Свинья
При трубопроводном транспорте очистка трубопроводов — это практика использования датчиков или приспособлений для проверки трубопровода, устройств, обычно называемых скребками или скребками , 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 проверку трубопровода. Это достигается путем помещения скребка в «пусковую станцию скребка» (или «пусковую станцию») — участок трубопровода увеличенного размера, уменьшающийся до нормального диаметра. Затем пусковую станцию закрывают, и поток продукта в трубопроводе под давлением используется для продвижения скребка по трубе до тех пор, пока он не достигнет приемной ловушки - «ловушки для свиней» (или «приемной станции»).
Приложения [ править ]
 |
Скребок применяется для очистки трубопроводов большого диаметра в нефтяной промышленности. Однако сегодня использование скребковых систем меньшего диаметра на многих предприятиях непрерывного и периодического действия все чаще используется, поскольку операторы предприятий стремятся повысить эффективность и снизить затраты.
Очистка может использоваться практически на любом этапе процесса транспортировки, например, между системами смешивания, хранения или наполнения. Системы скребков устанавливаются на производствах, работающих с такими разнообразными продуктами, как смазочные масла, краски, химикаты, туалетные принадлежности, косметика и продукты питания.
Скребки используются при смешивании смазочного масла или краски для очистки труб во избежание перекрестного загрязнения, а также для опорожнения труб в резервуары для продукта (или иногда для отправки компонента обратно в резервуар). Обычно очистка скребками проводится в начале и в конце каждой партии, но иногда она проводится в середине партии, например, при производстве премикса, который будет использоваться в качестве промежуточного компонента.
Свиньи также используются в нефтегазовой промышленности для очистки трубопроводов. Интеллектуальные или «Умные скребки» используются для проверки трубопроводов с целью оценки их состояния и предотвращения утечек, которые могут быть опасными или вредными для окружающей среды. Обычно они не прерывают производство, хотя часть продукта может быть потеряна при удалении свиньи. Их также можно использовать для разделения различных продуктов в многопродуктовом трубопроводе и для удаления пробок жидкости из многофазных газо//жидкостных трубопроводов.
Для очистки трубопровода требуется, чтобы трубопровод с самого начала был спроектирован таким образом, чтобы его можно было очищать скребками. Если трубопровод содержит топологические изменения, включая изменения диаметра, дроссельные заслонки , контрольно-измерительные приборы, крутые изгибы, насосы или шаровые краны с уменьшенным проходным отверстием, трубопровод не может быть очищен скребками традиционным способом. В таких случаях альтернативы, такие как очистка льда могут быть использованы . Полнопроходные (или полнопроходные) шаровые краны не вызывают проблем, поскольку внутренний диаметр шарового отверстия такой же, как и диаметр трубы.
Этимология [ править ]
Некоторые ранние уборочные «свиньи» были сделаны из тюков соломы, обмотанных колючей проволокой. [4] в то время как другие использовали кожу. [5] Оба издавали визг, проходя по трубе, который некоторым напоминал визг свиньи : [6] который дал свиньям свое имя. [7] [8]
В производственной среде [ править ]
Экономия продукта и времени [ править ]
Основным преимуществом многопродуктовых конвейеров систем, предназначенных для очистки скребками, является потенциальная экономия продукта. В конце каждой передачи продукта можно отделить следующие продукты с помощью скребковой сферы. В качестве альтернативы можно очистить все содержимое линии с помощью скребка либо вперед к месту приема, либо назад к резервуару-источнику. Нет необходимости в обширной промывке трубопровода.
Без необходимости промывки линии очистка скребками дает дополнительное преимущество, заключающееся в гораздо более быстрой и надежной смене продукта. Отбор проб продукции в пункте приема происходит быстрее со свиньями, поскольку граница между продуктами очень ясна; старый метод периодической проверки, чтобы определить соответствие продукта спецификации, занимает значительно больше времени.
Очистка также может полностью управляться программируемым логическим контроллером (ПЛК).
Экологические преимущества
Скребки играют важную роль в снижении воздействия периодических операций на окружающую среду. Традиционно единственным способом, с помощью которого оператор периодического процесса мог обеспечить полную очистку линии от продукта, была промывка линии чистящим средством, таким как вода или растворитель, или даже следующим продуктом. Затем чистящее средство необходимо было подвергнуть очистке сточных вод или восстановлению растворителя. Если продукт использовался для очистки линии, необходимо было понизить сортность или выбросить загрязненную часть продукта. Все эти проблемы теперь можно устранить благодаря очень точному интерфейсу современных систем очистки скребков.
безопасности Соображения
Системы скребков спроектированы таким образом, что скребок загружается в устройство запуска, в котором создается давление для запуска скребка в трубопровод через кикерную линию. В некоторых случаях скребок удаляется из трубопровода через ресивер в конце каждого пробега. [9] Все системы должны обеспечивать поступление скребков в пусковую установку, поскольку засоры в трубопроводе могут потребовать возвращения скребков обратно в пусковую установку. Многие системы предназначены для прокладывания трубопровода в любом направлении.
Свинью толкают либо газом, либо жидкостью; если толкать газом, некоторые системы [10] может быть адаптирован на входе газа для обеспечения постоянной скорости скребка, независимо от давления потока. Скребки необходимо удалять, так как многие скребки сдаются в аренду, скребки изнашиваются и подлежат замене, а чистящие (и другие) скребки выталкивают из трубопровода загрязнения, такие как воск, посторонние предметы, гидраты и т. д., которые необходимо удалять из трубопровода. . Открытие ствола при атмосферном давлении сопряжено с определенным риском, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы перед открытием ствол был разгерметизирован. Если давление в бочке не будет полностью разгерметизировано, скребок может вылететь из бочки, а операторы получат серьезные травмы, стоя перед открытой дверцей для скребка. Однажды свинья была случайно выброшена из конца трубопровода без надлежащего приемника и прошла через стену дома на расстоянии 150 метров (500 футов). [11] Если продукт кислый, бочку следует откачать в факельную систему, где кислый газ сжигается. Операторы должны носить автономный дыхательный аппарат при работе с серосодержащими системами.
В некоторых системах скребков используется «скребок в неволе», и трубопровод открывается лишь изредка для проверки состояния скребка. [12] В остальное время скребок перемещается вверх и вниз по трубопроводу в конце каждой транспортировки, и во время технологического процесса трубопровод никогда не открывается. Эти системы не являются распространенными.
Операции по очистке [ править ]
См. диаграмму справа, изображающую устройство для запуска скребков. При нормальной работе клапаны V2 и V4 будут открыты, все остальные клапаны и дверь закрыты и заперты. [13]
Запустить свинью
- Убедитесь, что устройство запуска скребков опорожнено и вентилировано. Разблокируйте и откройте, затем закройте и снова заблокируйте выпускной и сливной клапаны.
- Разблокируйте и откройте дверь, загрузите свинью в пусковую установку, закройте и заприте дверь.
- Разблокируйте и откройте клапаны V1 и V3, чтобы создать путь потока через пусковую установку.
- Частично закройте кикерный клапан V2, чтобы запустить скребок.
- Сигнализация запуска XA укажет, когда скребок был запущен.
- Полностью откройте клапан V2.
- Закройте и заблокируйте клапаны V1 и V3.
- Разблокируйте и откройте вентиляционный и сливной клапаны. Дайте пусковой установке сбросить давление и опорожнить.
- Закройте и заблокируйте вентиляционные и сливные клапаны.
- После этого устройство запуска скребка готово к запуску следующего скребка.
См. диаграмму справа, изображающую приемник скребков.
Чтобы получить свинью
- Разблокируйте и откройте клапаны V1 и V3, чтобы создать путь потока через приемник скребков.
- Частично закройте клапан V2, чтобы обеспечить поток через ресивер.
- Сигнал тревоги приема XA укажет, когда скребок был получен.
- Полностью откройте клапан V2.
- Закройте и заблокируйте клапаны V1 и V3.
- Разблокируйте и откройте вентиляционный и сливной клапаны, чтобы опорожнить ресивер.
- Закройте и заблокируйте вентиляционные и сливные клапаны.
- Разблокируйте и откройте дверцу, извлеките поршень из приемника, закройте и заприте дверцу.
- Приемник свиней готов принять следующую свинью.
Показанная установка скребков (справа) известна как надземная установка (AGI). Великобритании Это часть Национальной системы транспортировки природного газа . На нем изображены два устройства запуска/приемника скребков на концах двух трубопроводов диаметром 610 миллиметров (24 дюйма), по которым газ транспортируется по реке Темзе, между Ист-Тилбери в Эссексе и Шорном в Кенте. Если один трубопровод будет поврежден, например, якорем корабля, этот трубопровод можно изолировать, а второй трубопровод позволит газу перетекать через реку. [14]
Механические блокировки [ править ]
Имеется множество сообщений об инцидентах, в которых операторы были ранены или даже убиты во время выполнения операций по очистке скребками. Распространенными причинами таких событий являются:
- открытие закрывающей дверцы, пока сосуд все еще находится под давлением;
- открытие основного технологического клапана при неполностью закрытой запирающей дверце;
- открытие затворной дверцы, когда внутри сосуда остается высокая концентрация H₂S или других токсинов;
- выпускной клапан остается открытым, пока в сосуде находится среда под давлением.
Все эти причины напрямую связаны с неправильной работой технологической арматуры и запорной дверцы. Распространенным методом предотвращения подобных инцидентов является добавление блокировок клапанов. [15] который был принят всеми мировыми нефтегазовыми компаниями. [ нужна ссылка ]
Безопасность при очистке скребками зависит от строгого соблюдения процедур безопасности, в которых подробно описана последовательность безопасной работы клапана. Физически блокируя неправильные операции, блокировки клапанов обеспечивают соблюдение таких последовательностей. Блокировки клапанов стационарно устанавливаются как на клапаны с ручным, так и на электропривод, а также на запорную дверь. Блокировки блокируют работу клапана или двери, если не вставлены соответствующие ключи.
Принцип блокировки клапанов заключается в передаче ключей. Каждый замок снабжен двумя ключами: ключом для запирания открытого положения и одним для запирания закрытого положения. Во время операции одновременно свободен только один ключ. Этот ключ подходит только к блокировке, принадлежащей тому клапану, который будет использоваться следующим в рабочей процедуре. Все ключи имеют уникальный код, чтобы исключить возможность разблокировки клапанов в неподходящий момент.
Сегодня интеллектуальные решения для блокировки позволяют интегрировать полевые устройства, такие как измерители давления или измерители H 2 S, в последовательность блокировки клапанов. Это повышает безопасность за счет интеграции процедур оператора. [16] с DCS и SIS системами безопасности .
Виды свиней [ править ]
Измерение, сепарация и очистка скребков [ править ]
«Свинья» — это инструмент, который направляется по трубопроводу и приводится в движение за счет давления потока продукта в самом трубопроводе. Существует четыре основных применения свиней:
- Физическое разделение различных жидкостей, протекающих по трубопроводу.
- Внутренняя очистка трубопроводов
- Проверка состояния стенок трубопровода (также известная как инструмент встроенного контроля (ILI))
- Сбор и запись геометрической информации, касающейся трубопроводов (например, размера, положения).
Одним из наиболее распространенных и универсальных является поршень из пенопласта, который вырезается или выливается из пенополиуретана с открытыми порами в форме пули и прогоняется по трубопроводам по многим причинам, например, для проверки внутреннего диаметра, очистки и удаления воды. или высушите леску. Существует несколько типов скребков для очистки с различной плотностью: от 32 до 160 кг на кубический метр (от 2 до 10 фунтов/куб футов) пены, а в специальных применениях - до 320 кг/м. 3 (20 фунтов/куб футов). Некоторые из них имеют вольфрамовые шпильки или абразивную проволочную сетку снаружи для удаления ржавчины , окалины или отложений парафина изнутри трубы. Другие типы полностью или крест-накрест покрыты уретаном, или есть поршни из пенополиуретана без покрытия с уретановым покрытием только сзади, которое герметизирует и облегчает движение поршня. Существуют также цельноформованные уретановые поршни, используемые для удаления жидкости или дозирования нескольких различных продуктов на одной линии.
Сканеры для линейного контроля используют различные методы проверки трубопровода. В качестве калибра скребок использует одну (или несколько) круглых металлических пластин с надрезами. Вырезы позволяют различным частям пластины сгибаться при возникновении ограничения диаметра. Существуют более сложные системы для проверки различных аспектов трубопровода.
Умная свинья [ править ]
Интеллектуальные скребки используются для проверки 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. Умные свиньи также могут использовать штангенциркуль для измерения внутренней геометрии трубопровода.
В 1961 году компания Shell Development выпустила первую интеллектуальную свинью. Оно продемонстрировало, что автономный электронный прибор может перемещаться по трубопроводу, измеряя и записывая толщину стенок. Прибор использовал электромагнитные поля для определения целостности стены. В 1964 году Tubscope выпустил первый коммерческий прибор. Для проверки нижней части трубопровода использовалась технология MFL. Для записи информации в системе использовался черный ящик, аналогичный тем, что используются на самолетах; По сути, это был аналоговый магнитофон с широкими возможностями настройки. До недавнего времени запись на магнитную ленту (хотя и в цифровом формате) по-прежнему была предпочтительным носителем записи. По мере улучшения емкости и надежности твердотельной памяти большинство носителей записи перешли от ленточных к твердотельным.
Емкостные датчики-зонды используются для обнаружения дефектов полиэтиленового газопровода. Эти датчики прикрепляются к скребку перед его отправкой по полиэтиленовой трубе для обнаружения любых дефектов на внешней стороне стенки трубы. Это достигается с помощью емкостного датчика с тремя пластинами, в котором электростатические волны распространяются наружу через стенку трубы. Любое изменение диэлектрического материала приводит к изменению емкости. [17] Тестирование было проведено исследовательской лабораторией NETL DOE в Центре моделирования трубопроводов Battelle West Jefferson.(PSF) недалеко от Колумбуса, штат Огайо. [18]
Современные, интеллектуальные или «умные» свиньи представляют собой сложнейшие инструменты, включающие в себя электронику и датчики для сбора различных форм данных во время их перемещения по трубопроводу. Они различаются по технологии и сложности в зависимости от предполагаемого использования и производителя.
Электроника герметизирована от утечек продуктов трубопровода, поскольку они могут варьироваться от сильноосновных до сильнокислотных и могут иметь чрезвычайно высокое давление и температуру. Многие свиньи используют определенные материалы в зависимости от продукта, находящегося в процессе производства. Питание электроники обычно обеспечивается встроенными аккумуляторами, которые также герметичны. Запись данных может осуществляться различными способами: 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 этой услуги. Поверхностная питтинговая коррозия, а также трещины и дефекты сварных швов в трубопроводах из стали и черных металлов часто обнаруживаются с помощью скребков рассеяния магнитного потока (MFL). Другие «умные» свиньи используют электромагнитно-акустические преобразователи для обнаружения дефектов труб. [19] Калиперные скребки позволяют измерять округлость трубопровода для определения участков смятия или других деформаций. Некоторые умные свиньи используют комбинацию технологий, например, обеспечивая функции MFL и штангенциркуля в одном инструменте. об испытаниях свиней с использованием технологии акустического резонанса . Сообщалось [20]
Во время работы скребками свинья 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 важную радиосвязь за пределами трубы. Поэтому необходимо, чтобы свинья использовала внутренние средства для регистрации своего движения во время поездки. Это может быть сделано с помощью одометров с гироскопом , датчиков наклона и других технологий. [21] Свинья записывает эти позиционные данные, чтобы расстояние, которое она проходит вместе с любыми поворотами, можно было интерпретировать позже для определения точного пройденного пути.
Проверка местоположения [ править ]
Проверка местоположения часто осуществляется с помощью наземных приборов, которые фиксируют прохождение свиньи звуковым, магнитным, радиосигналом или другими способами. Датчики фиксируют момент прохождения свиньи (время прибытия); затем эта информация сравнивается с внутренней записью для проверки или корректировки. Внешние датчики могут иметь глобальной системы позиционирования. функцию [22] помочь в их местонахождении. Несколько индикаторов прохождения свиньи передают информацию о прохождении свиньи, времени и местоположении по спутниковой линии связи. [23] Сама свинья не может использовать GPS, так как металлическая труба блокирует спутниковые сигналы.
После завершения очистки скребками данные о положении от внешних датчиков объединяются с данными оценки трубопровода (коррозия, трещины и т. д.), полученными от скребка, для получения карты дефектов и их характеристик для конкретного местоположения. 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 раскапывать слишком большой объем трубопровода. Оценивая скорость изменения конкретного дефекта в течение нескольких лет, можно составить упреждающий план ремонта трубопровода до того, как произойдет какая-либо утечка или ущерб окружающей среде.
Результаты проверки обычно архивируются (возможно, в формате стандарта открытых данных для трубопроводов ) для сравнения с результатами последующих операций очистки на том же трубопроводе.
В популярной культуре [ править ]
|
Свинья использовалась в качестве сюжета в трех фильмах о Джеймсе Бонде : «Бриллианты навсегда» , где Бонд не давал свинье сбежать из трубопровода; «Живой дневной свет» , где свинья была модифицирована для тайной транспортировки человека через « железный занавес» ; и «И целого мира мало» , где свинья использовалась для переноски и взрыва ядерного оружия в трубопроводе.
Свинья также использовалась в качестве сюжета в Тони Хиллермана книге «Зловещая свинья» , где заброшенный трубопровод из Мексики в Соединенные Штаты использовался со свиньей для транспортировки незаконных наркотиков.
Пусковая установка для свиней была показана в эпизоде 2 сезона «Трубопроводная лихорадка» анимационного шоу « Арчер» , где Стерлингу Арчеру и Лане Кейн поручено отправиться в болото и защитить пусковую установку для свиней от радикального защитника окружающей среды Джошуа Грея.
См. также [ править ]
- Волноводное испытание - Метод испытаний инженерных конструкций для неразрушающего контроля трубопровода.
- Гидравлически активируемая очистка трубопровода скребками
- Ледяная очистка труб - метод очистки труб, метод очистки труб с использованием ледяной суспензии вместо твердого скребка.
- Трубопроводный транспорт — перекачка жидкостей или газа по трубам.
- Видеообследование трубопровода
- Роботизированный неразрушающий контроль . Метод контроля с использованием инструментов с дистанционным управлением.
Ссылки [ править ]
- ^ «Как это работает: очистка трубопровода» . www.products.slb.com . Шлюмберже . Проверено 10 апреля 2020 г.
- ^ «Инспекционный манометр (ПИГ)» . Engineedpower.com . Проверено 10 апреля 2020 г.
- ^ Абдель-Хафез, Мамун; Чоудхури, Шеруззаман (2015). «Оценка положения манометра для контроля трубопровода с использованием инерционного измерительного блока, одометра и набора опорных станций» . Журнал ASCE-ASME о рисках и неопределенности в инженерных системах, Часть B: Машиностроение . 2 (2). дои : 10.1115/1.4030945 .
- ^ « Свиньи играют решающую роль в обслуживании трубопроводов» . Новости Creamer Media Engineering . Проверено 21 ноября 2017 г.
- ^ «Как работает очистка трубопровода?» . rigzone.com . Проверено 21 ноября 2017 г.
- ^ «Это какая-то умная свинья в трубопроводе» . NPR.org . Проверено 21 ноября 2017 г.
- ^ «Как работает очистка трубопровода?» . RIGGZONE.com . Проверено 19 октября 2010 г.
- ^ «Достижение 100 лет в разработке» . Пайплайнс Интернэшнл . 6 августа 2020 г. Архивировано из оригинала 14 октября 2020 г. Проверено 8 октября 2020 г.
- ^ Разные технологии и изделия для трубопроводов изготовленных опор (получено в мае 2012 г.)
- ^ «Узел регулирования скорости скребков SERVINOX» . servinox.com . Проверено 12 января 2011 г.
- ^ Шипп, Бретт. «Свинья» трубопровода прорвалась через дом в Гранд-Прейри» . ВФАА. Архивировано из оригинала 29 августа 2012 г.
- ^ «ИСТ Молхтехник ГмбХ» . Piggingsystems.com. Архивировано из оригинала 13 апреля 2010 г. Проверено 14 апреля 2010 г.
- ^ Адаптировано из Amoco P&ID устройства запуска скребков и Руководства по эксплуатации, 1988 г.
- ^ «НТС» .
- ^ «Блокировка процессов» . Нетерлоки . Проверено 8 октября 2020 г.
- ^ «Интеграция электронных компонентов в решения механической блокировки клапанов» . Нетерлоки . 25 ноября 2013 г. Проверено 8 октября 2020 г.
- ^ «ProQuest Document View — технология емкостных датчиков для обнаружения повреждений полиэтиленовых труб» . Архивировано из оригинала 17 июля 2011 г. Проверено 1 октября 2010 г.
- ^ «Исследования нефти и природного газа» (PDF) . netl.doe.gov . Архивировано из оригинала 31 октября 2018 г. Проверено 8 октября 2020 г.
- ^ Стефан Сэнсон, Онлайн-инспекция трубопровода. Принципы и методы . Эд Лавуазье. 2007. ISBN 978-2743009724 . 332 стр.
- ^ «Новые технологии совершают революцию в проверке газопроводов» . www.gassco.no . Проверено 8 октября 2020 г.
- ^ «СВИНЬЯ-Связист» . Архивировано из оригинала 7 февраля 2012 г. Проверено 14 февраля 2012 г.
- ^ «Трубопроводные услуги Эндуро | Разработаны для достижения превосходных результатов» . www.enduropls.com . Проверено 8 октября 2020 г.
- ^ «Индикатор прохода свиней» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2014 г. Проверено 29 января 2012 г.
Внешние ссылки [ править ]
https://www.vpengineers.in/products/pipe-line-pigs/pipeline-pigging.html https://www.vpengineers.in/products/pipe-line-pigs/cup-pigs.html https://www.vpengineers.in/products/pipe-line-pigs/foam-pigs.html
- Информация об утечке магнитного потока
- Ассоциация встроенных инспекций
- Ресурсы по встроенному контролю и очистке трубопроводов, заархивированные 10 февраля 2014 г. на Wayback Machine.
- Трещины на нефтепроводах ускользают от роботизированных «умных свиней»; Зонды, используемые Exxon и другими компаниями, не обнаруживают дефектов, вызывающих массовые разливы 16 августа 2013 г. WSJ
