Введение

Практика использования калибровочных приборов или устройств для выполнения различных операций по техническому обслуживанию трубопроводов.

В трубопроводном транспорте, пропускка – это практика использования калибровочных приборов или устройств, обычно называемых скребками или свиньями, для выполнения различных операций по техническому обслуживанию. Это делается без остановки потока продукта в трубопроводе. Эти операции включают, но не ограничиваются, очистку и инспекцию трубопровода. Это достигается путем введения скребка в пусковую установку (или станцию запуска) – расширенный участок трубопровода, переходящий в нормальный диаметр. Затем пусковая установка закрывается, и давление потока продукта в трубопроводе используется для проталкивания скребка по трубе до приемного устройства – приемной ловушки (или станции приема).

Приложения

Промывка трубопроводов используется для очистки трубопроводов большого диаметра в нефтяной промышленности. Однако сегодня использование систем промывки меньшего диаметра становится все более распространенным на многих предприятиях непрерывного и периодического производства, поскольку операторы стремятся к повышению эффективности и снижению затрат. Промывка может применяться практически к любому участку процесса перекачки, например, между системами смешивания, хранения или розлива. Системы промывки устанавливаются в отраслях, работающих с такими разнообразными продуктами, как смазочные масла, краски, химикаты, туалетные принадлежности, косметика и продукты питания. Промывочные снаряды (пуанты) используются при смешивании смазочных масел или красок для очистки трубопроводов, чтобы избежать перекрестного загрязнения, и для опорожнения трубопроводов в приёмные ёмкости продукта (или иногда для возврата компонента в его ёмкость). Обычно промывка выполняется в начале и в конце каждой партии, но иногда она выполняется и в середине партии, например, при производстве полуфабриката, который будет использоваться в качестве промежуточного компонента. Промывочные снаряды также используются в нефтегазовой промышленности для очистки или прочистки трубопроводов. Интеллектуальные или «умные» промывочные снаряды используются для инспекции трубопроводов с целью оценки их состояния и предотвращения утечек, которые могут быть опасными или нанести вред окружающей среде. Обычно они не прерывают производство, хотя при извлечении промывочного снаряда может быть потеряно некоторое количество продукта. Они также могут использоваться для разделения различных продуктов в многопродуктопроводе и для удаления скоплений жидкости из многофазных газожидкостных трубопроводов. Для промывки трубопровода он должен быть спроектирован с учетом возможности промывки изначально. Если трубопровод содержит топологические изменения, включая изменения диаметра, задвижки-бабочки, контрольно-измерительные приборы, резкие изгибы, насосы или шаровые клапаны с уменьшенным проходным сечением, то его нельзя промывать традиционным способом. В таких случаях могут применяться альтернативные методы, такие как промывка льдом. Шаровые клапаны с полным проходным сечением (или с полным диаметром) не вызывают проблем, поскольку внутренний диаметр отверстия шара соответствует диаметру трубы.

Этимология

Некоторые из первых очистительных "свиней" делались из тюков соломы, обмотанных колючей проволокой, а другие – из кожи. Обе конструкции издавали визжащий звук, проходя по трубопроводу, который некоторым напоминал визг свиньи, отчего и произошло название "свинья".

Экономия времени и продукции

Основным преимуществом многопродуктных трубопроводов с возможностью использования сферических устройств для очистки является потенциальная экономия продукта. В конце каждой перекачки продукта можно отделить следующий продукт с помощью сферического устройства для очистки. В качестве альтернативы можно полностью очистить трубопровод с помощью этого устройства, продвигая его либо к точке приема, либо обратно к исходному резервуару. Это устраняет необходимость в длительной промывке трубопровода. Благодаря отсутствию необходимости промывки, использование сферических устройств для очистки обеспечивает более быструю и надежную смену продукта. Отбор проб продукта в точке приема происходит быстрее, поскольку граница между продуктами четко определена; старый метод периодической проверки для определения соответствия продукта спецификации занимает значительно больше времени. Управление процессом очистки может осуществляться полностью с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК).

Экологические преимущества

Промывка трубопроводов (пиггинг) играет важную роль в снижении негативного воздействия на окружающую среду при реализации периодических процессов. Традиционно, единственный способ для оператора периодического процесса убедиться в полном удалении продукта из трубопровода заключался в его промывке чистящим средством, таким как вода или растворитель, или даже последующей партией продукта. Затем чистящее средство требовало очистки сточных вод или регенерации растворителя. Если для очистки трубопровода использовался сам продукт, то загрязненная его часть подлежала утилизации или использованию в качестве продукта более низкого качества. Все эти проблемы теперь можно решить благодаря высокой точности, обеспечиваемой современными системами промывки трубопроводов (пиггинга).

Учитывания безопасности

Системы запуска скребков (свиней) спроектированы таким образом, что скребок загружается в пусковую установку, которая под давлением запускает скребок в трубопровод через линию-ударник. В некоторых случаях скребок извлекается из трубопровода через приемник в конце каждого прохода. Все системы должны обеспечивать прием скребков в пусковой установке, поскольку засоры в трубопроводе могут потребовать возврата скребков обратно в пусковую установку. Многие системы предназначены для прогонки скребка по трубопроводу в обоих направлениях. Скребок перемещается либо с помощью газа, либо жидкости; если перемещается газом, некоторые системы могут быть адаптированы на газовом входе для обеспечения постоянной скорости скребка, независимо от давления потока. Скребки необходимо извлекать, поскольку многие из них сдаются в аренду, они изнашиваются и требуют замены, а также чистящие (и другие) скребки выталкивают из трубопровода загрязнения, такие как воск, посторонние предметы, гидраты и т.д., которые необходимо удалять из трубопровода. Существуют неотъемлемые риски при открытии корпуса под атмосферным давлением, поэтому необходимо убедиться, что корпус разгерметизирован перед открытием. Если корпус не полностью разгерметизирован, скребок может быть выброшен из корпуса, и операторы получали серьезные травмы, находясь перед открытой дверью для скребков. Однажды скребок случайно вылетел из конца трубопровода без надлежащего приемника скребков и пробил стену дома, находящегося в 152 метрах от трубопровода. Когда транспортируемый продукт содержит сероводород, корпус следует эвакуировать в факельную систему, где сероводород сжигается. Операторы должны использовать автономный дыхательный аппарат при работе с системами, транспортирующими продукты, содержащие сероводород. Некоторые системы запуска скребков используют “закрытый скребок”, и трубопровод открывается лишь периодически для проверки состояния скребка. В остальное время скребок перемещается вверх и вниз по трубопроводу в конце каждого цикла перекачки, и трубопровод никогда не открывается во время технологического процесса. Такие системы не распространены.

Умная свинья

Интеллектуальные свиньи используются для инспекции трубопроводов с помощью датчиков и записи данных для последующего анализа. Эти свиньи используют такие технологии, как магнитная утечка потока (MFL) и ультразвук для инспекции трубопроводов. Умные свиньи могут также использовать калибры для измерения внутренней геометрии трубопровода. В 1961 году первая интеллектуальная свинья была запущена компанией Shell Development. Она продемонстрировала, что автономный электронный прибор может проходить по трубопроводу, измеряя и регистрируя толщину стенок. Прибор использовал электромагнитные поля для оценки целостности стенок. В 1964 году Tuboscope запустил первый коммерческий прибор. Он использовал технологию MFL для инспекции нижней части трубопровода. В системе использовался "черный ящик", аналогичный тем, что используются в самолетах, для записи информации; по сути, это был высококачественный аналоговый магнитофон. До недавнего времени магнитная лента (хотя и цифровая) оставалась предпочтительным носителем информации. По мере улучшения емкости и надежности твердотельной памяти большинство носителей записи перешли с ленты на твердотельную память. Емкостные датчики используются для обнаружения дефектов в полиэтиленовых газопроводах. Эти датчики прикрепляются к свинье перед отправкой ее по полиэтиленовому трубопроводу для обнаружения любых дефектов на внешней стороне стенок трубы. Это достигается с помощью тройного пластинчатого емкостного датчика, в котором электростатические волны распространяются наружу через стенку трубы. Любое изменение диэлектрического материала приводит к изменению емкости. Испытания проводились исследовательской лабораторией NETL DOE на Симуляционной установке трубопроводов (PSF) Battelle West Jefferson недалеко от Колумбуса, штат Огайо. Современные, интеллектуальные или "умные" свиньи – это высокотехнологичные инструменты, включающие электронику и датчики для сбора различных видов данных во время их движения по трубопроводу. Они различаются по технологии и сложности в зависимости от предполагаемого применения и производителя. Электроника герметизирована для предотвращения утечки продукта трубопровода, поскольку он может быть как сильнощелочным, так и сильнокислым, а также находиться под экстремально высоким давлением и температурой. Многие свиньи используют специальные материалы в зависимости от продукта, транспортируемого по трубопроводу. Электропитание электроники обычно обеспечивается бортовыми батареями, которые также герметизированы. Запись данных может осуществляться различными способами, включая аналоговую ленту, цифровую ленту или твердотельную память в более современных устройствах. Используемая технология зависит от требуемой услуги и конструкции свиньи; каждый поставщик услуг по диагностике трубопроводов может иметь уникальные и запатентованные технологии для выполнения этой услуги. Поверхностные выщербления и коррозия, а также трещины и дефекты сварки в стальных/черных трубопроводах часто обнаруживаются с помощью свиней, использующих технологию магнитной утечки потока (MFL). Другие "умные" свиньи используют электромагнитные акустические преобразователи для обнаружения дефектов труб. Калибровочные свиньи могут измерять округлость трубопровода для определения участков смятия или других деформаций. Некоторые умные свиньи используют комбинацию технологий, например, обеспечивают функции MFL и калибровки в одном инструменте. Сообщалось об испытаниях свиней с использованием технологии акустического резонанса. Во время прохода свиньи она не может напрямую связываться с внешним миром из-за расстояния под землей или под водой и/или материалов, из которых изготовлена труба. Например, стальные трубопроводы эффективно блокируют любую значительную радиосвязь за пределами трубы. Поэтому свинье необходимо использовать внутренние средства для записи своего движения во время прохода. Это может быть сделано с помощью одометров, гироскопических датчиков наклона и других технологий. Свинья записывает эти данные о положении, чтобы расстояние, которое она проходит, а также любые изгибы могли быть интерпретированы позже для определения точного маршрута.

Проверка местоположения

Проверка местоположения часто выполняется с помощью наземных приборов, которые фиксируют прохождение очистителя (свиньи) посредством звука, магнитной регистрации, радиосвязи или другими способами. Датчики регистрируют момент обнаружения прохождения очистителя (время прибытия), который затем сравнивается с бортовой записью для верификации или корректировки. Наземные датчики могут быть оснащены системой глобального позиционирования (GPS) для определения их местоположения. Некоторые индикаторы прохождения очистителя передают информацию о прохождении, времени и местоположении через спутниковую связь. Сам очиститель не может использовать GPS, поскольку металлические трубы блокируют спутниковые сигналы. После завершения прогонки очистителя позиционные данные с наземных датчиков объединяются с данными оценки состояния трубопровода (коррозия, трещины и т.д.), полученными от очистителя, для создания карты и характеристики дефектов с привязкой к конкретному местоположению. Иными словами, объединенные данные позволяют оператору определить местоположение, тип и размер каждого дефекта трубопровода. Эта информация используется для оценки серьезности дефекта и помогает ремонтным бригадам быстро локализовать и устранить его, избегая излишних земляных работ. Анализируя динамику изменения конкретного дефекта в течение нескольких лет, можно разработать превентивные планы ремонта трубопровода до возникновения утечек или нанесения ущерба окружающей среде. Результаты инспекции обычно архивируются (например, в формате Pipeline Open Data Standard) для последующего сравнения с результатами других прогонок очистителя по тому же трубопроводу.

В популярной культуре

Свинья была использована в качестве сюжетного элемента в трех фильмах о Джеймсе Бонде: "Алмазы навсегда", где Бонд вывел из строя свинью, чтобы сбежать из трубопровода; "Живые дневные огни", где свинью модифицировали, чтобы тайно перевезти человека через железный занавес; и "Мир недостаточно", где свинью использовали для доставки и подрыва ядерного оружия в трубопроводе. Свинья также фигурировала в качестве сюжетного элемента в книге Тони Хиллермана "Зловещая свинья", где заброшенный трубопровод из Мексики в Соединенные Штаты использовался вместе со свиньей для транспортировки нелегальных наркотиков. Устройство для запуска свиней (поросятка) было показано в эпизоде "Лихорадка трубопровода" второго сезона мультсериала "Арчер", где Стерлингу Арчеру и Лане Кейн поручено отправиться в болото и защитить устройство для запуска свиней от радикального эколога Джошуа Грея.