بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اهمیت انتقال انرژی درسرتاسر دنیا، کوچکترین مشکل در موضوع انتقال انرژی منجر به بروز فاجعه در اقتصاد و حتی آسیبهای جانی در یک مملکت میشود. گذر این خطوط از مناطق شوره زار و اسیدی و در زیر دریا و غیره منجر به مشکلات متفاوتی از جمله خوردگی و از دست رفتن ضخامت دیواره لولههای خطوط انتقال میشود و گاهی در مرحله ساخت لولهها، آسیبهایی به آنها اعمال میشود
تشخیص نوع خوردگی و همچنین مکان خوردگی و تمیز نمودن خط لوله بوسیله دستگاهی به نام توپک یا پیگ انجام میشود که در میان این پیگها، پیگها هوشمند به طور کامل اطلاعات خط لوله و نوع عیب را ارائه داده حال با توجه به مشکلات ارائه شده از خط میبایست با یک روش تعمیراتی مناسب عیوب خط لوله را برطرف کرد.
روشهای مختلفی میتوان عیوب خط لوله را تعمیر نمود. یکی از روشهای تعمیراتی، روش نصب لایههای کامپوزیتی به روی ناحیه آسیب دیده میباشد. این روش از لحاظ اقتصادی کاملاً مقرون به صرفه میباشد و از نظر تحمل نیرو و تنشهای موجود که شامل فشار هیدرواستاتیک داخلی نیروهای خارجی ناشی از وزن خاک و همچنین بار ترافیکی ناشی از عبور و مرور وسایط نقلیه میباشد بسیار مقاوم است.
در این ابتدا به بررسی انواع پیگها و کاربردهای آنها پرداخته و سپس پیگهای هوشمند و تکنولوژی MFL توضیح داده شده وروش تعمیراتی لایههای کامپوزیتی ودستورالعمل نصب آن مورد بررسی قرار گرفته به بررسی و تجزیه و تحلیل تنش و کرنش اعمالی بر این لایههای کامپوزیتی و محاسبه کمترین ضخامت برای این لایهها میپردازیم در نهایت طرح را از لحاظ اقتصادی مورد بحث قرار میدهیم.
مقدمه
موضوع این مقاله ارائه مطالعه مقدماتی از تکنولوژی نوینی است که با توجه به منابع غنی نفت و گاز ایران، میتواند انگیزهای برای کارشناسان و متخصصین کشور باشد تا درصدد ایجاد فناوری تولید توپک کاربردهای متنوع آن در خطوط نفت و گاز قرار گرفته و بدین وسیله میتوان به راهکارهایی برای استقلال کشور از شرکتهای خارجی در زمینه استفاده از این وسیله دقیق بازرسی دست یافت.
مطالعه پدیدههای فیزیکی و استفاده از آنها، موجب برانگیختن فکر و در عین حال به مبارزه طلبیدن اندیشه میشود و شایان ذکر است علومی که پایه بوجود آمدن سیستم دقیقی چون توپک را بنیان نهادهاند اصول و پدیدههای فیزیکی سادهای هستند که در ادامه مباحث به بررسی آنها میپردازیم. در این فصل، به معرفی مختصری از توپک و تاریخچه توپکرانی و سیر پیشرفت آن میپردازیم.
توپک چیست؟
توپکها ابزارهایی هستند که داخل خط لوله فرستاده میشوند و توسط جریان خط لوله اعم از نفت، گاز، آب و... حرکت درمی آیند. معمولاً برای از بین بردن مواد ته نشین شده که موجب مسدود شدن یا کند شدن جریان در خط لوله میشوند و یا شناسایی نقاط آسیب دیده، ترکها و خوردگیها در خطوط لوله از این وسیله بازرسی استفاده میشود. توپکهایی که معمولاً مورد استفاده قرار میگیرند، در یک تقسیمبندی کلی به دو دسته تقسیم میشوند:
- 1 توپکهای عملیاتی: این نوع توپکها برای انجام اموری از قبیل تمیز کردن، جداسازی، آبزدایی در خطوط لوله مورد استفاده قرار میگیرند.
- 2 توپکهای بازرسی خط لوله: این نوع توپکها که به توپکهای هوشمند نیز معروفند برای فراهم کردن اطلاعاتی در مورد شرایط خط لوله، وسعت و موقعیت هر گونه نقص در خط لوله به کار میروند.
هدف از توپکرانی و انواع توپک
در اینجا به بررسی مختصری از ویژگیها و نقصهای خطوط لوله و همچنین ضرورت توپکرانی، انواع توپکها و ابزار موردنیاز جهت نصب در خطوط لوله به منظور توپکرانی پرداخته میشود. با توجه به این که هدف پرداختن به ساختار سیستمهای عیبیاب و رفع عیب آن با یک تکنولوژی مناسب است.
انواع توپکها
اگر هدف از توپکرانی اطمینان از عبور کامل توپک هوشمند از ابتدا تا انتها باشد، یک gauging pig میتواند استفاده شود. یک gauging pig همچنین میتواند مواد زاید مانند تکههای بازمانده جوشکاری و تراش را تمیز کند. اگر هدف خارج کردن هوا یا تست هیدروستاتیکی باشد از یک batchig/displacement PIG استفاده میشود. بنابراین توپکها براساس کاربرد و ساختمان باید دستهبندی شوند. در نمودار - 1 - تقسیمبندی مربوط به انواع توپکها آمده است.
شکل: 1 تقسیم بندی انواع توپکها
خصوصیات و ابزار لازم خط لوله جهت توپک رانی
هنگام اجرای عملیات توپکرانی علاوه بر اینکه خطوط لوله نفت و گاز از نظر قطر و خمشها و غیره میبایست استاندار باشد تا قابل توپکرانی باشند. ابزارهایی مانند فرستنده و گیرنده توپک نیز باید روی خط نصب شوند. در ادامه ویژگیهایی از خط لوله که باید مورد توجه قرار گیرند و سپس ابزارهایی که به منظور توپکرانی نصب میشوند را معرفی میکنیم.
- توجه به طرح خط لوله
ابتدا به این مسأله میپردازیم که خط لوله در چند مرحله احداث میشود. عملکردهای توپکرانی وابسته به عمر کاری خط لولهای است که در آن توپک میبایست وظیفهاش را انجام دهد. بیشترین مراحل در توسعه خط لوله عبارتند از:
- 1 مرحله احداث - 2 پیش راه اندازی - 3 راه اندازی - 4 پایش در طول عملیات - 5 بازرسیهای در طول عملیات - 6 تعمیر و نگهداری - 7 بهبود و ترمیم - 8 راه اندازی مجدد.
طرح لولهکشی باید بدون اشکال و دارای امنیت برای تمیزکردن و بازرسی و تعمیر توسط توپکها باشد. در هر کدام از مراحل ذکر شده نیاز به توپکرانی دیده میشود. به طور مثال پس از احداث خط به منظور رفع مواد باقیمانده، تمیزکردن خط لوله، اندازهگیری پارامترهای اولیه، تعیین مشخصه هندسی، تست هیدروستاتیکی، آبزدایی، خشک کردن توپکرانی انجام میشود و یا در امر بازرسی خط لوله از توپکهای تعیین خوردگی، توپکهای تعیین مشخصه هندسی، توپک تعیین نشتی و تعیین دقیق محل آن، توپکهای تعیین محل خمش و ... استفاده میشود.
در این قسمت به بررسی فاکتورهایی از خط لوله که جهت توپکرانی اهمیت دارد میپردازیم:
- طول توپکرانی - حداکثر مسافت بین دو تله توپک -
فرمولی برای مشخص کردن حداکثر طول توپکرانی وجود ندارد. مدت زمان کار کردن یک توپک به کیفیت خط لوله، سرعت توپک و طرح توپک، موقعیتهای داخلی خط لوله - ناهمواریها: نیم خشن و یا صاف - و محیطی که توپک در آن حرکت میکند بستگی دارد.
در اینجا به راهبردهای معمول توجه کنید:
برای خطوط لوله گاز جاری که به تازگی ساخته شده است. 240[Km] برای خطوط لوله نفت جاری که به تازگی ساخته شده است. 320[Km] برای خطوط لوله نفت خام که به تازگی ساخته شده است.
