Свинья - Pigging

Не путать с Привязка.
Скребок для очистки 28-дюймового нефтепровода. Синие пластиковые диски уплотняют внутреннюю часть трубы, чтобы продвигать устройство и удалять незакрепленные детали. осаждение или накопление накипи. Черные прямоугольники вверху и круглые диски в центре - это магниты, которые притягивают и удаляют любые незакрепленные металлические предметы в трубе.
An ультразвуковой свинья для обнаружения утечек.
Скребок для очистки 6-дюймового нефтепровода. Проволочная щетка охватывает вал и очищает внутреннюю часть трубопровода.
Скребковый скребок, показанный на Трансаляскинская трубопроводная система Центр посетителей

В трубопроводный транспорт, свинья это практика использования приборов для контроля трубопроводов, устройств, обычно называемых свиньи или скребки, для выполнения различных операций по техническому обслуживанию. Это делается без остановки потока продукта в трубопроводе.[1][2][3]

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 увеличивается, поскольку операторы предприятий стремятся повысить эффективность и снизить затраты.

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. Полнопроходной (или полнопроходной) шаровые краны не вызывает проблем, потому что внутренний диаметр отверстия для шара такой же, как и у трубы.

Этимология

Некоторые ранние чистящие "свиньи" делались из тюков соломы, обмотанных колючей проволокой.[4] в то время как другие использовали кожу.[5] Оба издавали визжащий звук, путешествуя по трубе, что некоторым показалось свинья визг[6] который дал свиньям свое имя.[7][8] «СВИНЬЯ» используется как backronym от первых букв термина «Трубопроводный манометр».[3][1]

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 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 выполняться Программируемый логический контроллер (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 снизить 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.[9] 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 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 скребки сдаются в аренду, они изнашиваются и должны быть заменены, а чистящие (и другие) скребки выталкивают из трубопровода загрязнения, такие как воск, посторонние предметы, гидраты и т. Д., Которые необходимо удалить 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 разгерметизировано полностью, свинья может быть выброшена из ствола, а операторы получили серьезные травмы, стоя перед открытой дверью скребка. Однажды свинья была случайно выбита 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 кислый газ горит. Операторы должны носить автономный дыхательный аппарат при работе на кислых системах.

В некоторых системах очистки скребков 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

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 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 непосредственно связаны с неправильной эксплуатацией технологических клапанов и двери закрытия. Распространенным методом предотвращения подобных инцидентов является добавление блокировок клапанов,[13] который принят всеми мировыми нефтегазовыми компаниями.[нужна 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 к блокировке, принадлежащей клапану, который будет задействован следующим в рабочем порядке. 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 давление или H2S счетчиков в последовательности блокировки клапана. Это повышает безопасность за счет интеграции процедур оператора[14] с участием DCS и SIS системы безопасности.

Виды свиней

Свинья на дисплее в разрезе трубы из Трубопровод Аляски
Пусковая установка / приемник скребков, принадлежащая газопроводу в Швейцарии.

Нормальная свинья

«Свинья» в трубопровод промышленность - это инструмент, который направляется по конвейеру и приводится в движение давление 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 трубопроводу (например, размера, положения).

Один из самых распространенных и универсальных - поролон, который вырезают или выливают из открытых ячеек. полиуретан пена принимает форму пули и проходит через трубопроводы по многим причинам, например, для проверки внутреннего диаметра, очистки, удаления воды или сушки линии. Существует несколько типов очистных скребков с различной плотностью от 2 фунтов до 10 фунтов пены и для специальных применений до 20 фунтов. вольфрам шпильки или абразивная проволочная сетка снаружи, чтобы разрезать ржавчина, масштаб, или парафиновая свеча 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.

Встроенная проверка свиньи используют различные методы для проверки 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 рассеивание магнитного потока (MFL) и УЗИ осмотреть трубопровод. Умные свиньи также могут использовать суппорты 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. Поскольку мощность и надежность твердотельная память улучшилось, 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 снаружи 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

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 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 рассеяние магнитного потока (MFL) свиньи. Другие «умные» свиньи используют электромагнитные акустические преобразователи для обнаружения дефектов труб.[17] Штангенциркули могут 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. Испытания свиней с использованием технология акустического резонанса не поступало.[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 одометры, с гироскопом датчики наклона и другие технологии.[19] Свинья записывает эти позиционные данные, чтобы расстояние, на которое она перемещается вместе с любыми поворотами, можно было позже интерпретировать для определения точного пройденного пути.

Подтверждение местоположения

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 спутниковая система навигации способность[20] чтобы помочь в их местонахождении. 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 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 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 Стандарт открытых данных конвейера формат) для сравнения с результатами последующих прогонов скребков на том же трубопроводе.

В популярной культуре

Свинья использовалась в качестве заговора в трех Джеймс Бонд фильмы: Бриллианты вечны, где Бонд заставил свинью сбежать из трубопровода; Живые дневные огни, где свинья была модифицирована, чтобы тайно перевозить человека через Железный занавес; и Мира мало, где свинья использовалась для переноса и взрыва ядерного оружия в трубопроводе.

Свинья также использовалась в качестве заговора в Тони Хиллерман книга Зловещая свинья где заброшенный трубопровод из Мексики в США использовался со свиньей для транспортировки запрещенных наркотиков.

Пусковая установка для свиней была показана во втором сезоне анимационного шоу «Трубопроводная лихорадка». Лучник (сериал, 2009 г.), в которой Стерлинг Арчер и Лана Кейн им поручено отправиться в болото и защитить пусковую установку для свиней от радикального эколога Джошуа Грея.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б «Как это работает: очистка трубопровода». www.products.slb.com. Schlumberger. Получено 10 апреля 2020.
  2. ^ «Контрольно-измерительный прибор для трубопроводов (PIG)». Engineeredpower.com. Получено 10 апреля 2020.
  3. ^ а б Абдель-Хафез, Мамун; Чоудхури, Шеруззаман (2015). «Оценка местоположения контрольно-измерительного прибора трубопровода (PIG) ​​с использованием IMU, одометра и набора реперных станций». J. Риск и Uncert. в ангр. Sys., Часть B: мех. Engrg. ASCE-ASME. 2. Дои:10.1115/1.4030945.
  4. ^ "'Свиньи играют решающую роль в обслуживании трубопроводов ». Новости Creamer Media Engineering. Получено 21 ноября 2017.
  5. ^ "Как работает очистка трубопровода?". rigzone.com. Получено 21 ноября 2017.
  6. ^ «Это какая-то умная свинья на конвейере». NPR.org. Получено 21 ноября 2017.
  7. ^ "Как работает очистка трубопровода?". RIGGZONE.com. Получено 2010-10-19.
  8. ^ «Достижение 100 лет впереди». Pipelines International. 6 августа 2020 г.. Получено 2020-10-08.
  9. ^ Разные изготовленные опоры Piping Technology & Products, (данные получены в мае 2012 г.)
  10. ^ «Блок регулирования скорости скребка SERVINOX». servinox.com. Получено 2011-01-12.
  11. ^ Шипп, Бретт. «Трубопровод« Свинья »проходит через дом в Гранд-Прери». WFAA. Архивировано из оригинал на 2012-08-29.
  12. ^ "I.S.T. Molchtechnik GmbH". Piggingsystems.com. Архивировано из оригинал на 2010-04-13. Получено 2010-04-14.
  13. ^ «Блокировка процесса». Netherlocks. Получено 2020-10-08.
  14. ^ «Интеграция электронных компонентов в решения для механической блокировки клапанов». Netherlocks. 2013-11-25. Получено 2020-10-08.
  15. ^ [1][мертвая ссылка ]
  16. ^ «Исследования нефти и природного газа». netl.doe.gov. Получено 2020-10-08.
  17. ^ Стефан Сейнсон, Инспекция трубопроводов. Принципы и методы. Эд. Лавуазье. 2007 г. ISBN  978-2743009724. 332 с.
  18. ^ «Новая технология революционизирует проверки газопровода». www.gassco.no. Получено 2020-10-08.
  19. ^ Свинья сигнализатор[мертвая ссылка ]
  20. ^ "Enduro Pipeline Services | Разработано для достижения превосходных результатов". www.enduropls.com. Получено 2020-10-08.
  21. ^ Индикатор прохождения свиньи[мертвая ссылка ]

внешние ссылки