Нефтегазовая отрасль с ее значительным электропотреблением, сложными условиями эксплуатации и повышенными требованиями к безопасности ставит непростые задачи перед производителями КНС и требует системного инженерного подхода к создаваемым ими решениям.
КНС для нефтегазовой отрасли
Какой бы из трех основных сегментов нефтегазовой отрасли – добыча, транспортировка и переработка углеводородов – мы бы не взяли, им свойственен ряд общих черт, определяющих требования к КНС. Все они характеризуются большими по площади или по протяженности (или то и другое сразу) производственными объектами, существенной энергоемкостью технологических процессов и тяжелыми условиями эксплуатации.Это означает, что на объектах прокладываются километры кабельных трасс, обеспечивающих электроснабжение технологического оборудования, систем автоматизации, телеметрии и безопасности, а также линии связи. КНС на нефтегазовых объектах должны выдерживать значительные нагрузки, обусловленные большим количеством кабелей и протяженностью трасс.
Дополнительную сложность создают условия эксплуатации. Многие объекты добычи, подготовки и транспортировки углеводородов расположены в северных регионах с повышенными ветровыми и снеговыми нагрузками. Для морских терминалов – будь то нефтеналивные терминалы или портовая инфраструктура для отгрузки СПГ – характерны дополнительные сложности, связанные с их расположением в береговой зоне с высокой концентрацией хлоридов в воздухе. Предприятия переработки, в свою очередь, характеризуются наличием агрессивных сред.
Все эти факторы предъявляют повышенные требования к прочности, несущей способности и коррозионной стойкости кабеленесущих систем. Поэтому в нефтегазовой отрасли необходимы металлические кабеленесущие системы (МКНС) с особыми характеристиками:
- высокая несущая способность – большая масса кабелей и значительные расстояния между опорными конструкциями требуют от систем листовых и лестничных лотков высокой механической прочности;
- долговечность оборудования – согласно нормативным требованиям, срок службы КНС до замены должен составлять не менее 20 лет;
- эффективная защита металлических конструкций от коррозии – в нефтегазовом секторе наиболее востребована технология горячего цинкования с увеличенной толщиной защитного слоя (80 мкм и больше по сравнению с 55 мкм для большинства сфер применения).
Инженерный подход к разработке КНС
Требуемые нефтегазовой отраслью скорость строительства и надежность позволяет обеспечить только комплексный инженерный подход к созданию кабеленесущих систем. При нем КНС рассматривается не как набор отдельных элементов, а как комплексная инженерная система для прокладки кабельных линий, обеспечивающая их упорядоченное размещение и защиту от механических повреждений и других внешних воздействий.МКНС включает в себя целый ряд элементов – лотки (кабель-каналы) различных типов, опорные системы, монтажные и системные аксессуары. В зависимости от решаемой задачи используются оптимальные виды лотков (как по отдельности, так и в различных комбинациях):
- листовые лотки обеспечивают максимальную защиту от пыли, влаги, механических воздействий и электромагнитных помех,
- перфорированные лотки предотвращают перегрев кабелей под нагрузкой и обеспечивают дренаж случайно попавшей внутрь воды,
- лестничные лотки отличаются высокой несущей способностью, выдерживая тяжелые пучки кабелей,
- проволочные лотки – имеют небольшой собственный вес, обеспечивают хорошую вентиляцию и легкий доступ к кабелям.
В качестве примера реализации комплексного подхода к МКНС можно рассмотреть решения компании IEK GROUP, включающие различные типы лотков, опорные конструкции и аксессуары, что позволяет формировать кабельную инфраструктуру, адаптированную под конкретные, даже самые сложные, условия эксплуатации.
Эксплуатационные характеристики МКНС IEK GROUP подтверждаются в ходе комплексных испытаний. В специализированных лабораториях проверяются такие параметры, как несущая способность конструкций, коррозионная стойкость, электропроводность и другие параметры, регламентированные нормативными документами. Полученные результаты анализируются конструкторским бюро компании для улучшения характеристик МКНС. Также ресурс лабораторий задействован при проведении испытаний нестандартных изделий и узлов, разрабатываемых под конкретные проекты. Накопление и систематизация данных по таким узлам и изделиям позволяет своевременно модернизировать и расширять линейки продуктов.
Кабеленесущие системы бренда IEK соответствуют требованиям ключевых отраслевых стандартов. В частности, продукция сертифицирована в соответствии с ГОСТ Р 52868-2021 и имеет сертификат системы добровольной сертификации ИНТЕРГАЗСЕРТ компании Газпром, что позволяет использовать ее на объектах газовой отрасли.
Обеспечение соответствия стандартам также поддерживается собственным испытательным центром IEK, включающим несколько лабораторий. В рамках испытаний МКНС проверяются:
- несущая способность;
- коррозионная стойкость;
- электропроводность;
- иные параметры, регламентированные ГОСТ Р 52868‑2021.
Дополнительно изделия имеют сертификаты, подтверждающие их сейсмостойкость и Свидетельство о типовом одобрении Морского регистра. Кроме того, на объектах нефтегазовой отрасли повышенное внимание уделяется пожарной безопасности. МКНС IEK GROUP сертифицированы для применения в огнестойких кабельных линиях совместно с кабельной продукцией широкого спектра производителей. Это позволяет применять их на объектах с особыми требованиями к пожаробезопасности.
Условия разные, выбор – точный
Металлические кабеленесущие системы (МКНС) — универсальное решение для промышленных объектов: они позволяют решать широкий спектр задач — от организации слаботочных сетей до прокладки силовых кабельных трасс. Благодаря гибкости проектирования, совместимости элементов и возможности эксплуатации в широком диапазоне условий можно подбирать компоненты КНС в зависимости от конкретной задачи. При этом отечественные производители постоянно расширяют ассортимент МКНС, чтобы точнее учитывать отраслевые требования.Примером такого подхода является линейка МКНС IEK GROUP, которая включает:
- системы листовых перфорированных и неперфорированных лотков ESCA,
- системы лестничных лотков LESTA,
- тяжелые лестничные системы LESTA 5H для высоких нагрузок и больших пролетов,
- проволочные лотки NESTA для организации слаботочных сетей,
- широкий ассортимент опорных конструкций, включая решения на базе STRUT-профиля,
- модульные кабельные эстакады.
В ответ на запрос нефтегазовой отрасли на высокую коррозионную стойкость в IEK GROUP освоена технология горячего цинкования изделий с увеличенной толщиной защитного слоя (80, 85 и 110 мкм). Перед производством компания проверяет химический состав сырья - это позволяет добиться нужной толщины и равномерности покрытия. Также проводится сплошной выходной контроль и предпродажная подготовка: удаляются наплывы в отверстиях, проверяются и при необходимости устраняются заусенцы.
Линейка МКНС IEK постоянно совершенствуется. Так, за последний год была значительно модернизирована система листовых лотков и аксессуаров ESCA 7 в исполнениях толщиной 1,5 и 2,0 мм. Производство переведено на высокоскоростные автоматизированные линии прокатного типа, что позволило повысить скорость изготовления. Кроме того, эта линейка была полностью унифицирована по конструктиву с другими семействами листовых лотков, что позволяет комбинировать различные компоненты систем для оптимизации проекта.
В ближайшее время также планируется выход на рынок системы тяжелых лестничных лотков LESTA 5H, предназначенных для применения на кабельных трассах с повышенными нагрузками или при больших пролетах (длина прямых секций до 9 м).
Цифровые инструменты для проектирования
Современные КНС проектируются с использованием специализированных программных решений, что позволяет заранее рассчитать нагрузки, оптимизировать конфигурацию кабельных трасс и подбирать необходимые элементы системы. К ним относятся конфигураторы кабельных трасс, библиотеки компонентов для систем автоматизированного проектирования и специализированные плагины для инженерных программ.Набор цифровых инструментов IEK для проектировщиков кабельных трасс включает:
- конфигуратор для расчета кабельных трасс,
- динамические блоки для AutoCAD и nanoCAD,
- специализированные плагины для AutoCAD и Revit,
- базы данных для систем nanoCAD Электро, Model Studio «Кабельное хозяйство» и ePLAN.
Куда идут МКНС?
Основным вектором развития кабеленесущих систем является повышение их надежности при оптимизации конструкции.Одним из ключевых направлений является увеличение несущей способности при снижении металлоемкости изделий. Это достигается за счет применения современных технологических решений, например, объемной перфорации, которая формирует дополнительные ребра жесткости и повышает прочность конструкции без увеличения толщины металла.
Развитие КНС связано не только с совершенствованием конструкций, но и с внедрением новых материалов и технологий защиты от коррозии. В качестве альтернативы традиционному методу горячего цинкования IEK GROUP активно исследует возможность применения улучшенных цинк-алюминий-магниевых покрытий для прокатных, гнутых и штампованных изделий, а также высокотехнологичные цинк-ламельные покрытия для малогабаритных изделий и метизов. Для изделий, при производстве которых используется сварка, компания рассматривает технологию нанесения гальванических покрытий с использованием специализированного полимерного органического покрытия – силера, создающего дополнительную защитную пленку. Внедрение этих технологий позволит IEK GROUP предложить рынку решения с повышенной коррозионной стойкостью при сохранении стоимости, но со значительно меньшим сроком производства и поставки.
Определенных успехов IEK GROUP добилась и в работах по тематике использования композитных материалов для производства КНС. Такие решения представляют интерес для компаний нефтегазовой отрасли благодаря коррозионной стойкости в агрессивных средах (в т. ч. при воздействии сероводорода и кислот), небольшому собственному весу, долговечности, пожаробезопасности и диэлектрическим свойствам.
Таким образом, комплексный подход к разработке кабеленесущих систем, использование современных материалов и цифровых инструментов проектирования позволяют создавать решения, отвечающие требованиям важнейших отраслей промышленности, включая нефтегазовую.
