لوله کشی طولانی است سنگ بنای مدیریت یکپارچگی خط لوله در صنعت نفت و گاز، ضروری برای تمیز کردن، بازرسی و حفظ شبکه های گسترده است که انتقال هیدروکربن ها، مواد شیمیایی و آب است، نوآوری در مواد، تکنولوژی های تمیز کردن سنسور و تجزیه و تحلیل داده ها خوک ها خوک را از یک کار تعمیر و نگهداری اساسی به یک ابزار تشخیصی پیچیده و پیش بینی شده تبدیل کرده اند.

تکامل خط لوله Pigging

خوک های خط لوله – دستگاه هایی که به خط لوله وارد شده و توسط جریان محصول دفع می شوند – از اوایل قرن بیستم استفاده شده اند، فوم ساده یا خوک های فلزی زباله ها را برداشته و دسته های جدا شده را از دهه 1960، بازرسی خط لوله (ناتو) مجهز به سنسورهای مغناطیسی پایه، اجازه می دهد اپراتورهای برای تشخیص از دست دادن فلز امروز، سیستم عامل های هوشمند چند سنسوری هستند که می توانند از طریق مقررات ایمنی زمین (مانند مقررات اتصال مواد تک نفره) به کار کنند.

انواع خوک های پایه

درک دسته های بنیادی به نوآوری های اخیر کمک می کند:

  • (FLT:0) خوک های بی تحرک – ابزارهای تمیز کردن ساده یا جداسازی، اغلب از فوم پلی اورتان یا فولاد با فنجان و دیسک ساخته شده است.
  • خوک های درون نگری (ابزارهای جداگانه) - سنسورهای را برای اندازه گیری هندسه خط لوله، ضخامت دیوار و تشخیص ناهنجاری های رایج شامل نشت مغناطیسی (MFL) و تست اولتراسونیک (UT) حمل می کنند.
  • خوک های هوشمند - زیرمجموعه ای از ابزارهای ILI مجهز به وسایل الکترونیکی داخلی برای پردازش داده های زمان واقعی و ارتباطات.
  • خوک های چند متر - طراحی شده برای عبور از خط لوله با قطر های مختلف، فعال شده با عناصر قابل تنظیم آب و هوا.

پیشرفت های تکنولوژیکی اخیر

نوآوری های اخیر به طور چشمگیری دقت، کارایی و تطبیق پذیری خوک ها و خوک های تمیز کننده را بهبود بخشیده اند.پیشرفت های کلیدی به سه حوزه تقسیم می شوند: تکنولوژی سنسور، ادغام داده ها و مکانیسم های تمیز کردن.

تکنولوژی های سنسور High-Resolution Sensor Technologies

خوک های بازرسی مدرن از سنسورهای پیشرفته ای استفاده می کنند که جزئیات بی سابقه ای در مورد وضعیت خط لوله ارائه می دهند.دو تکنولوژی غالب عبارتند از:

  • Flux (MFL): از دست دادن فلز با ایجاد یک میدان مغناطیسی و اندازه گیری نشت ناشی از خوردگی یا نازک شدن دیواره، آرایه های MFL با وضوح بالا در حال حاضر سیگنال ها را در قطعنامه های زیر میلی متری، تمایز بین نقایص داخلی و خارجی.
  • تست مافوق صوت (UT): از امواج صوتی برای اندازه گیری ضخامت دیوار و تشخیص نقاط ضعف یا ترک استفاده می کند.تخصوص برای لوله کشی مایع (PAUT) و تکنیک های زمان پرواز (TOFD) اجازه می دهد تا پوشش 360 درجه و دقیق کرک. UT به ویژه برای خط لوله مایع که در آن اتصال صوتی خوب در دسترس است، موثر است.

ابزارهای ترکیبی ادغام هر دو MFL و سنسورهای UT در یک پلت فرم واحد رایج تر شده اند و بازرسی جامع را در یک اجرا ارائه می دهند، برخی از خوک های پیشرفته ILI همچنین شامل مبدل های صوتی (EMAT) برای تشخیص خوردگی استرس، حتی در لوله های گاز خشک، با توجه به NDT.net دانش پایه [F] [F:1، خوک های مبتنی بر EMAT، آزمایش های کشف شده در زمینه های کراکر را بهبود داده اند.

خوک های هوشمند و ادغام داده های زمان واقعی

اصطلاح " خوک هوشمند" در حال حاضر شامل ابزارهایی است که نه تنها داده ها را جمع آوری می کنند بلکه آن را در زمان واقعی از طریق لینک های صوتی، رادیویی یا ماهواره ای به اشتراک می گذارند.این قابلیت به اپراتورهای اجازه می دهد تا یافته های بازرسی اولیه را دریافت کنند در حالی که خوک هنوز در حال حمل و نقل است و امکان تصمیم گیری سریع در مورد تنظیمات سرعت جریان یا پاسخ های اضطراری را فراهم می کند.

  • پردازش Onboard با تشخیص بی نهایت AI برای کاهش زمان تجزیه و تحلیل داده های پس از اجرا.
  • ادغام با سیستم های کنترل نظارت بر خط لوله و خرید داده (SCADA) برای نظارت بر دارایی جامع.
  • داشبورد مبتنی بر ابر که ردیابی خوک، سرعت و سلامت سنسور را تجسم می کند.

ادغام داده ها فراتر از عملیات بازرسی گسترش می یابد. کمپین های خوک مدرن از تگ گذاری جغرافیایی (GIS) برای ارتباط مکان های فرار با ویژگی های لوله شناخته شده، شرایط خاک و نتایج بازرسی قبلی استفاده می کنند.این روش تجزیه و تحلیل لایه ای زیر برنامه های نگهداری پیش بینی شده است.همانطور که توسط Pipeline شورای تحقیقات بین المللی (CIPR) [ارزیابی های فنی] [F1] ، ادغام داده های ضد زنگ زدن] با استفاده از خوردگی های مثبت در سوابق محافظت از خوردگی را کاهش می دهد.

قابلیت های تمیز کردن پیشرفته

تمیز کردن خوک ها بسیار فراتر از فنجان ها و دیسک های سنتی است. نوآوری ها به چالش های حذف بقایای چسبنده، رسوبات مومی و رشد بیولوژیکی در نمونه های خواستار خط لوله اشاره می کنند:

  • خوک های تمیز کننده چند منظوره: برس، اسکران، آهنرباها و پورت های تزریق شیمیایی را در یک ابزار واحد ترکیب کنید، برخی از طرح ها دارای جریان قابل تنظیم برای کنترل پرخاشگری هستند.
  • (FLT:0) خوک های Foam با پوشش های ساینده: خوک های فومی با چسب های جاسازی شده یا سیم، به طور موثر مقیاس و پارافین را بدون آسیب رساندن به دیواره لوله حذف می کنند.
  • عوامل تمیز کننده زیست محیطی: حلال های سازگار با محیط زیست و سورفکندگان می توانند پیش از یا در خوک تزریق شوند تا رسوبات سنگین را تجزیه کنند، به عنوان مثال، مواد مخدر مبتنی بر تحریک کننده به طور فزاینده ای در مناطق دریایی و زیست محیطی مورد استفاده قرار می گیرند.
  • با استفاده از ژل و دسته بندی: قطارهای خوک گلدار (یک شیب مایع پس از آن توسط چراغ های خشک ژل) حذف بقایای سرسختانه و به ویژه در خط لوله چند فاز موثر است.

هیگز هیدر نمونه کارها شامل یک خوک تمیز کننده دو متر است که به طور خودکار عناصر آبریزش خود را برای شرایط نامنظم تنظیم می کند، و خطر گیر افتادن را کاهش می دهد.

تکنولوژی های نوظهور و مسیرهای آینده

با نگاهی به آینده، چندین تکنولوژی نوظهور وعده می دهند که خوک های خط لوله را بیشتر تبدیل کنند:

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

الگوریتم های یادگیری هوش مصنوعی و ماشین در نرم افزار تجزیه و تحلیل ILI ادغام شده اند تا تشخیص نقص را خودکار کنند ([۵]، طبقه بندی و شدت ارزیابی، به جای تکیه بر تحلیلگران انسانی، مدل های یادگیری عمیق آموزش دیده در هزاران امضا میدانی می توانند ناهنجاری های جوش، گروه های خوردگی و خوشه های کرک با دقت بالا را شناسایی کنند. برخی از شرکت ها خط لوله های " دیجیتال" را توسعه داده اند که شبیه سازی خوک تحت شرایط مختلف، اجازه می دهد تجزیه و تجزیه و تحلیل زمان را با توجه به سرعت 60٪، تجزیه و تحلیل مجدد، تنظیم کنند:

مواد ضد زیست محیطی و پایدار

نگرانی های زیست محیطی در حال توسعه خوک های ساخته شده از مواد زیست محیطی مانند پلی هیدروکسیالکاهاناس (PHA) یا پلیمرهای مبتنی بر ذرت است، این خوک ها به طور طبیعی اگر در یک خط لوله یا دور افتاده، کاهش زباله های پلاستیکی به طور مشابه، تمیز کردن مایعات و روان کننده های مورد استفاده در عملیات خوک سازی اصلاح شده با پایه کم سمی، تجدید پذیر، و یا مناطق حساس (ros1) توصیه می کنند.

دانلود بازی Autonomous and Robotics-based Pigging

خوک های مستقل نمونه که می توانند هندسه های پیچیده خط لوله را بدون اینکه تنها توسط جریان دفع شوند، در حال توسعه هستند.این خوک های "crawler" از چرخ های ردیابی شده یا مکانیسم های کرمی که توسط سنسورهای هواپیما و میکروپرندگان کنترل می شوند، می توانند با ویژگی های مورد علاقه برای انجام اسکن دقیق یا عملیات تمیز کردن، متوقف شوند، به عنوان مثال، یک شرکت سوئیسی یک بازرسی آزاد را آزمایش کرده است که هنوز هم می تواند از دستگاه های تصویربرداری داخلی استفاده کند.

هک کردن و زنگ زدن در زمان واقعی

نسل بعدی خوک های ILI شامل سنسورهای انتشار آکوستیک و ردیاب های شیمیایی برای تشخیص نشت های دقیقه ای طولانی قبل از اینکه قابل مشاهده شوند، هنگامی که همراه با ردیابی خوک مبتنی بر ماهواره، اپراتورهای هشدار فوری دریافت می کنند اگر یک نشت مشکوک باشد، امکان خاموش شدن سریع و کاهش محصول را فراهم می کند. این تکنولوژی به ویژه برای لوله های قدیمی در زمینه های بالغ که در آن میکروکلاک ها رایج هستند، ارزشمند است.

برنامه های کاربردی و اثرات صنعت

فراتر از خط لوله های سنتی نفت و گاز، این نوآوری ها به آب، شیمیایی و سیستم های گرمایش منطقه ای گسترش می یابد.مقامات آب شهری از خوک های هوشمند با سنسورهای الکترومغناطیسی برای پیدا کردن لوله کش و نشت در هسته های آهن ریخته گری استفاده می کنند. گیاهان شیمیایی خوک های تمیز کننده چند منظوره را برای جلوگیری از تخریب در پلیمر و خطوط انتقال رنگ استفاده می کنند.

مزایای خوک سازی پیشرفته شامل:

  • [در این باره] ایمنی بهبود یافته [FLT 1 ] - تشخیص زود هنگام نقص احتمال شکست فاجعه بار را کاهش می دهد.
  • بهره وری عملیاتی [FLT 1] - تمیز کردن بهتر کاهش زیان های اصطکاک و محدودیت های ناشی از آن.
  • انطباق اصلاحی - داده های بازرسی با کیفیت بالا الزامات گزارش از آژانس هایی مانند PHMSA و اداره ایمنی خط لوله اروپا را برآورده می کند.
  • ] زندگی دارایی های مطلوب - نگهداری فعال بر اساس داده های دقیق ILI می تواند زندگی خط لوله را تا دهه ها گسترش دهد.
  • حفاظت از محیط زیست [FLT 1] - کاهش خطر نشت و استفاده از مواد زیست محیطی اثر زیست محیطی پایین تر است.

نتیجه گیری

نوآوری در فن آوری های لوله کشی - از سنسور های با وضوح بالا و UT تا تجزیه و تحلیل داده های مبتنی بر AI و سیستم عامل های مستقل - اساسا در حال تغییر است که اپراتورهای خط لوله به تمیز کردن و بازرسی نزدیک می شوند - این ابزارها نه تنها تشخیص خوردگی و ترک ها را بهبود می بخشد، بلکه همچنین استراتژی های تعمیر و نگهداری پیش بینی شده را که جلوگیری از شکست ها قبل از وقوع آن ها رخ می دهد، فعال می کند.