Рис. 2. Сегментация импорта трубопроводной арматуры по типам за 2013 год (в стоимостном выражении)

Автор: С.А. Истомин (ЦНИПИ «СТАРК»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №11/2014

Аспекты импортозамещения и импортозависимости. Общие характеристики импортопотребления

В начале статьи хотелось бы расставить акценты по базовой терминологии. Импортозамещение – это процесс замены импортного оборудования, материалов, услуг отечественными продуктами.

Импортозависимость отрасли, предприятия – доля потребления оборудования, материалов, технологий и услуг иностранного происхождения для осуществления ими своей основной деятельности. В нашем случае – это зависимость от импортных технологий и оборудования при добыче, хранении, транспортировке, переработке нефти и газа, т.е. импортопотребление, которое порождает импортозависимость.

Рис. 1. Динамика импорта трубопроводной арматуры в Россию (в стоимостном и весовом измерении
Рис. 1. Динамика импорта трубопроводной арматуры в Россию (в стоимостном и весовом измерении

Оценить эту зависимость в точных цифрах в нефтегазовом комплексе, тем более по трубопроводной арматуре, весьма сложно, поскольку обобщенных данных в открытом доступе нет. Но, с учетом анализа статистических сведений Государственного таможенного комитета, проводимого специалистами НПАА, и аналитических исследований ООО ЦНИПИ «СТАРК» можно сделать однозначные выводы о наличии серьезной зависимости от иностранной арматуры при добыче, транспортировке, хранении и переработке нефти и газа.

Структура применяемости оборудования отечественного (числитель) и импортного (знаменатель) производства в нефтегазовом комплексе, %

Добыча нефти и газа в обычных условиях (наземная) 76/24

Добыча нефти и газа на шельфе 1/99

Добыча трудно извлекаемых запасов нефти и газа 80/20

Оборудование для гидроразрыва пласта 1/99

Нефтегазопереработка и нефтехимия 65/35

Производство сжиженного газа 1/99

В качестве примера импортозависимости отечественных компаний в табл. 1 приведены данные по поставкам арматуры в ОАО «Роснефть в 2012 г.

Таблица 1

Поставки  трубопроводной  арматуры в ОАО «Роснефть» в 2012 г.

 Отрасль  Импортная Собранная в РФ из импортных деталей  Российского производства
Переработка 21,71/12,20 0,15/0,22 78,14/87,58
Разведка и добыча 19,54/9,19 0/0 8,46/90,81
Сбыт 46,29/6,67 0/0 53,71/93,33
Сервис 11,58/0,48 0/0 88,42/99,52
Суммарно 20,89/7,76 0,08/0,11 79,03/92,13
Примечание. В числителе – в стоимостном выражении, %, в знаменателе – по числу позиций, %.

Причины импортозависимости

Для того, чтобы эффективно заниматься импортозамещением трубопроводной арматуры, необходимо, на наш взгляд, объективно определить основные причины импортозависимости в нефтегазовом комплексе.

Основа этой зависимости – дисбаланс между спросом (потреблением) арматуры и конкурентоспособным предложением отечественных производителей. При этом очевидно, что спрос опережает предложение, и имеющийся дефицит покрывается импортом в связи с тем, что нефтегазовый комплекс, являясь основой российской экономики, находится в постоянном ускоренном (по сравнению с другими отраслями) развитии. Решающим фактором при заказе любых видов оборудования для капитального строительства, эксплуатации, сервисного обслуживания в нефтегазовом комплексе является не возможность производства большого количества арматуры, а своевременное изготовление и поставка ее в необходимый момент времени («in-time»). Следует отметить, что срыв сроков поставки нашими арматурными заводами допускается довольно часто.

Рис. 2. Сегментация импорта трубопроводной арматуры по типам за 2013 год (в стоимостном выражении)
Рис. 2. Сегментация импорта трубопроводной арматуры по типам за 2013 год (в стоимостном выражении)

Второй основной фактор имеющегося дисбаланса – это недостаточное предложение со стороны отечественного арматуростроения трубопроводной арматуры, предназначенной для современных технологических процессов добычи, транспортировки и переработки нефти и газа. В связи с истощением основных запасов углеводородов на действующих месторождениях и с учетом перспектив освоения новых месторождений в труднодоступных и климатически сложных условиях возникает необходимость в разработке и внедрении новых технологических процессов их добычи, транспортировки и переработки. В настоящее время эти процессы во многом связаны с использованием иностранных технологий, требующих применения соответствующей трубопроводной арматуры, которой у отечественных производителей практически нет. Следовательно, импортозависимость в данном случае возникает при покупке и внедрении импортных технологий добычи и переработки.

Анализ состояния отечественной трубопроводной арматуры

Отечественная трубопроводная арматура в традиционных технологических процессах нефтегазового комплекса практически ни в чем не уступает по качеству и надежности импортной арматуре. Шаровые краны, шиберные и клиновые задвижки, задвижки для поддержания подпластового давления, фонтанная арматура производства таких заводов, как ЗАО «Тяжпромарматура», ОАО «Волгограднефтемаш», ООО «Гусар», ОАО «Корвет» используются практически во всех новых проектах на предприятиях ОАО «Газпром», ОАО «Роснефть», ОАО АК «Транснефть», ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Лукойл» и др.

Однако следует отметить, что в новых проектах широко используется импортная арматура и зачастую не потому, что она лучше отечественной, а по формальной причине – отсутствии российской арматуры, соответствующей необходимым техническим требованиям проекта. Это объясняется тем, что в течение последних 20–25 лет новые технологии добычи и переработки углеводородов в России практически не создавались, а закупались за рубежом, следовательно, перед арматурщиками никто задач освоения трубопроводной арматуры специального назначения не ставил.

Основные типы импортной арматуры для нефтегазового комплекса приведены в табл. 2.

Ограниченный объем статьи не позволяет сделать детальный анализ сравнительных характеристик отечественной и импортной арматуры по всей номенклатуре, но, объективно рассматривая одинаковые по функциональному назначению и условиям эксплуатации изделия, можно сказать, что показатели российской арматуры не уступают характеристикам импортной, а в некоторых случаях и превосходят ее по надежности и длительности срока службы.

Так, специалистами ООО ЦНИПИ «СТАРК» произведен анализ преимуществ арматуры одной из известных немецких фирм. В интервью технического специалиста этой фирмы было сказано [1]: «В России мы продаем в основном клапаны по стандарту API для нефтеперерабатывающей промышленности. К сожалению, не всегда качество продукции становится залогом победы в тендере. Если ключевым фактором становится цена, то нам тяжело конкурировать с российскими компаниями. Мы поставляем оборудование преимущественно для тех проектов, где в техническом задании прописан стандарт API. Российские производители пока не освоили производство пружинных предохранительных клапанов по этому стандарту. Поэтому, когда в опросных листах прописан дизайн по стандарту 526, расчет по APIPR 520, герметичность по API 527, то автоматически остаются только зарубежные производители, среди которых особенно активны немецкие, американские, реже – французские компании».

В табл. 3, 4 приведен сравнительный анализ содержательной части требований API и российских ГОСТов. Отметим, что ГОСТ 31294 наиболее соответствует по своему содержанию API 526. В нем содержится достаточная информация и ссылки на другие стандарты для обеспечения технических параметров не ниже, чем приведены в API 526.

Результаты анализа показывают, что клапаны этой фирмы не имеют конкурентных преимуществ по сравнительным показателям надежности, эксплуатационным характеристикам перед предохранительными клапанами производства ОАО «Благовещенский арматурный завод».

Таблица 2

Основные типы импортной арматуры для нефтегазового комплекса

Область использования Виды трубопроводной арматуры
Добыча нефти и газа Устьевая арматура для ГРП гидроразрыва пласта на давления 105 МПа и 140 МПа Устьевое оборудование для добычи трудно извлекаемых запасов нефти и газа сложно построенных залежей

Подводная фонтанная арматура (ПФА) Устьевые елки с Y-образной катушкой (для обеспечения вертикального доступа к скважине)

Оборудование для одновременной раздельной эксплуатации нескольких пластов в одной скважине

Устьевое оборудование для добычи газа с высоким содержанием сероводорода (до 25%)

Транспортировка нефти и газа Осесимметричные  безкавитационные регулирующие клапаны

Арматура для СПГ, криогенная арматура (клапаны, вентили, затворы, задвижки)

Переработка Предохранительная и регулирующая арматура большой пропускной способности

Арматура для высокоагрессивных сред (водородсодержащие  среды,  оксид углерода)

Более того, арматура конструкции этого российского завода также соответствует стандартам API, только это соответствие необходимо правильно оформить и подтвердить. А с точки зрения показателей надежности при длительной эксплуатации не известно, как будет вести себя эта зарубежная арматура через 80 000…100.000 ч эксплуатации, так как в ASME SECTIO N VIII за основу определения допускаемых напряжений берутся свойства при ресурсе 100 000 ч, а российские нормативная документация и правила безопасности требуют выполнение условий расчетов при ресурсе 200 000 ч, подтвержденное ресурсными испытаниями.

Но, несмотря на этот пример и отдельные решенные локальные задачи по импортозамещению (обратные осевые клапаны ОАО «Волгограднефтемаш» взамен выпускаемых фирмой Mokveld, шаровыхе краны ЗАО «Тяжпромарматура» на высокие параметры взамен продукции MSA, PetrolValves и др.), перед российским арматуростроением стоит серьезная трудоемкая задача по освоению арматуры для специальных современных условий применения.

Таблица 3

Сравнительный анализ содержательной части требований API 527 и ГОСТ Р 54808–2011

API 527. Испытание предохранительной  арматуры на герметичность в затворе ГОСТ Р 54808–2011. Арматура трубо- проводная. Нормы герметичности затворов
Испытательная среда:

Воздух, пар или вода – должна быть той же, которая используется для определения установочного давления

При испытании воздухом регламентируются схема испытаний, размеры трубки, уровень расположения отверстия в трубке относительно уровня воды и требования к выполнению отверстия

Испытательная среда: Вода, воздух (другой газ) при температуре от 5 до 40 °С

Схема испытаний не регламентируется

Давление испытаний:

Воздух, пар и вода: 0,9 рн при рн > 0,345 МПа, рн = 0,0345 МПа, при рн £ 0,345 МПа

Давление испытаний: утечку в затворе определяют при давлении, равном давлению настройки (рн) , если в КД (ТУ) не указано иное.

Допускается  проводить испытания по API 527

Время испытаний: Воздух – непрерывная подача давления перед замерами: для DN 50 или меньше – не менее 1 мин.,

DN65; 80; 100 – 2 мин., DN 150

и более – 5 мин. Не менее 1 мин. выполнять замер Пар – непрерывная подача давления перед замерами – 3 мин.,

Не менее 1 мин. выполнять замер Вода – не менее 1 мин. выполнять замер

Время испытаний:

При испытаниях на герметичность затвора допускается перед началом контроля выдерживать арматуру при  установившемся давлении до момента стабилизации утечки.

Замер выполнять: для DN50 или меньше – не менее 15 с; DN 65…150 – 60 с (вода)/30 с (воздух); DN 200 и более – 120 с/60 с

Время испытаний:

При испытаниях на герметичность затвора допускается перед началом контроля выдерживать арматуру при установившемся давлении до момента стабилизации утечки; замер выполнять:

для DN 50 или меньше – не менее 15 с; DN 65…150 – 60 с (вода)/30 с (воздух), DN 200 и более – 120 с/60 с

Нормы утечек:

С мягким седлом – от отсутствия утечек, до регламентируемых; металл/металл – по воде класс «В» и ниже; по воздуху – класс «АА» и ниже

Для решения этой масштабной задачи необходимо применение новых материалов, сталей и сплавов, современное технологическое оснащение предприятий, разработка и доработка нормативной базы до уровня лучших мировых стандартов, повышение качества испытательной базы. Кроме того, необходима аккредитация российских производителей арматуры у основных мировых энергетических концернов (Shell, Exxon и др.) и развитие экспортного потенциала российских заводов.

Таблица 4

Сравнительный анализ содержательной части стандарта API 526 и российского ГОСТ 31294

API 526. Стальные предохранительные клапаны для несжимаемых сред с фланцами ГОСТ 31294. Клапаны предохранительные прямого действия. Общие технические условия
Настоящий стандарт является спецификацией для заказа стальной предохранительной арматуры с фланцами.

Основными  требованиями, предъявляемыми к пружинным предохранительным клапанам прямого действия

и управляемым предохранительным клапанам непрямого действия, являются следующие:

А. Обозначение отверстия и его сечения.

Б. Условный проход арматуры,  параметрический ряд по давлению на впуске и выпуске.

В. Материалы.

Г. Ограничения по давлению и температуре.

Д. Размеры арматуры по высоте на впуске и выпуске.

Настоящий  стандарт распространяется  на предохранительные клапаны прямого действия промышленного назначения номинальных  диаметром

от DN10 до DN300 (включительно) на номинальное давление PN400 (включительно) для жидких

и газообразных агрессивных и неагрессивных сред

с температурой от минус 100°С (163 К) до плюс 600°С

(873 К), предназначенные для защиты оборудования от аварийного повышения

давления выпуском (сбросом) среды из него в атмосферу или в систему низкого давления

И самое главное – обоюдное желание производителей и потребителей добиться положительного результата.

Научно-техническое состояние арматуростроения позволяет разрабатывать конструкции арматуры с применением новых материалов и технологий. Далеко не все разработки 70–80-х годов прошлого века по новым сталям и сплавам нашли свое применение в последнее время, но они есть. Специалисты ООО ЦНИПИ «СТАРК» и ЗАО «КОНАР» провели анализ применения сталей в импортной арматуре для нефтехимических заводов и определили аналоги российского производства:

ASTM A216 GR WCB 20ГЛ (ГОСТ 21357)

ASTM A217 GR WC6 20ХМЛ (ГОСТ 977)

ASTM A217 GR WC9 20Х5МЛ (ГОСТ 977), 15Х1М1ФЛ (ОСТ108.961.03)

ASTM A351 CF8C 12Х18Н9ТЛ (ГОСТ (977)

ASTM A352 LCB 20ГМЛ (СТ ЦКБА 014)

ASTM A350 LF2 C11 09Г2С, 10Г2, 15ГС, 16ГС (ГОСТ 19281, ГОСТ 8479)

ASTMA182 F44 03Х20Н16АГ6, 06ХН28МДТ (ГОСТ 25054), 03Х24Н6АМ3 (ТУ 14-1-3880)

ASTMA182 F321 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т (ГОСТ 25054)

ASTMA182 F5 15Х5М (ГОСТ 8479)

ASTMA182 F9 10Х9МФБ (ТУ 0900-006-057644-17)

ASTMA182 F11 12ХМ, 15ХМ (ГОСТ 8479)

ASTMA182 F22 10Х2М1А-А (ТУ 302.02.121, ТУ 108.13.3989)

ASTMA182 F304L 03Х18Н11 (ГОСТ 25054)

ASTMA182 F316 10Х17Н13М3Т (ГОСТ 25054)

ASTMA105 20, 25, 30, 16К, 20К, 22К, 15ГС 16ГС, 20ГС (ГОСТ 8479, ОСТ 108.030.113), 20ЮЧ (ТУ 26-0303-1532)

Уплотнительная техника по некоторым позициям (особенно с применением терморасширенного графита) не уступает лучшим зарубежным образцам.

В настоящее время отечественными арматурными заводами освоены новые литейные технологии (ЗАО «BVK», ЗАО «Тяжпромарматура»), создано современное кузнечно-прессовое производство (ООО «СуходолСпецтяжмаш»), внедрены в серийное производство современные технологии высокоточной механической обработки (ООО «Гусар», ЗАО «КОНАР», ООО «Курганспецарматура» и др.).

Разработаны и внедрены новые технологические процессы упрочнения и защиты рабочих поверхностей шиберов, шаровых пробок, корпусов методами ионно-плазменного, газотермического напыления, лазерной наплавки.

Ведущими предприятиями нефтегазового комплекса – ОАО «Газпром», ОАО АК «Транснефть» – постоянно совершенствуется нормативная база (СТО, ОТТ), повышая требования к надежности и качеству арматуры.

Необходимо пользоваться мировой научно-технической базой – ведь импортозамещение – это не самоизоляция, а развитие отечественного производства с использованием лучшего мирового опыта.

К сожалению, во многих компаниях работа по импортозамещению носит точечный характер. Но есть и примеры системного подхода. Так, благодаря взаимодействию с ОАО АК «Транснефть» решены следующие задачи. Группа предприятий – ООО «Гусевский арматурный завод Гусар», ЗАО «КОНАР», ООО ЦНИПИ «СТАРК», ЗАО Промышленно-инвестиционная компания «Энерготраст» более четырех лет назад приступили к реализации комплексной программы импортозамещения трубопроводной арматуры в нефтегазодобывающем комплексе и энергетике. За это время была проведена значительная работа по созданию реальных конструкторских, технологических, производственных, кадровых потенциалов для решения практически любых задач, связанных с трубопроводной арматурой. Создан проектный конструкторско-технологический институт, укомплектованный высококвалифицированными специалистами в области арматуростроения, сварки, литейного производства; организовано современное литейное производство корпусных отливок ответственного назначения (ЗАО «BVK»); построен и введен в эксплуатацию современный производственный комплекс площадью 20 000 м2, оснащенный высокоточным и производительным механообрабатывающим, сварочным, наплавочным, испытательным оборудованием и соответствующими технологиями в г. Гусь-Хрустальном.

В настоящее время в целях импортозамещения для ОАО АК «Транснефть» созданы безкавитационный регулятор давления шарового типа (взамен аналогичной продукции финской компании Metso Oyj), блок предохранительных клапанов с пневматической системой управления (взамен аналогичных клапанов DANFLO американской компании M&JValve).

Следует отметить, что положительный результат этих работ был обусловлен системным целенаправленным взаимодействием специалистов ОАО АК «Траснефть», ООО НИИ «ТНН», ООО «Гусар» и ООО ЦНИПИ «СТАРК» на всех стадиях создания нового продукта – от составления четкого, конкретного технического задания до эксплуатационных испытаний, и, что особенно важно, целеустремленностью и желанием заказчика (ОАО АК «Траснефть» и ООО НИИ «ТНН») довести работу до конечного результата. Именно выполнение этих работ стало отправной точкой для старта дальнейшей масштабной работы по импортозамещению различных видов арматуры для нефтехимии и энергетики.

В настоящее время освоено производство следующих видов арматуры.

Рис. 3. Шаровой запорно-регулирующий кран
Рис. 3. Шаровой запорно-регулирующий кран

Предохранительные клапаны DN 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500 и PN от 1,6 до 8,0 МПа с пневматической системой управления для защиты трубопроводов и оборудования от превышения допустимого давления и гидравлического удара. Рабочая среда: товарная нефть; нефтепродукты, вода и др. Климатическое исполнение: по ГОСТ 15150–69 (от –60 до +40°С); Исполнение по сейсмостойкости – до 10 баллов включительно по шкале MSK–64. Присоединение к трубопроводу: фланцевое и на сварке. В состав установки могут входить от одного (плюс один резервный) до четырех клапанов.

Преимущества:

  • автоматическая система управления входит в комплектацию;
  • минимальное время срабатывания (0,1 с);
  • большой диапазон настройки рабочего давления;
  • клапан осевого типа с минимальным гидравлическим сопротивлением;
  • прост в эксплуатации и удобен в обслуживании;
  • не уступает всем известным зарубежным аналогам.

Шаровые запорно-регулирующие краны DN 50; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 500; 600; 700; 800 и PN от 1,6 до 12,5 МПа для эксплуатации в качестве регулирующих или запорно-регулирующих устройств в нефтехимической промышленности, энергетике, и других отраслях. Рабочая среда: товарная нефть, нефтепродукты, вода и др. В зависимости от класса герметичности затвора краны изготавливаются в трех исполнениях: «А», «В», «С» по ГОСТ Р 54808–2011. Соединение с трубопроводом: сварное, фланцевое. Категория размещения: задвижек 1 по ГОСТ 15150-69. Климатическое исполнение: по ГОСТ 15150–69 (от –60 до +40°С).

Отличительные особенности

  • отсутствие вибрации;
  • отсутствие кавитации;
  • минимальный уровень шума;
  • возможность размещения блока управления электропривода на отдельной стойке;
  • повышенная сейсмостойкость (ПС) для районов с сейсмичностью до 10 баллов по шкале MSK-64 включительно;
  • низкие эксплуатационные расходы.

Подводя итоги, хотелось бы еще раз подчеркнуть: только совместная работа производителей и потребителей позволит избавиться от импортозависимости.

Список литературы

  1. Афанасьева О.В., Бакулина А.А. Российское арматуростроение в 2013 г.//Вестник арматурщика. 2014. №2 (89).