М. Н. Ефанов «Импакт»: От старта до финиша

Давайте представим себе оборудование магистрального трубопровода ближайшего будущего. Что мы увидим на трассе и крановых узлах? Во-первых, это будет система, непрерывно следящая за трассой. Для интеграции этой системы в единый комплекс используется гибридная оптоволоконная и электрическая информационная сеть. Значительные многокилометровые перегоны между сетевыми узлами выполнены на оптоволокне, а небольшие локальные соединения – на двухпроводной витой паре. Также специально выделенная пара оптических волокон служит для контроля событий на трассе, о чем будет сказано ниже. Для контроля всей информационной сети используется SCADA-сервер «Импакт», который также является шлюзом для информационного межсетевого обмена.
Для управления запорной арматурой возможно применение пневмогидравлических приводов экономичной, простой и надежной конструкции, разработанных на основе опыта и традиций мирового арматуростроения.
Каждая крановая площадка оборудована четырехканальным контроллером для запорной арматуры «Импакт 1», который обеспечивает контроль, управление и диагностику всех четырех кранов на площадке. Эти контроллеры объединяются сетью передачи данных и находятся под управлением головной SCADA. Кроме того, на каждой крановой площадке установлен автомат аварийного закрытия крана Impact AE. Практически это единственный на сегодняшний день ААЗК, полностью отвечающий требованиям СТО Газпром и свободный от ложных срабатываний, вызванных проходом снарядов и подключением мощных потребителей. Питание системы осуществляется от солнечных батарей, при этом между крановыми площадками проходит общая линия питания, по которой распределяется мощность, вырабатываемая всеми батареями, а при выходе из строя одной из них остальные принимают на себя нагрузку. По этой же линии происходит информационный обмен между контроллерами. Для контроля событий, происходящих на трассе, используется волоконно-оптическая система Impact DS, которая представляет собой цифровой контроллер, установленный на каждой второй крановой площадке и контролирующий в общей сложности до 80 км трассы. Для контроля используется простой и недорогой двужильный оптоволоконный кабель. Оптоволоконная линия позволяет следить за появлением ударного шума и вибраций и определять источник их возникновения с точностью до 100 м.
При необходимости внутритрубной диагностики можно воспользоваться оборудованием и технологией Impact T, предназначенными для врезки в трубопровод под давлением, причем врезка становится пригодна для запуска и выпуска очистных поршней и диагностических снарядов, а впоследствии имеется возможность возврата направления трубопровода к первоначальному состоянию.
Объем этой заметки не позволяет перечислить все возможные сферы применения оборудования «Импакт». Поэтому для полного и всестороннего ознакомления с этим оборудованием и технологиями предлагаем вам обратиться за консультацией непосредственно к специалистам АО «ИЦС». В настоящее время в рамках технологического проекта «Импакт Россия» ведется разработка новых типов оборудования для нужд нефтяной и газовой промышленности, включающих в себя оборудование для всех стадий технологического цикла.
В качестве заключения можно добавить, что прогресс в транспортной инфраструктуре нефти и газа в ближайшем будущем будет выражаться в совершенствовании и усложнении конструкции трубопроводов, которые постепенно будут превращаться из низкотехнологичного «железа» в высокотехнологичную систему. Эта система будет автоматически поддерживать свои рабочие режимы, а также оперативно принимать необходимые меры для минимизации последствий возможных аварий. Всеобъемлющая диагностика трубопроводов поможет следить за ними дистанционно и практически исключить обходы на трассе.
 

М. Н. Ефанов "Как использовать импортозамещение в эпоху глобализации"

В этой статье хотелось бы поднять вопросы и начать обсуждение по теме проблематики жизненного цикла арматурных комплексов, регламентов, диагностике и ТО.
Охарактеризуем кратко текущую ситуацию в данной области: во первых, действует фактор импортозамещения – власти настоятельно рекомендуют корпорациям не приобретать продукцию зарубежных производителей, вследствие чего официальные дилеры и дистрибьюторы теряют прибыль, конечные пользователи попадают в ограничения, нарушаются налаженные годами связи.
Во-вторых, в корпорациях проводится политика борьбы с импортозамещением (часто в неявном виде): топ-менеджмент идёт по пути специальных разрешений и налаживания связей с властными структурами с целью получения преференций. Ту же линию проводят иностранные производители и поставщики. В случаях, когда вопрос не удаётся решить положительно, потребители вынуждены приобретать отечественную продукцию.
Вопрос, касающийся отечественной продукции, сложен, но сводится к двум основным темам: это тема качества и тема наличия отечественных комплектующих для арматуры. Здесь нужно уточнить, что под словом «арматура» следует понимать запорный орган, привод и систему управления. Здесь, особенно в части системы управления, импортозамещение можно считать невозможным, поскольку изначально все стандарты, касающиеся, например, промышленных протоколов, являются иностранными, аппаратное обеспечение (электронные компоненты) на территории России, по сути, не производятся, и нет никаких серьёзных предпосылок для изменения этой ситуации. Кроме того, все средства разработки, включая языки программирования, являются иностранными, в основном производства ЕС и США. Система «Компас» не в счёт, поскольку она работает также под ОС Windows. Более того - официально программное обеспечение для 3D - проектирования и расчётов в основном не поставляется, но производители традиционно работают на пиратском. Здесь альтернативы импортным решениям практически не существует. Ряд конструкционных материалов, применяемых в арматуростроении, также изготавливается за пределами России. Производители обычно скрывают данные факты. По сути, сейчас декларируется политика, обратная политике глобализации.
По вопросу качества можно отметить традиционную ситуацию: все производители заявляют, что могут сделать недорогую и качественную продукцию, но в подавляющем большинстве случаев всё это неправда. Более того, выпуск недорогой продукции в условиях, когда значительная часть комплектующих закупается за валюту, учитывая фактическую немощность рубля, при обычной нехватке дешёвых квалифицированных специалистов, заводит предприятия в тупик, не даёт им развиваться и вкладывать финансы в разработку новых решений.
Тем временем, у потребителей происходит регулярное сокращение возможности поддержания матчасти в рабочем состоянии. Поэтому потребители часто вынуждены закрывать глаза на скрытые и явные дефекты не только отдельной арматуры, но и целых установок, производя ремонт и доработки «на коленке», а также эксплуатируя аппаратуру в аварийных режимах. Посетив несколько НПЗ и химических комбинатов, автор видел такие явления, как пар, который вырывается из дефектного крана, покрывая туманом и росой десятки квадратных метров площадей установок, краны, из которых капала горящая среда, системы АСУТП с «зажатыми» сигналами аварии и другие эксплуатирующиеся в аварийном режиме комплексы.
Таким образом, если брать во внимание все вышеперечисленные аспекты, можно сказать, что, несмотря на наличие политических трудностей, политика импортозамещения недальновидна и в принципе невозможна к исполнению, ведь если взять за пример шаровой кран традиционной конструкции, оборудованный приводом и интеллектуальным контроллером, то, пересчитав количество деталей, которые составляют его конструкцию, учитывая применяемые стандарты, программное обеспечение и оборудование, которое потребовалось для его производства, мы увидим, что глубина импортозамещения такого крана составляет (в лучшем случае) 5 10 %. Можно констатировать, что Россия не готова на сегодняшний день к импортозамещению, поскольку в эпоху глобализации это просто модный ярлык, тренд, не имеющий под собой реального движения.
Обратимся к проблематике жизненного цикла арматурных комплексов.
За последние два десятка лет утвердились и прочно вошли в жизнь технические средства диагностики. Например, предприятия нефтегазового комплекса проводят проверку более чем 90 % своих трубопроводов. Однако для запорной арматуры по прежнему по разным причинам проверки либо ограничиваются внешним осмотром по принципу «течёт – не течёт», либо вообще не проводится никакой проверки в принципе до выхода арматуры из строя. Значительная часть арматуры разукомплектована или неисправна, и немалая часть арматуры выработала свой ресурс. Несмотря на то, что это приводит к регулярным авариям и катастрофам, эксплуатация не стремится наладить широкомасштабную систему мониторинга всех трубопроводов полностью, включая запорную арматуру, а не только саму трубу. Эксплуатация обычно оперирует риторикой в стиле «мы и так знаем, что у нас с арматурой», хотя никаких документальных свидетельств тому найти обычно не удаётся.
Здесь также скрыта проблема регламентов, которая заключается в том, что обслуживание, ремонт и замена арматуры проводится не по необходимости, а по определённому план-графику. В результате такого подхода происходит регулярное списание арматуры, которая имеет ещё достаточный запас по ресурсу эксплуатации, но при этом совершенно не учитывается её техническое состояние между регламентными работами. Естественно, что недорогая арматура может при этом списываться сотнями экземпляров, но вызывает удивление отказ от экономии при переводе крупногабаритной дорогой арматуры на диагностику, как периодическую, так и непрерывную в онлайн-режиме. Ведь часто бывает, что внеплановый выход из строя крупной арматуры влечёт за собой не только опасность катастрофы, но и определённые экономические потери вследствие стравливания десятков, сотен, а иногда и миллионов кубометров продукции. При этом затраты на регламентные работы на крупной арматуре часто могут быть огромными. Фактически ежедневно за это расплачиваемся мы с вами, оплачивая товары, в стоимость которых включаются заранее и эти потери.
Кроме того - регламентные работы часто вовлекают в эту цепочку различные лаборатории, которые создаются на промышленных предприятиях и сами производят проверку собственной арматуры, что не соответствует действующему законодательству. Вдобавок, система государственного технического надзора по данному направлению работает неэффективно и, видимо, вследствие коррумпированности отдельных её представителей, закрывает глаза на отсутствие предупредительных мер, реализация которых не обходится дорого по сравнению с возможными последствиями. Следует также обратить внимание на новое законодательство в сфере промышленной безопасности, которое (задумайтесь!) требует от нового эксперта многолетнего стажа работы, а также наличия публикаций в прессе. Далеко не все эксперты обладают писательским талантом, а значит, это будет являться поводом для обмусоливания в печатных изданиях прописных истин, а также плагиата. Таким образом, это требование является фактически бесполезным, однако оно ставит жирный крест на формировании 

молодого поколения деятельных и прогрессивных экспертов, задача которых – сохранение нашей с вами безопасности.
Что можно ожидать в итоге: продолжение данной политики рано или поздно приведёт к коллапсу отечественной промышленности и к возврату на старые рельсы полного импорта, типичного для начала 90 х годов прошлого века. Та часть арматуры, которая прошла реальную диагностику и продление ресурса (здравомыслящий эксперт продлит ресурс арматуры не более чем на 5 лет), скоро станет снова потенциально опасной.
Что имеет смысл сделать в данной ситуации и как обеспечить максимальное развитие отрасли, как можно воспользоваться ситуацией? Производителям запорной арматуры необходимо консолидироваться в производственном плане, а именно исключать такие ситуации, когда, например, в городе существуют три арматурных завода, и в каждом свой отдельный стенд для проверки арматуры, отдельная литейка и отдельные пятиметровые токарные станки. Должны быть созданы инжиниринговые центры, которые предоставляют за сравнительно небольшую плату готовые решения в области арматуростроения - это в любом случае обойдётся дешевле метода проб и ошибок при запуске любого нового изделия на каждом отдельно взятом предприятии. Останется только доработать изделие для конкретного производства. Сами инженеры должны проявить активность и создать конструкторские дома, где они смогут быстро и эффективно заниматься разработкой и обмениваться опытом. Сейчас ТП «Импакт Россия» работает по подобным схемам, привлекая для разработки лучших мировых инженеров.
Наконец, нужно честно ответить на вопрос: действительно ли выгодно повальное импортозамещение, или всё таки, к примеру, если какой то шар лучше и дешевле сделать, допустим, в Китае, то его имеет смысл делать именно в Китае? На фоне импортозамещения совершенно неразумно забывать про глобализацию. Следует как можно более эффективно начинать работать на экспорт, валютная конъюнктура этому вполне способствует. Проблема экспорта в России уникальна и обычно заключается в наличии языкового барьера, поэтому имеет смысл организовать экспортные агентства, занимающиеся организацией и консалтингом в данной сфере. Необходимо проводить работу, направленную на устранение перекосов в области законодательства о промышленной безопасности, добиваясь упрощения создания новых рабочих мест для экспертов, введения системы диагностики, как необходимой меры для определённого типа и области применения арматуры. Необходимо проводить работу по вводу новых нормативов по диагностике арматуры в дополнение, параллельно и взамен регламентам.

Ефанов М. Н. Импакт – ликбез (автоматизируем крановый узел)
 

Добрый день, уважаемые коллеги! Нас часто спрашивают проектировщики и заказчики: «Какие функции имеет оборудование «Импакт» и как они реализуются?». Для того чтобы просто и наглядно пояснить это, было решено написать несколько заметок про разные системы Impact под общим названием «Импакт–ликбез». Данные заметки предназначены в первую очередь для проектировщиков и заказчиков.
Итак, нам предстоит автоматизировать крановый узел. Допустим, он состоит из четырех кранов с гидравлическими или пневматическими приводами. Привод на кране основного диаметра (1) пневмогидравлический, приводы на остальных кранах (2) — гидравлические. Нам необходимо установить управляющий контроллер. Установим контроллер для запорной арматуры Impact 1 (3). Контроллер должен управлять всеми четырьмя кранами. Для этого протянем управляющие красные линии к каждому приводу и подключим их к управляющим клапанам Impact PHV (4). Подключаем кабелем, рассчитанным на 12В, 2А. Контроллер можем установить на стойке на открытом воздухе или под землей в колодце (5). Контроллеру необходимо получать информацию о положении каждого привода. Для этого установим на каждом приводе датчик положения и индикатор Impact Rex (6). Если необходимо следить за плавностью хода с целью диагностики привода, то необходимо установить цифровой датчик положения, который выдает положение привода с точностью до 0,1 градуса. Иначе необходимо установить датчик положения дискретный (сухой контакт). Датчики присоединяются многожильным кабелем в экране, число жил — от 2 до 8 (зеленая линия). Если один из кранов или несколько из них необходимо обеспечить логикой аварийного закрытия (ААЗК), то необходимо установить датчик давления (в нашем примере на один кран — 7). Датчик подключаем к модулю ААЗК в контроллере Impact 1 двухпроводным кабелем, рассчитанным на 4-20 мА (фиолетовые линии). Чтобы обеспечить приводы рабочим давлением, применим электрический компрессор или гидравлический насос (8). Он управляется контроллером по желтой линии и выдает давление на приводы по синим линиям.
Для диагностики кранов (1) и (2) применим виброакустические датчики (9). Они подключаются к контроллеру витой парой в экране ----- (голубой). Таким образом, контроллер будет иметь информацию о техническом состоянии всех кранов и наличии утечек в атмосферу или перетока через затвор. Для диагностики кранов в открытом состоянии и без перепада давления необходимо установить эмиттер (10). Он подключается двухпроводным кабелем 0,5 мм в экране ----- (коричневый). Здесь на иллюстрации показан один эмиттер, но возможно подключение до 4 эмиттеров. Питание осуществляется с использованием источника резервного питания (11). Этого источника достаточно для работы компрессора (8) в течение 1-2 часов. Наличие данного источника компенсирует недостаток пиковой мощности во время работы приводов. Для работы всего кранового узла достаточно мощности порядка 50 Вт, из них до 30 Вт потребляет контроллер и до 20 Вт потребляет источник резервного питания в процессе зарядки. Источник питания присоединяется к контроллеру кабелем питания 3х0,75 мм. На источник питания подается мощность от сети 110 В, 220 В, от солнечной батареи — 250 Вт. Для связи с АСУТП контроллер подключается к сети при помощи кабеля, двух витых пар в экране (Ethernet) или оптоволокна, или витой пары в экране (RS-485), или к антенне диапазона ISM 2.4 ГГц. Обеспечиваются дальности соединения до 400 м, до 40 км, до 1 км, до 10 км соответственно. Таким образом, мы имеем полностью и на все случаи жизни автоматизированный крановый узел, оборудование, которого умещается в компактном объеме, большинство соединений электрические, а значит, простые в прокладке, надежные и неприхотливые в эксплуатации.
Следует заметить, что данная заметка имеет ряд упрощений и, возможно, не ответит абсолютно на все вопросы, поэтому для уточнения просим Вас обращаться в АО «ИЦС».
 

М. Н. Ефанов «Импакт»-ликбез. Как автоматизировать прием и отгрузку нефтепродуктов

Здравствуйте, уважаемые коллеги! Продолжаем серию статей «Импакт»-ликбез», созданную для помощи в реализации различных технологических решений.
Предположим, вам необходимо организовать автоматизированный прием или отгрузку светлых нефтепродуктов на нефтебазе. Проблема заключается в том, что качество поступающих нефтепродуктов заранее неизвестно, и даже наличие образцов продуктов, взятых для лаборатории, не гарантирует, что мы можем распространить результаты лабораторных анализов на всю партию. Другая сторона данной проблемы связана с тем, что отгружаемая продукция также должна иметь стабильное качество в течение всего процесса налива. Известны факторы, снижающие качество светлых нефтепродуктов. Это изменение цветности нефтепродуктов, а также наличие примесей воды, песка, глин, мазутов и прочих механических примесей. На качество способно повлиять и наличие большого количества воздуха, это может сделать процессы перекачки и загрузки нефтепродуктов нестабильными и плохо контролируемыми.
Решением этой проблемы будет являться включение в технологическую цепочку приема/отгрузки светлых нефтепродуктов отсечного крана под управлением модуля определения оптических параметров нефтепродуктов Impact MMC. Данный арматурный комплекс позволит непрерывно в автоматическом режиме без участия человека контролировать качество нефтепродуктов и производить остановку их транспортировки в случае, если параметры нефтепродуктов не соответствуют требованиям. Кроме всего прочего, данный комплекс способен задокументировать качество всей партии нефтепродуктов.
Возможности Impact MMC перечислим ниже, а сейчас ознакомимся с его построением. Рассмотрим один из примеров его реализации. В данном случае арматурный комплекс состоит из смонтированного на трубопроводе (1) запорного клапана DN 500 (2) с приводом EIM (3), а также байпасной линии (4) с установленным на ней модулем определения оптических параметров нефтепродуктов Impact MMC DN 25 (5), его электронного блока (6), обвязки, состоящей из отсечных кранов (7) и сливного крана (8), АСУТП Impact SCADA (9), которая позволяет дистанционно управлять и отслеживать процессы приема и отгрузки нефтепродуктов. Протекание нефтепродуктов через байпас (4) обеспечивается наличием приемника гидродинамического давления. При этом часть потока нефтепродуктов протекает через модуль определения оптических параметров нефтепродуктов, что позволяет экстраполировать его показания на весь поток нефтепродуктов. Комплекс отслеживает и документирует партию нефтепродуктов и обеспечивает перекрытие трубопровода при выходе параметров нефтепродуктов за пределы допустимых параметров.
Каковы же возможности комплекса? Он позволяет непрерывно контролировать следующие параметры нефтепродуктов:
- цветность нефтепродуктов по различным образцам;
- мутность и прозрачность;
- наличие и количество механических примесей;
- наличие воды в нефтепродуктах;
- наличие воздуха (пузырьков газа) в нефтепродуктах.
Кроме того:
- данный комплекс позволяет производить видеозапись изображения транспортируемых нефтепродуктов для документального подтверждения качества партии;
- он управляет процессом транспортировки нефтепродуктов путем перекрытия трубопровода в случае выхода параметров нефтепродуктов за допустимые пределы;
- оператор имеет возможность управлять комплексом в ручном режиме.
Таким образом, данный комплекс позволяет минимизировать риск получения некачественной партии нефтепродуктов, а также избежать риска отгрузки некачественной продукции, приводящей к финансовым потерям вследствие наложения штрафных санкций. Существенной является и экономия времени, которое высвобождается от процессов лабораторных замеров и сервисных операций по сливу, очистке и утилизации некачественной продукции.
Мы рассмотрели вариант комплекса, предназначенного для нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, однако данный комплекс может быть построен в вариантах для работы на темных нефтепродуктах, для химической отрасли, для фармацевтической промышленности, в сфере водоподготовки и для многих других применений. Оптический модуль может быть выполнен полнопроходным, для описанного случая — DN 500. Более подробную информацию о комплексе вы сможете узнать, обратившись к специалистам ТП «Импакт» АО «ИЦС».