پیگ

پیگ‌زنی (pigging) در مورد خطوط لوله شامل بازرسی خطوط لوله (pipeline inspection) به وسیله گیج‌ (gauge) و پیگ (pig) و انجام عملیات مختلف نگهداری در یک خط لوله می‌شود. این کار بدون متوقف کردن جریان در خط لوله انجام می‌شود.

پیگ زنی شامل تمیز کردن و بازرسی خط لوله می‌شود ولی محدود به این دو نیست. این کار به وسیله قرار دادن پیگ در لانچر پیگ (pig launcher) یا ایستگاه لانچینگ (launching station) انجام می‌شود که به صورت یک قیف با مقطع Y شکل در خط لوله است. سپس ایستگاه یا سکوی راه‌اندازی بسته شده و از جریان پر فشار محصول در خط لوله استفاده می‌شود تا پیگ را در امتداد لوله به جلو بفرستند تا زمانی که به تله گیرنده (receiving trap) یا گیرنده پیگ (pig catcher) یا ایستگاه دریافت (receiving station) برسد.  

 یک پیگ تمیزکاری برای یک خط لوله 28 اینچی. دیسک‌های پلاستیکی آبی، پیگ را نسبت به داخل لوله آب‌بندی می‌کنند تا پیگ را به جلو برانند و رسوبات نرم یا زنگار تشکیل شده را پاک کنند. مستطیل‌های مشکی روی دیسک‌های مدور در وسط، آهن‌رباهایی هستند که برای جذب و خارج کردن ذرات فلزی درون لوله به کار می‌روند.

کاربردهای پیگ

1. جدایی فیزیکی بین مایعات مختلف در خطوط لوله انتقال
2. تمیز کردن داخلی خط لوله
3. بازرسی از وضعیت دیواره‌های خط لوله که به آن ابزار بازرسی درون خطی (Inline Inspection) یا ILI نیز گفته می‌شود.
4. برداشت و ضبط اطلاعات هندسی مربوط به خطوط لوله

پیگ‌زنی از سال‌های دور برای تمیز کردن خط لوله (pipelines) با قطر بزرگ در صنعت نفت استفاده می‌شده است. با این حال امروزه استفاده از سیستم‌های پیگ‌زنی با قطر کوچک‌تر در بسیاری از پلانت‌های فرآیند پیوسته (continuous process) و فرآیند بسته (batch process) در حال افزایش است؛ زیرا کاربران به دنبال افزایش راندمان و کاهش هزینه هستند.

پیگ‌زنی را می‌توان تقریبا در هر بخش از فرآیند انتقال بین سیستم‌هایی همچون ترکیب (blending)، ذخیره‌سازی (storage) و یا پر کردن (filling) استفاده نمود. امروزه سیستم‌های پیگ‌زنی در صنایع فرآیندی محصولات مختلفی همانند روغن‌ها، رنگ‌ها، مواد شیمیایی، لوازم آرایش و مواد غذایی نصب شده‌اند.

پیگ‌ها در ترکیب کردن روغن‌های روان‌ساز یا رنگ‌های روغنی، تمیزکاری لوله‌ها و جلوگیری از آلودگی آن‌ها، خالی کردن لوله‌ها به مخازن محصول (product tanks) و یا گاهی برای برگرداندن یک مولفه به مخزن آن استفاده می‌شوند. معمولا پیگ‌زنی در آغاز و پایان هر فرآیند بسته انجام می‌شود اما گاهی در میانه فرآیند بسته نیز انجام می‌شود؛ مانند زمانی که یک پیش‌مخلوط (premix) برای استفاده به عنوان یک مؤلفه میانی تولید می‌شود.

پیگ‌ها همچنین در خطوط لوله (pipelines) نفت و گاز برای تمیز کردن لوله‌ها مورد استفاده هستند. همچنین پیگ‌های هوشمند (smart pigs) در بازرسی خطوط لوله به منظور جلوگیری از نشتی که می‌تواند باعث انفجار یا خطر برای محیط زیست باشد، مورد استفاده هستند. پیگ‌ها معمولا تولید را قطع نمی‌کنند، هر چند ممکن است مقداری محصول در زمان خارج کردن پیگ به هدر برود. پیگ‌ها همچنین می‌توانند برای جدا کردن محصولات مختلف در خط لوله چند محصولی استفاده شوند.

نمایش یک پیگ در یک خط لوله برش خورده از خط لوله آلاسکا

اگر خط لوله شامل ولوهای پروانه‌ای (butterfly valves) و یا ولوهای توپی با پورت کوچک (reduced port ball valves) باشد، خط لوله نمی‌تواند پیگ‌زنی شود. شیرهای توپی پورت کامل (full port/full bore ball valves) مشکلی ایجاد نمی‌کنند زیرا قطر داخلی توپی همانند لوله است.

ریشه واژه پیگ

پیگ‌های اولیه از کاه پیچیده شده دور یک در سیم ساخته می‌شدند و برای تمیزکاری مورد استفاده قرار می‌گرفتند. این پیگ‌ها در زمانی که در لوله حرکت می‌کردند، سر و صدایی شبیه به زوزه خوک تولید می‌نمودند؛ به همین دلیل به آن‌ها نام پیگ (به معنی خوک) داده‌اند. همچنین پیگ (PIG) به عنوان مخفف عبارات گیج بازرسی خط لوله (Pipeline Inspection Gauge) و یا ابزار داخل لوله (Pipeline Intervention Gadget) نیز استفاده شده است.

یک پیگ تمیزکاری برای خط لوله 6 اینچی

کاهش زمان تولید به وسیله پیگ

مزیت عمده سیستم‌های قابل پیگ (piggable systems)، پتانسیل صرفه‌جویی در محصول است. در پایان هر انتقال محصول می‌توان تمام محتویات خط را با پیگ تمیز کرد. جهت پیگ می‌تواند به جلو به سمت نقطه دریافت و یا به عقب به مخزن منبع باشد، به این ترتیب نیازی به فلاشینگ گسترده خط (line flushing) وجود ندارد.

مزیت دیگری که پیگ‌زنی ارایه می‌دهد این است که بدون نیاز به فلاشینگ خط می‌توان محصولات را به صورت بسیار سریع و قابل اعتماد تعویض کرد. نمونه‌گیری (sampling) از محصول در نقطه دریافت به وسیله پیگ سریع‌تر است زیرا سطح مشترک محصولات بسیار روشن است. این یکی از روش های قدیمی نمونه‌گیری در فواصل زمانی مشخص است.

پیگ‌زنی همچنین می‌تواند کاملا توسط یک کنترلر منطقی قابل برنامه‌ریزی (programmable logic controller) یا PLC اداره شود.

مزایای زیست محیطی پیگ‌زنی

پیگ‌زنی نقش مهمی در کاهش اثرات زیست محیطی عملیات بسته (batch operations) بازی می‌کند. به طور سنتی، تنها راهی که اپراتور یک فرآیند بسته می‌تواند از پاک شدن کامل خط از یک محصول اطمینان حاصل کند، فلاش کردن خط با یک ماده تمیز کننده (cleaning agent) مانند آب یا یک حلال و یا حتی با محصول بعدی بوده است. پس از آن ماده تمیز کننده مورد تصفیه پساب و یا بازیابی حلال قرار می‌گرفت. اگر برای تمیزکاری خط از محصول استفاده شد، لازم بود که بخش آلوده محصول تخلیه یا دارای گرید پایین‌تر شود. اکنون می‌توان همه این مشکلات را با توجه به رابط کاربری بسیار دقیق ایجاد شده توسط سیستم های پیگ‌زنی مدرن حذف کرد.

ملاحظات ایمنی پیگ‌زنی

سیستم‌های پیگ‌زنی طوری طراحی شده‌اند که پیگ به لانچر (launcher) برود و در آن‌جا تحت فشار قرار گیرد تا پیگ از راه یک خط کیکر (kicker line) به خط لوله وارد شود. در برخی موارد پیگ از رسیور موجود در انتهای خط از خط لوله خارج می‌شود. تمام سیستم‌ها باید امکان گرفتن پیگ در لانچر را داشته باشند زیرا در صورت انسداد لوله ممکن است نیاز به برگشت پیگ به عقب به سمت لانچر باشد. بیش‌تر زمان‌ها سیستم‌ها برای پیگ‌زنی خطوط لوله در هر دو جهت طراحی شده‌اند.

یک لانچر و دریافت کننده پیگ

پیگ به وسیله یک گاز بی اثر و یا یک مایع به جلو رانده می‌شود. اگر با گاز رانده شود، برخی از سیستم‌ها باید با ورود گاز منطبق شوند تا با اعمال فشار لازم، سرعت پیگ ثابت نگه داشته شود. بسیاری از پیگ‌ها اجاره‌ای هستند، پیگ‌ها فرسوده می‌شوند و باید جایگزین شوند و پیگ‌های تمیزکاری آلودگی‌هایی مانند واکس، اشیای خارجی، هیدرات‌ها و غیره را از خط لوله خارج می‌کنند؛ بنابراین پیگ باید از خط خارج شود. خطرات ذاتی در باز کردن هر محفظه‌ای به فشار اتمسفر وجود دارد و باید مراقبت بود تا اطمینان حاصل شود که فشار محفظه قبل از باز کردن کاهش یافته است. اگر محفظه به طور کامل بی فشار نشده باشد، ممکن است پیگ از محفظه به بیرون پرتاب شود و اپراتورهایی که در مقابل آن قرار داشته باشند به شدت آسیب می‌بینند. در یک حادثه، یک پیگ از پایان یک خط لوله بدون رسیور مناسب شلیک شد و در دیوار خانه‌ای 500 فوت دورتر فرو رفت. هنگامی که محصول ترش است، محفظه باید به یک سیستم فلر (flare) تخلیه شود که در آن گاز ترش می‌سوزد. در هنگام کار با سیستم‌های ترش، اپراتورها باید از دستگاه تنفسی استفاده کنند.

برخی سیستم‌های پیگ‌زنی وجود دارند که از یک پیگ اسیر (captive pig) استفاده می‌کنند که در آن خط لوله فقط گاهی برای بررسی وضعیت پیگ باز می‌شود و در تمام زمان‌های دیگر، پیگ در رفت و آمد به بالا و پایین خط لوله است و در پایان هر انتقال در طول عملیات خط لوله هرگز باز نمی‌شود. این سیستم‌ها چندان معمول نیستند.

ورود پیگ به خط لوله

پیگ‌زنی هوشمند

پیگ‌های هوش‌مند (intelligent pigs/smart pigs) مدرن ابزار بسیار پیچیده‌ای هستند که شامل الکترونیک و سنسورهایی (sensors) برای جمع‌آوری اشکال مختلف داده‌ها در طول سفر خود در خط لوله هستند. پیگ‌های هوش‌مند در تکنولوژی و پیچیدگی بر حسب استفاده در نظر گرفته شده و تولید کننده متفاوت هستند.

پیگ نشتی یاب اولتراسونیک

توان مورد نیاز تجهیزات الکترونیکی توسط باتری‌های نصب شده بر روی پیگ تامین می‌شود. تکنولوژی استفاده شده بر حسب سرویس مورد نیاز و طراحی پیگ متفاوت است و هر ارایه دهنده خدمات پیگ زنی ممکن است تکنولوژی‌های منحصر به فرد و اختصاصی خود را داشته باشد. حفره‌های سطحی و خوردگی و نیز ترک‌ها و نواقص جوش در خطوط لوله فولادی/آهنی اغلب با استفاده از پیگ‌های نشت شار مغناطیسی (MFL) شناسایی می‌شوند. دیگر پیگ‌های هوشمند از مبدل‌های صوتی الکترومغناطیسی (electromagnetic acoustic transducers) برای تشخیص نقص لوله استفاده می‌کنند. پیگ کالیپر (caliper pigs) گردی خط لوله را برای تعیین مناطق ضربه خورده یا تغییر شکل یافته اندازه می‌گیرند. برخی از پیگ‌های هوشمند از ترکیبی از تکنولوژی‌ها استفاده می‌کنند. ساخت آزمایشی پیگ‌هایی با استفاده از تکنولوژی رزونانس صوتی (acoustic resonance technology) گزارش شده‌اند.

در طول پیگ زنی، به دلیل فاصله زیر زمینی یا زیر آبی و/یا موادی که لوله از آن‌ها ساخته شده است، پیگ قادر به ارتباط مستقیم با جهان خارج نیست. به عنوان مثال خط لوله فولادی به طور موثر از هر گونه ارتباط رادیویی قابل اعتماد با خارج از لوله جلوگیری می‌کند. بنابراین لازم است که پیگ از ابزار داخلی برای ضبط حرکت خود در طول سفر استفاده کند. این ممکن با استفاده از سنسورهای ژیروسکوپی شیب، ادومتر و تکنولوژی‌های دیگر انجام شود. پیگ این داده‌های مکانی را ثبت می‌کند، به طوری که می‌توان فاصله‌ای که در هر خم طی می‌کند را بعدا تفسیر و مسیر دقیق آن را تعیین نمود.

تایید مکان اغلب با استفاده از تجهیزات سطحی انجام می‌شود که عبور پیگ را با استفاده از روش‌های شنوایی، مغناطیسی، وزن‌سنجی یا روش‌های دیگر ثبت می‌کنند. سنسورها زمان عبور پیگ را ثبت می‌کنند و به منظور راستی آزمایی با داده‌های ثابت شده داخلی مقایسه می‌شود. سنسور خارجی می‌تواند قابلیت GPS داشته باشد تا در مکان‌یابی از آن استفاده کند. خود پیگ نمی‌تواند GPS داشته باشد زیرا لوله فلزی سیگنال‌های ماهواره‌ای را مسدود می‌کند.

پس از تکمیل پیگ زنی، داده‌های محلی سنسورهای خارجی با داده‌های ارزیابی خط لوله (خوردگی، ترک و غیره) ترکیب می‌شوند و یک نقشه مشخصه عیوب- مکان و خصوصیات تولید می‌شود. به عبارت دیگر داده‌های ترکیبی نوع و اندازه هر یک از عیوب لوله را به اپراتور نشان می‌دهند. این اطلاعات برای قضاوت در مورد شدت عیب و کمک به پرسنل تعمیرات برای مکان‌یابی و تعمیر سریع عیوب بدون نیاز به حفاری مقادیر اضافی خط لوله کمک می‌کنند. با ارزیابی میزان تغییر یک عیب خاص در طول چند سال می‌توان برنامه‌های حفاظتی را برای تعمیر خط لوله قبل از هر گونه نشت و یا آسیب‌های زیست محیطی طراحی کرد.

منبع: mechanism.ir