Свинья - Pigging

Не путать с привязкой .
Скребок для очистки 28-дюймового нефтепровода. Синие пластиковые диски уплотняют внутреннюю часть трубы, чтобы продвигать устройство и удалять 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 окружает вал и очищает внутреннюю часть трубопровода.
Свинья-скребок 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.

Эти операции включают, помимо прочего, очистку и осмотр трубопровода. Это достигается путем помещения скребка в «пусковую установку для скребков» (или «станцию ​​запуска») - участок трубопровода увеличенного размера, уменьшающийся до нормального диаметра. Затем пусковая станция 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

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. Также существуют «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 разных 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

Некоторые ранние чистящие «свиньи» были сделаны из тюков соломы, обернутых колючей проволокой, в то время как другие использовали кожу. Оба издали визжащий звук, путешествуя по трубе, который некоторым казался похожим на визг свиньи , что и дало свиньям свое название. «PIG» используется в качестве фонового обозначения начальных букв термина «Pipeline Inspection Gauge».

В производственной среде

Продукт и экономия времени

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 пункту 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 периодической проверки для определения соответствия продукта спецификации занимает значительно больше времени.

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

Экологические преимущества

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 понизить класс или выбросить загрязненную часть продукта. Все эти проблемы теперь можно устранить благодаря очень точному интерфейсу, обеспечиваемому современными системами очистки скребков.

Соображения безопасности

Системы скребков спроектированы 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. Все системы должны обеспечивать прием скребков в пусковую установку, поскольку из-за засорения трубопровода может потребоваться отталкивание скребков обратно в пусковую установку. Многие системы предназначены для прокладки трубопровода в любом направлении.

Свинью толкают газом или жидкостью; при подаче газа некоторые системы могут быть адаптированы 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 загрязняющие вещества из трубопровода, такие как воск, посторонние предметы, гидраты и т. Д., Которые должны быть удалены из трубопровода. . 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 скребка. Однажды свинья была случайно выбита из конца трубопровода без надлежащего приемника для свиней и прошла через стену дома на расстоянии 500 футов. Когда продукт кислый, бочку следует откачать в факельную систему, где сжигают высокосернистый газ . Операторы должны носить автономный дыхательный аппарат при работе с кислыми системами.

В некоторых системах очистки скребков используется «неволи», и трубопровод открывается только изредка, чтобы проверить состояние скребка. 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

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

  • открытие закрывающей дверцы, когда в сосуде еще находится давление;
  • открытие главного технологического клапана при неполном закрытии запорной двери;
  • открытие закрывающейся дверцы при сохранении высокой концентрации сероводорода или других токсинов внутри емкости;
  • выпускной клапан остается открытым, пока в сосуде создается давление со средой.

Все эти причины напрямую связаны с неправильной работой технологических клапанов и запорной двери. Распространенным методом предотвращения подобных инцидентов является установка блокировок клапанов, которая была принята всеми мировыми нефтегазовыми компаниями.

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: ключом для запертого открытого положения и одним для запертого закрытого положения. Во время рабочего процесса свободен только один ключ. Этот ключ подходит только к блокировке, принадлежащей клапану, который будет задействован в следующем рабочем процессе. Все ключи имеют уникальный код, чтобы избежать возможности разблокировки клапанов 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 с системами безопасности DCS и SIS .

Виды свиней

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

Нормальная свинья

«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. Сбор и запись геометрической информации, относящейся к трубопроводам (например, размера, положения).

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 жидкости. 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 парафиновых отложений с поверхности. внутри трубы. Другие типы имеют полное или перекрестное покрытие из уретана, или есть скребки из полиуретановой пены без покрытия с уретановым покрытием только на задней части для герметизации 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 проверки трубопровода. Калибровочная скребка в качестве калибра использует одну (или несколько) круглых металлических пластин с надрезом. 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 первая умная свинья была запущена в производство Shell Development. 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) по-прежнему была предпочтительным носителем записи. По мере увеличения емкости и надежности твердотельной памяти большинство носителей записи перешли с ленты на твердотельные.

Датчики емкостные 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 снаружи стенки трубы. Это достигается за счет использования емкостного датчика с тремя пластинами, в котором электростатические волны распространяются наружу через стенку трубы. Любое изменение диэлектрического материала приводит к изменению емкости. Тестирование проводилось исследовательской лабораторией NETL DOE в лаборатории моделирования трубопроводов Battelle West Jefferson (PSF) недалеко от Колумбуса, штат Огайо.

Умная свинья

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 герметична, чтобы предотвратить утечку продукта из 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 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. Штангенциркуль может измерять округлость трубопровода для определения участков раздавливания или других деформаций. Некоторые умные свиньи используют комбинацию технологий, таких как обеспечение функций MFL и штангенциркуля в одном инструменте. Сообщалось об испытаниях свиней с использованием технологии акустического резонанса .

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 изготовлена ​​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. 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

Проверка местоположения часто осуществляется с помощью наземных инструментов, которые регистрируют прохождение скребка с помощью звуковых, магнитных, радиопередач или других средств. Датчики регистрируют, когда они обнаруживают прохождение свиньи (время прибытия); затем это сравнивается с внутренней записью для проверки или корректировки. Внешние датчики могут иметь возможность глобальной системы позиционирования для помощи в их местонахождении. Несколько индикаторов прохождения скребка передают информацию о прохождении, времени и местонахождении скребка по спутниковой восходящей линии связи. Сама свинья не может использовать GPS, поскольку металлическая труба блокирует спутниковые сигналы.

После завершения цикла очистки скребками данные о положении от внешних датчиков объединяются с данными оценки трубопровода (коррозия, трещины и т. Д.) Со скребка для получения карты 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 найти и быстро устранить дефект без необходимости выкапывать чрезмерное количество трубопровода. Оценивая скорость изменения конкретного дефекта за несколько лет, можно составить упреждающий 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

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» мультсериала « 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.

Смотрите также

использованная литература

  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 эталонных 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 скребок 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 скребок 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, (извлечено 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]
  16. ^ «Исследования нефти и природного газа» . netl.doe.gov . Проверено 8 октября 2020 .
  17. ^ Стефан Сенсон, Инспекция трубопроводов. Принципы и методы . Эд. Лавуазье. 2007. ISBN  978-2743009724 . 332 с.
  18. ^ «Новая технология революционизирует проверки газопровода» . www.gassco.no . Проверено 8 октября 2020 .
  19. ^ Свинья сигнализатор
  20. ^ «Enduro Pipeline Services | Разработано для достижения превосходных результатов» . www.enduropls.com . Проверено 8 октября 2020 .
  21. ^ Индикатор прохождения свиньи

внешние ссылки