Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с привязкой .
Скребок для очистки 28-дюймового нефтепровода. Синие пластиковые диски уплотняют внутреннюю часть трубы, чтобы привести устройство в движение и удалить рыхлый осадок или налет . Черные прямоугольники вверху и круглые диски в центре - это магниты, которые притягивают и удаляют любые незакрепленные металлические предметы в трубе.
Ультразвуковая свинья обнаружения утечки.
Скребок для очистки 6-дюймового нефтепровода. Проволочная щетка охватывает вал и очищает внутреннюю часть трубопровода.
Скребковая свинья показана в Центре для посетителей Трансаляскинской трубопроводной системы

В трубопроводном транспорте , Очистка полость является практикой использования инспекции трубопроводов датчиков, устройства обычно называют , как свиньи или скребки , для выполнения различных операций по техническому обслуживанию. Это делается без остановки потока продукта в трубопроводе. [1] [2] [3]

Эти операции включают, но не ограничиваются, очисткой и проверкой трубопровода. Это достигается путем помещения скребка в «пусковую установку для скребков» (или «станцию ​​запуска») - участок трубопровода увеличенного размера, уменьшающийся до нормального диаметра. Пусковая станция затем закрывается, и управляемый давлением поток продукта в трубопроводе используется для проталкивания скребка вниз по трубе, пока он не достигнет приемной ловушки - «ловушки для свиней» (или «приемной станции»).

Приложения [ править ]

Скребковые скребки уже много лет используются для очистки трубопроводов большого диаметра в нефтяной промышленности. Сегодня, однако, использование скребков меньшего диаметра на многих заводах непрерывного и периодического действия расширяется, поскольку операторы предприятий стремятся к повышению эффективности и снижению затрат.

Скребок можно использовать практически на любом этапе процесса передачи между системами смешивания, хранения или наполнения. Системы скребков уже установлены в отраслях, где используются такие разнообразные продукты, как смазочные масла, краски, химикаты, туалетные принадлежности, косметика и продукты питания.

Свиньи используются для смешивания смазочного масла или красок для очистки труб во избежание перекрестного загрязнения и для опорожнения труб в резервуары для продукта (или иногда для отправки компонента обратно в резервуар). Обычно очистка скребков производится в начале и в конце каждой партии, но иногда она выполняется в середине партии, например, при производстве премикса, который будет использоваться в качестве промежуточного компонента.

Свиньи также используются в нефте- и газопроводах для очистки труб. Существуют также «умные скребки», используемые для проверки трубопроводов с целью предотвращения утечек, которые могут быть взрывоопасными и опасными для окружающей среды. Обычно они не прерывают производство, хотя некоторые продукты могут быть потеряны при извлечении свиньи. Их также можно использовать для разделения различных продуктов в многопродуктовом конвейере.

Если трубопровод содержит дроссельные заслонки или шаровые краны с уменьшенным отверстием, трубопровод нельзя очищать скребками. Полнопроходные (или полнопроходные) шаровые краны не вызывают проблем, потому что внутренний диаметр отверстия для шара такой же, как у трубы.

Этимология [ править ]

Некоторые ранние чистящие «свиньи» были сделаны из тюков соломы, обернутых колючей проволокой [4], в то время как другие использовали кожу. [5] Оба издали визжащий звук, путешествуя по трубе, что для некоторых походило на визг свиньи , [6] из-за чего свиньи и получили свое название. [7] [8] «PIG» используется в качестве фонового обозначения начальных букв термина «Pipeline Inspection Gauge». [3] [1]

В производственной среде [ править ]

Продукт и экономия времени [ править ]

Основным преимуществом многопродуктовых трубопроводов скребковых систем является возможность экономии продукта. В конце каждой передачи продукта можно очистить все содержимое линии вместе со скребком, либо вперед к месту приема, либо назад к исходному резервуару. Нет необходимости в обширной промывке линии.

Без необходимости промывки линии очистка скребками дает дополнительное преимущество в виде более быстрой и надежной смены продукта. Отбор образцов продукта в пункте приема происходит быстрее со свиньями, потому что интерфейс между продуктами очень четкий; старый метод периодических проверок для определения соответствия продукта спецификациям занимает значительно больше времени.

Скребок также может полностью управляться с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК).

Экологические преимущества [ править ]

Скребковые скребки играют важную роль в снижении воздействия на окружающую среду периодических операций. Традиционно единственный способ, которым оператор периодического процесса мог гарантировать, что продукт полностью удален с линии, - это промыть линию чистящим средством, таким как вода или растворитель, или даже следующим продуктом. Затем чистящее средство нужно было подвергнуть очистке сточных вод или регенерации растворителя. Если продукт использовался для очистки линии, необходимо было снизить класс или выбросить загрязненную часть продукта. Все эти проблемы теперь могут быть устранены благодаря очень точному интерфейсу, обеспечиваемому современными системами очистки скребков.

Соображения безопасности [ править ]

Системы скребков разработаны таким образом, что скребок загружается в пусковую установку, на которую оказывается давление, чтобы запустить скребок в трубопровод через линию кикера. В некоторых случаях скребок удаляется из трубопровода через приемник в конце каждого прогона. [9] Все системы должны позволять прием скребков в пусковую установку, поскольку засорение трубопровода может потребовать отталкивания скребков обратно в пусковую установку. Многие системы предназначены для прокладки трубопровода в любом направлении.

Свинью толкают с помощью газа или жидкости; если толкается газом, некоторые системы [10]может быть адаптирован на входе газа для обеспечения постоянной скорости скребка, независимо от давления потока. Скребки должны быть удалены, так как многие свиньи арендуются, свиньи изнашиваются и должны быть заменены, а чистящие (и другие) скребки выталкивают из трубопровода загрязнения, такие как воск, посторонние предметы, гидраты и т. . Открытие цилиндра до атмосферного давления сопряжено с определенными рисками, поэтому необходимо следить за тем, чтобы давление в цилиндре было сброшено перед открытием. Если давление в стволе не сброшено полностью, свинья может быть выброшена из ствола, а операторы получили серьезные травмы, стоя перед открытой дверцей свиньи. Однажды свинья была случайно выброшена из конца трубопровода без надлежащего приемника для свиней и прошла через стену дома на расстоянии 500 футов. [11]Когда продукт кислый, бочку следует откачать в факельную систему, где сжигают кислый газ . Операторы должны носить автономный дыхательный аппарат при работе с кислыми системами.

В некоторых системах очистки скребками используется «неволи», и трубопровод открывается только изредка, чтобы проверить состояние скребка. [12] В остальное время скребок перемещается вверх и вниз по трубопроводу в конце каждой транспортировки, и трубопровод никогда не открывается во время технологической операции. Эти системы не распространены.

Механические блокировки [ править ]

Есть много сообщений об инцидентах, в которых операторы были ранены или даже убиты при выполнении скребковых операций. Распространенными причинами таких событий являются:

  • открытие закрывающей дверцы, когда в сосуде еще находится давление;
  • открытие основного технологического клапана, пока дверь крышка закрыта не полностью;
  • открытие двери закрытия в то время как высокая концентрация сернистого водорода или других токсинов остается внутри сосуда;
  • выпускной клапан остается открытым, пока в сосуде создается давление со средой.

Все эти причины непосредственно связаны с неправильной эксплуатацией технологических клапанов и двери закрытия. Распространенным методом предотвращения подобных инцидентов является добавление блокировок клапанов [13] , принятый всеми мировыми нефтегазовыми компаниями. [ необходима цитата ]

Безопасность при очистке скребками основана на строгом соблюдении правил техники безопасности, которые подробно описывают последовательность безопасной работы клапана. Физически блокируя неправильные операции, блокировки клапанов обеспечивают выполнение таких последовательностей. Блокировки клапанов жестко монтируются как на ручные, так и на моторные клапаны, а также на запорную дверь. Блокировки блокируют работу клапана или двери, если не вставлены соответствующие ключи.

Принцип блокировки клапана заключается в передаче ключей. Каждый замок снабжен двумя ключами: ключ для запертого открытого положения и один для запертого закрытого положения. Во время рабочего процесса свободен только один ключ. Этот ключ подходит только для блокировки, принадлежащей клапану, который будет задействован в следующем рабочем процессе. Все ключи имеют уникальный код, чтобы исключить возможность того, что клапаны могут быть разблокированы в неподходящее время.

В настоящее время интеллектуальные решения блокировки позволяют интегрировать полевые устройства, такие как измерители давления или H 2 S, в последовательность блокировки клапана. Это повышает безопасность за счет интеграции процедур оператора [14] с системами безопасности DCS и SIS .

Типы свиней [ править ]

Свинья на дисплее в разрезе трубы трубопровода на Аляске
Пусковая установка / приемник скребков, принадлежащая газопроводу в Швейцарии.

Нормальная свинья [ править ]

«Свинья» в трубопроводной промышленности - это инструмент, который спускается по трубопроводу и приводится в движение давлением потока продукта в самом трубопроводе. Есть четыре основных применения свиней:

  1. Физическое разделение между различными жидкостями, протекающими по трубопроводу
  2. Внутренняя очистка трубопроводов
  3. Проверка состояния стенок трубопровода (также известная как инструмент Inline Inspection (ILI))
  4. Захват и запись геометрической информации, относящейся к трубопроводу (например, размер, положение).

Одной из наиболее распространенных и универсальных является поролоновая скребка, которую вырезают или выливают из пенополиуретана с открытыми порами в форме пули и перемещают по трубопроводам по многим причинам, например, для подтверждения внутреннего диаметра чистой, обезвоженной или просушите леску. Существует несколько типов очистных скребков с различной плотностью от 2 до 10 фунтов пены и для специальных применений до 20 фунтов. У некоторых есть вольфрамовые шпильки или абразивная проволочная сетка снаружи для удаления ржавчины , окалины или парафинового воска.отложения внутри трубы. Другие типы имеют полное или перекрестное покрытие из уретана, или есть скребки из пенополиуретана без покрытия с уретановым покрытием только на задней части для уплотнения и помощи в управлении скребком. Также существуют полностью формованные уретановые скребки, используемые для удаления жидкости или дозирования нескольких различных продуктов на одной линии.

Встроенные инспекционные скребки используют различные методы для инспекции трубопровода. Калибровочная скребка использует одну (или несколько) круглых металлических пластин с выемками в качестве калибра. Пазы позволяют различным частям пластины изгибаться при обнаружении ограничения отверстия. Существуют более сложные системы для проверки различных аспектов трубопровода. Интеллектуальные скребки используются для осмотра трубопровода с помощью датчиков и записи данных для последующего анализа. Эти скребки используют такие технологии, как рассеяние магнитного потока (MFL) и ультразвук для проверки трубопровода. Интеллектуальные скребки могут также использовать штангенциркуль для измерения внутренней геометрии трубопровода.

В 1961 году компания Shell Development запустила первую «умную свинью». Он продемонстрировал, что автономный электронный прибор может пересекать трубопровод при измерении и регистрации толщины стенок. Инструмент использовал электромагнитные поля для определения целостности стен. В 1964 году Tuboscope выпустил первый коммерческий инструмент. Он использовал технологию MFL для проверки нижней части трубопровода. В системе использовался черный ящик, аналогичный тем, которые используются в самолетах для записи информации; По сути, это был аналоговый магнитофон с широкими возможностями настройки. До недавнего времени магнитофонная запись (хотя и цифровая) все еще была предпочтительным носителем записи. По мере того как емкость и надежность твердотельной памяти увеличивались, большинство носителей записи перешли с ленты на твердотельные.

Емкостные сенсорные зонды используются для обнаружения дефектов полиэтиленовой трубы газопровода. Эти датчики прикрепляются к скребку до того, как он будет отправлен через полиэтиленовую трубу, чтобы обнаружить любые дефекты на внешней стороне стенки трубы. Для этого используется емкостной датчик с тройными пластинами, в котором электростатические волны распространяются наружу через стенку трубы. Любое изменение диэлектрического материала приводит к изменению емкости. [15] Тестирование проводилось исследовательской лабораторией NETL DOE в лаборатории моделирования трубопроводов Battelle West Jefferson (PSF) недалеко от Колумбуса, штат Огайо. [16]

Умная свинья [ править ]

Вставка скребка в газопровод

Современные интеллектуальные или «умные» свиньи - это очень сложные инструменты, которые включают в себя электронику и датчики, которые собирают различные формы данных во время их движения по трубопроводу. Они различаются по технологии и сложности в зависимости от предполагаемого использования и производителя.

Электроника герметизирована, чтобы предотвратить утечку продукта трубопровода в электронику, поскольку продукты могут быть от очень основных до очень кислых и могут иметь чрезвычайно высокое давление и температуру. Многие свиньи используют определенные материалы в зависимости от продукта в трубопроводе. Питание для электроники обычно обеспечивается бортовыми батареями, которые также герметичны. Запись данных может осуществляться различными способами, начиная от аналоговой ленты, цифровой ленты или твердотельной памяти в более современных устройствах.

Используемая технология зависит от требуемой услуги и конструкции свиньи; Каждый поставщик услуг по очистке скребков может иметь уникальные и запатентованные технологии для выполнения услуги. Точечная коррозия и коррозия поверхности, а также трещины и дефекты сварных швов в трубопроводах из стали / черных металлов часто обнаруживаются с помощью скребков для рассеивания магнитного потока (MFL). Другие «умные» скребки используют электромагнитные акустические преобразователи для обнаружения дефектов труб. [17] Штангенциркуль может измерять округлость трубопровода для определения участков раздавливания или других деформаций. Некоторые интеллектуальные свиньи используют комбинацию технологий, таких как обеспечение функций MFL и измерителя в одном инструменте. Сообщалось об испытаниях свиней с использованием технологии акустического резонанса .[18]

Во время прогона скребком скребок не может напрямую общаться с внешним миром из-за расстояния под землей или под водой и / или материалов, из которых сделана труба. Например, стальные трубопроводы эффективно предотвращают любую значительную радиосвязь за пределами трубы. Поэтому необходимо, чтобы свинья использовала внутренние средства для записи своего движения во время поездки. Это может быть сделано с помощью одометров , датчиков наклона с гироскопом и других технологий. [19] Свинья записывает эти позиционные данные, чтобы расстояние, на которое она перемещается вместе с любыми поворотами, можно было интерпретировать позже, чтобы определить точный пройденный путь.

Подтверждение местоположения [ править ]

Проверка местоположения часто осуществляется с помощью надводных инструментов, которые регистрируют прохождение свиньи звуковым, магнитным, радиопередающим или другим способом. Датчики регистрируют, когда они обнаруживают прохождение свиньи (время прибытия); затем это сравнивается с внутренней записью для проверки или корректировки. Внешние датчики могут иметь системы глобального позиционирования возможность [20] , чтобы помочь в их месте. Несколько индикаторов прохождения скребка передают информацию о прохождении, времени и местонахождении скребка по спутниковой линии связи. [21] Сама свинья не может использовать GPS, поскольку металлическая труба блокирует спутниковые сигналы.

После завершения прогона скребков позиционные данные от внешних датчиков объединяются с данными оценки трубопровода (коррозия, трещины и т. Д.) От скребка, чтобы обеспечить карту и характеристики дефектов для конкретного места. Другими словами, объединенные данные показывают оператору местоположение, тип и размер каждого дефекта трубы. Эта информация используется для оценки серьезности дефекта и помогает ремонтным бригадам быстро обнаружить и устранить дефект без необходимости выкапывать чрезмерное количество трубопровода. Оценивая скорость изменения конкретного дефекта за несколько лет, можно составить превентивный план ремонта трубопровода до того, как произойдет какая-либо утечка или ущерб окружающей среде.

Результаты проверки обычно архивируются (возможно, в стандартном формате открытых данных конвейера ) для сравнения с результатами более поздних прогонов скребков на том же конвейере.

В популярной культуре [ править ]

Свинья использовалась в качестве сюжета в трех фильмах о Джеймсе Бонде : « Бриллианты навсегда» , где Бонд заставил свинью сбежать из трубопровода; «Живые дневные огни» , где свинья была модифицирована, чтобы тайно переносить человека через железный занавес ; и «Мира мало» , где свинья использовалась, чтобы нести и взорвать ядерное оружие в трубопроводе.

Свинья также использовалась в качестве сюжета в книге Тони Хиллермана «Зловещая свинья», где заброшенный трубопровод из Мексики в США использовался вместе со свиньей для транспортировки запрещенных наркотиков.

Пусковая установка для свиней была показана в эпизоде ​​2 сезона «Трубопроводная лихорадка» анимационного шоу « Арчер» (сериал 2009 года) , в котором Стерлинг Арчер и Лана Кейн должны отправиться в болото и защитить пусковую установку для свиней от радикального защитника окружающей среды Джошуа Грея.

См. Также [ править ]

  • Управляемый волновой контроль для неразрушающего контроля трубопровода
  • Гидравлически активируемая очистка трубопровода
  • Ледяной скребок
  • Трубопроводный транспорт  - способ транспортировки жидкостей на большие расстояния по герметичным трубам.
  • Видеоинспекция трубопроводов
  • Роботизированный неразрушающий контроль  - Метод контроля с использованием дистанционно управляемых инструментов

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б «Как это работает: очистка трубопровода» . www.products.slb.com . Schlumberger . Проверено 10 апреля 2020 .
  2. ^ "Датчик осмотра трубопровода (PIG)" . Engineeredpower.com . Проверено 10 апреля 2020 .
  3. ^ а б Абдель-Хафез, Мамун; Чоудхури, Шеруззаман (2015). «Оценка положения манометра для осмотра трубопровода с использованием инерциального измерительного устройства, одометра и набора опорных станций» . Журнал ASCE-ASME о рисках и неопределенностях в инженерных системах, Часть B: Машиностроение . 2 (2). DOI : 10.1115 / 1.4030945 .
  4. ^ « ' Играет решающую роль свиной в эксплуатации трубопроводов» . Creamer Media Engineering News . Проверено 21 ноября 2017 года .
  5. ^ "Как работает очистка трубопровода?" . rigzone.com . Проверено 21 ноября 2017 года .
  6. ^ «Это какая-то умная свинья в трубопроводе» . NPR.org . Проверено 21 ноября 2017 года .
  7. ^ "Как работает очистка трубопровода?" . RIGGZONE.com . Проверено 19 октября 2010 .
  8. ^ «Достижение 100 лет в конвейере» . Pipelines International . 6 августа 2020 . Проверено 8 октября 2020 .
  9. ^ Разное, изготовленные опоры, технологии и продукты трубопроводов, (получено в мае 2012 г.)
  10. ^ "Блок регулирования скорости скребка SERVINOX" . servinox.com . Проверено 12 января 2011 .
  11. ^ Шипп, Бретт. «Свинья трубопровода пробивает дом в Гранд-Прери» . WFAA. Архивировано из оригинала на 2012-08-29.
  12. ^ "IST Molchtechnik GmbH" . Piggingsystems.com. Архивировано из оригинала на 2010-04-13 . Проверено 14 апреля 2010 .
  13. ^ «Блокировка процесса» . Netherlocks . Проверено 8 октября 2020 .
  14. ^ «Интеграция электронных компонентов в решения для механической блокировки клапана» . Netherlocks . 2013-11-25 . Проверено 8 октября 2020 .
  15. ^ [1] [ мертвая ссылка ]
  16. ^ «Исследования нефти и природного газа» . netl.doe.gov . Проверено 8 октября 2020 .
  17. ^ Стефан Сенсон, Инспекция трубопроводов. Principes et méthodes . Эд. Лавуазье. 2007. ISBN 978-2743009724 . 332 с. 
  18. ^ «Новая технология революционизирует проверки газопровода» . www.gassco.no . Проверено 8 октября 2020 .
  19. ^ Сигнализатор PIG [ мертвая ссылка ]
  20. ^ «Enduro Pipeline Services | Разработано для достижения превосходных результатов» . www.enduropls.com . Проверено 8 октября 2020 .
  21. ^ Индикатор прохождения свиньи [ мертвая ссылка ]

Внешние ссылки [ править ]

  • Информация об утечке магнитного потока
  • Inline Inspection Association
  • Ресурсы для встроенной инспекции и очистки трубопровода
  • Роботизированные «умные свиньи» от трещин на нефтепроводах; Зонды, используемые Exxon и другими компаниями, не обнаруживают дефектов, вызывающих массовые утечки 16 августа 2013 г. WSJ