Алюминиевый защитник
Компания РУСАЛ разработала и запатентовала новый алюминиевый сплав для защиты судов и портовых сооружений от коррозии в морской воде. Создал сплав входящий в структуру компании Институт легких материалов и технологий (ИЛМиТ). Разработка отвечает на растущий запрос отрасли на более надежную и долговечную антикоррозионную защиту.
Как работает протекторная защита
Морская вода – агрессивная среда для стали. Если не принимать мер, соль, кислород и электрохимические процессы быстро разрушают металл корпусов судов, свай причалов, труб нефте- и газопроводов.
Протектор – это кусок более активного металлического сплава, который крепят к защищаемой конструкции. В морской воде протектор и стальная поверхность образуют гальваническую пару – это как два полюса батарейки, погруженные в проводящую жидкость. Протектор становится анодом и начинает растворяться сам, а защищаемый объект становится катодом и получает слабый защитный ток. Это подавляет электрохимическое растворение стали и значительно снижает скорость коррозии.
Проще говоря, протектор жертвует собой, забирая коррозию на себя, пока его материал не израсходуется. После этого его просто меняют на новый – конструкция судна или причала остается целой.
Такой способ защиты применяют не только для судов. Он используется на нефтяных платформах, трубопроводах, портовых сваях – везде, где металл контактирует с морской или соленой водой.
Для протекторов подходят сплавы разных металлов – цинка, магния, алюминия. У каждого свои плюсы. Ключевой параметр протектора – токоотдача. Это количество электрического заряда, которое протектор способен отдать на килограмм своей массы, прежде чем полностью разрушится. Чем выше токоотдача, тем дольше протектор служит при той же массе или тем меньше металла нужно для той же защиты. У алюминиевых сплавов токоотдача высокая – обычно выше 2000 ампер-часов на килограмм, что в несколько раз выше цинковых. При этом алюминий почти в три раза легче цинка. Совокупность этих факторов делает алюминиевые протекторы экономически выгоднее.
При этом у обычных алюминиевых сплавов есть слабое место – пассивация. Это явление, когда на поверхности металла образуется тонкая плотная пленка оксида, которая мешает току выходить и снижает эффективность защиты. Инженеры РУСАЛа решили именно эту проблему.
«Протекторы из нашего нового сплава АП5М будут более эффективны благодаря повышенной фактической токоотдаче – более 2580 ампер-часов на килограмм. Другое преимущество – отсутствие у сплава склонности к пассивации», – рассказал технический директор РУСАЛа Виктор Манн.
В состав АП5М входят дорогостоящие легирующие элементы – цирконий, титан, галлий, индий. Несмотря на такой набор добавок, разработчикам удалось удержать цену сплава на уровне существующих аналогов.
Повышенная токоотдача дает клиентам выбор: при той же массе протектора можно увеличить срок его службы либо снизить расход металла и удешевить защиту при том же ресурсе работы.
Волгоградский алюминиевый завод является одним из
крупнейших игроков российского рынка протекторной защиты.
Фото пресс-службы Волгоградского алюминиевого завода
Двойная проверка качества
Протекторы под маркой РУСАЛа выпускает Волгоградский алюминиевый завод (ВгАЗ). Он освоил это производство в 2020 году и с тех пор стал одним из крупнейших игроков российского рынка протекторной защиты.
Управляющий директор завода Александр Белотелов объяснил, почему потребовался новый сплав: «Необходимость этой разработки была обусловлена возросшими требованиями со стороны портовых комплексов страны и эксплуатантов гидротехнических сооружений. Предшественники – сплавы АП4Н и АП4НМ – были разработаны в России в 2005-2010 годах и зачастую не удовлетворяют современным требованиям со стороны клиентов в части повышенных технических характеристик протекторов».
Область применения АП5М – подводные части морских судов, причальные сооружения, нефтяные и газовые трубопроводы. Это стандартный набор объектов, для которых используют протекторную защиту, но с более прочной и долговечной защитой, чем прежние отечественные сплавы могли обеспечить.
Расширение линейки продукции и рост технических характеристик протекторов – часть стратегии РУСАЛа по укреплению позиций на рынке антикоррозионной защиты. Еще до разработки АП5М компания подтвердила качество своих протекторов у независимых экспертов.
В августе 2024 года ВгАЗ сертифицировал алюминиевые протекторы в Российском классификационном обществе (РКО) – организации, которая проверяет суда и судовое оборудование на соответствие национальным стандартам. Протекторы прошли проверку на соответствие ГОСТ 26251-84 – государственному стандарту, который описывает, каким должен быть протектор для защиты корпусов судов от коррозии.
Сертификат РКО – не просто формальность: он открывает заводу доступ к тендерам – во многих закупках на поставку протекторов такой сертификат является обязательным условием участия.
Сертификация в РКО была уже второй независимой проверкой для продукции ВгАЗа: еще в 2020 году протекторы завода сертифицировал Российский морской регистр судоходства. Так что завод получил подтверждение качества сразу от двух ключевых организаций, которые следят за безопасностью судов и портовых сооружений в России. Это одно из немногих предприятий на рынке, которое имеет оба сертификата одновременно.
«Сервисное обслуживание объектов нефтегазовой сферы и портовой инфраструктуры отличается большой капиталоемкостью. Эксплуатанты все больше предпочитают выбирать проверенных поставщиков с собственной линией производства, лабораториями, с доказанной цепочкой поставки алюминиевого сырья и легирующих элементов. Данные факторы зачастую являются единственной гарантией более продолжительного срока службы протекторов», – отмечает руководитель направления Алюминиевой ассоциации Сергей Фроленков.
Где рождаются протекторы
ВгАЗ запустил производство протекторов несколько лет назад, закупив плавильную печь и литейное оборудование, а также создав собственную лабораторию для испытаний электрохимических свойств сплавов и контроля качества.
Линию по производству протекторов установили здесь в 2019 году, а уже через два года, в 2021-м, полностью обновили плавильные и литейные мощности. Сердце нового производства – шеститонная плавильная печь. У нее специальная внутренняя облицовка, которая выдерживает контакт с агрессивными легирующими добавками сплава без разрушения. Рядом работает целый парк литейного оборудования. Завод постоянно обновляет это оборудование по утвержденной стратегии развития – модернизация здесь идет непрерывно.
Параллельно с производством завод ведет собственные исследования. Инженеры, в частности, изучили, как алюминиевые протекторы работают не только в морской воде, но и в других агрессивных жидкостях – например, в пластовых и подтоварных водах, которые поднимают на поверхность вместе с нефтью.
«Доказанные показатели токоотдачи и электрического потенциала нового сплава не только превосходят таковые у сплавов-аналогов, но и, самое главное, остаются стабильными от протектора к протектору, от партии к партии, что доказано не только центральной заводской лабораторией, но и авторитетными сторонними организациями», – отмечает Александр Белотелов.