпусов моноблоков в канавках под металлическими уплотнительными кольцами крышек задвижек, в местах контакта неметаллических уплотнений седел и штока с корпусами задвижек фонтанных арматур. В отдельных случаях глубина дефектов в основном металле достигала 5,5 миллиметра.

Области структурных изменений в основном металле моноблоков возникают в результате длительного воздействия сероводородсодержащей газожидкостной смеси, знакопеременных циклических нагрузок, высоких и низких температур и при обследовании не всегда могут быть выявлены.

Результаты разрушающего контроля, проведенного АНО «Технопарк ОГУ» в 2011 году по договору с ООО «Газпром добыча Астрахань» для определения напряженно-деформированных участков корпусов моноблока и задвижки шиберной, показали наличие таких образований в местах герметизации фланцевых пар и седел задвижек. Это позволило своевременно проработать вопрос применения защитных покрытий в особо нагруженных зонах.

После анализа действующих требований к материальному исполнению изделий с учетом имеющейся статистики характера повреждений было принято решение о пересмотре документа «Технические требования на устьевое оборудование для эксплуатационных скважин Астраханского газоконденсатного месторождения» в части нанесения упрочняющего покрытия (наплавки) из сплава Inconel 625 на внутренние полости фонтанной арматуры в местах контакта с уплотнительными элементами и на поверхности, контактирующие с металлическими прокладками, исходя из опыта эксплуатации в условиях агрессивных сред фонтанных арматур производства французской фирмы Technor Malbranque. Вышеуказанный опыт применялся при изготовлении коренной задвижки из низколегированной стали AISI 4130 mod с наплавлением Inconel 625 во всей полости корпуса с выходом на уплотняющие поверхности фланцев.

Применение данного материала и технологии позволило увеличить нормативный срок службы оборудования с десяти до двадцати пяти лет, то есть более чем в два раза.

Совместно с ГК «Некст Трейд» в рамках программы импортозамещения и с целью сокращения стоимости производства изделия в 2017 году было согласовано техническое задание на изготовление задвижки фонтанной арматуры Ду 80 с нанесением сплава Inconel 625 по всей полости корпуса с выходом на уплотняющие поверхности фланцев. Проведенные испытания дали положительный результат.

Наплавка защитных покрытий из никелевых сплавов при изготовлении задвижек и корпусов фонтанных арматур — трудоемкий и дорогой процесс, однако при этом увеличивается срок эксплуатации и возрастает эксплуатационная надежность оборудования

Сергей Михайлович ДАВЫДОВ,
директор по производству ГК «Некст Трейд»:

— Мониторинг технического состояния узлов и деталей фонтанных арматур стал предметом особого внимания со стороны технических специалистов ГК «Некст Трейд» при ремонте оборудования на Астраханском газоконденсатном месторождении. Аномально высокое пластовое давление (до 630 килограммов на квадратный сантиметр), наличие в газе значительного количества высококоррозионных и токсичных компонентов (25% Н2S и 15% CO2), высокая температура гидратообразования (+21 °С) и присутствие механических примесей — факторы, формирующие дополнительную нагрузку на фонтанную арматуру. В связи с тем что промысел был на сто процентов укомплектован фонтанной арматурой импортного производства, мы приняли наименее затратное решение — о замене всех комплектующих при проведении капитального ремонта шиберных задвижек фонтанных арматур при условии диагностики и продления срока службы корпуса задвижки.

На начальном этапе совместно со специалистами газопромыслового управления Астраханского ГКМ было сформировано техническое задание, затем при активном участии ООО «Газпром ВНИИГАЗ» проводилась работа по поиску российских аналогов материалов, которые соответствовали требованиям NACE MR-0175. Ее результатом стало формирование ООО «Некст Трейд» перечня материалов, допущенных к применению на Астраханском ГКМ, для производства комплектующих к задвижкам фонтанных арматур. Сейчас ГК «Некст Трейд» выпускает запасные части к фонтанным арматурам Cameron, FMC (США), Malbranque (Франция), Barber (Канада). Как показала практика, решение использовать запчасти отечественного производства было эффективным: если вначале коллектив «Некст Трейд» ремонтировал порядка двадцати фонтанных арматур в год, то в последнее время потребность в ремонте составляет не более четырех единиц ежегодно, то есть происходит очевидное снижение эксплуатационных расходов на ремонт.

Ежегодный мониторинг технического состояния фонтанных арматур выявил еще одну достаточно серьезную проблему. При их изготовлении иностранные производители для корпусных деталей использовали коррозионно-стойкие модифицированные марки стали и сплавы с пониженным содержанием серы, фосфора и углерода, выпущенные по стандартам А182 Gr. F6NM, Gr. F3NM, A487 CA6NM. В соответствии с рекомендациями вышеперечисленных организаций сталь данных марок имеет физико-химические свойства, обеспечивающие гарантированную стойкость к коррозионным воздействиям на структуру металла и к сульфидно-коррозионному воздействию под напряжением.

Однако, как показывает практика эксплуатации фонтанных и запорных арматур на Астраханском ГКМ, наличие легирующих элементов в химическом составе не способно в полной мере исключить влияние сероводорода на структуру металла в течение планируемого двадцатипятилетнего срока службы изделия