سبد خرید شما خالی است.
در صنایع نفت و گاز، نیاز به ارزیابی وضعیت پوشش کیلومترها خط لوله مدفون در خاک میباشد. طبق استانداردهای تدوین‌شده، روشهای متفاوتی برای بازرسی کیفیت خطوط لوله زیرزمینی بکار می‌رود. با توجه به این‌که شایعترین خوردگی در خطوط لوله، خوردگی خارجی لوله‌ها میباشد، اجرای نامناسب پوششدهی و کنترل‌های لازم (در کارگاه پوششدهی یا در محل پروژه) و عدم کنترل مداوم سیستم حفاظت کاتدیک خط لوله از سوی بهره‌بردار منجر به تخریب پوشش لوله‌ها میشود. لذا، در خطوط لولههايی كه سيستم حفاظت كاتدی بر روي آنها اعمال‌شده است در صورت وجود عیوب پوشش، لوله مذكور سريعاً از محل دارای اشكال پوشش دچار خوردگی شده و شرایط جهت ایجاد انواع خوردگی در سطوح خارجی لوله فراهم میشود. این نوع خوردگی به‌مراتب بيش از خوردگی داخلی لوله‌ها میباشد. تضعیف پوشش لوله و خوردگی سطح خارجی علاوه بر کاهش طول عمر لوله میتواند منجر به حادثه نیز شود. درصورتی‌که تست پوشش جواب ندهد، از تجهیزاتی استفاده میشود که از فناوری پیشرفته‌ای برخوردارند. این تجهیزات با اعمال ولتاژ و جریان به خطوط لوله نقاط نشت جریان را پیدا می‌کنند. روشهای بازرسی و تست پوشش خطوط لوله به دو روش اصلی بازرسی مستقیم و غیرمستقیم تقسیم‌بندی میشوند.
در روشهای بازرسی مستقیم، حتی در صورت عدم وجود آسیب جدی در وضعیت پوشش و حفاظت کاتدی، حداقل در یک نقطه، خاک‌برداری و بررسی وضعیت لوله انجام می‌گیرد. انجام بازید چشمی، ضخامت سنجی، Corrosion Mapping و Guided Wave از روشهای معمول بازرسی مستقیم میباشند.
در روشهای بازرسی غیرمستقیم، پوشش لولههای مدفون در خاک مطابق با استانداردهایNACE SP0502 و NACE SP0169 توسط یکی از روش های زیر بررسی می شود :
در بخش زیر به توضیح مختصر سه روش پرکاربرد بازرسی کیفیت پوشش خطوط لوله میپردازیم:
بررسي كيفيت پوشش به كمك روش گرادیان پتانسيل (DCVG)
در صورت خرابی پوشش خطوط لوله تحت حفاظت کاتدی، از طريق عبور جريان حفاظت کاتدي از سمت لوله در مکان خرابی پوشش گراديان ولتاژ نسبت به زمين توليد مي‌شود. ، پتانسیل به‌صورت دایره‌های هم‌مرکز ولی دارای مقادیر مختلف ظاهر می‌گردد. اختلاف پتانسیل ناشی از وجود نقص پوشش توسط دستگاه DCVG شناسایی شده و این دستگاه محل نقص را بر روی لوله مشخص میکند. درنتیجه، عیوب پوشش شناسایی و کیفیت آن ارزیابی می‌گردد. روش DCVG به کمک يک قطع کننده جريان و الکترودهاي رفرنس مخصوص و با پايش کل خط لوله اطلاعات مفيدي در خصوص سيستم حفاظت کاتديک و کنترل خوردگي خط لوله، عيوب پوشش، جریان‌های سرگردان، نقاطPICK UP ، دشارژ جريان ميداني، جريان و ولتاژ در طول لوله، هدايت و مقاومت پوشش در خاک و غيره را ارائه میدهد (شکل 1). از DCVG میتوان برای بررسی پوشش سیستم‌های انتقال لولههای گاز و آب در سطح شهر، در سراسر پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها استفاده نمود.
بر اساس تکنیک نقشهنگاری جریان خط لوله، در سال ۲۰۱۷ دستگاه PCM توسط شرکت Radiodetection جهت یافتن نقاط آسیب‌دیده پوشش خط لوله و بررسی سریع همزمان جمع‌آوری داده‌های خطوط لوله ارائه شده است. در این تجهیز، برای بازرسی کیفیت پوشش خطوط لوله گاز و تعیین عیوب پوششی از جریان متناوب و پایش جهت و مقدار آن در داخل خطوط لوله استفاده میشود. با تنظیم فرکانس جریان متناوب و تأثیر بر روی خط لوله مد‌نظر میتوان نقاط نشتی جریان را پیدا کرد. در این حالت، با به‌کارگیری فرکانسهای مختلف و نیز فرکانس بسیار پایین(جریان متناوب نزدیک به جریان مستقیم) تأثیر لولههای بیگانه مجاور را در نتایج بازرسی حذف و مقدار جریان در طول خطوط لوله، تداخل جریان استاتیکی و دینامیکی در آنها، موقعیت آندهای فدا شونده، کیفیت پوشش و محل نواقص در خطوط لوله انتقال و مجتمع‌های توزیع شهری را تشخیص داد. همچنین دارای دقت لازم برای بازرسی خطوط لوله شهری و خطوط لوله انتقال نفت و گاز میباشد. با توجه به وجود ماژول لوله یاب در دستگاه PCM و نیز GPS داخلی در مدل‌های جدیدتر، امکان ردیابی لوله، ثبت مختصات دقیقE,N ، امکان قرائت داده‌ها بدون انجام حفاری و از طریق سطح زمین خطوط لوله، از روی خاک، بتن و آسفالت، امکان رفع تداخلات با کمک فرکانسهای بسیار بالا ۸ کیلوهرتز تا بسیار پایین ۴ هرتز و حتی در عمق دفن بالاتر از ۵ متر، امکان بازرسی و ارزیابی شرایط پوشش را فراهم نموده است.
بررسي كيفيت پوشش خطوط لوله به روش اندازهگیری پتانسيل خط لوله (CIPS)
در بازرسی CIPS سیستم (اندازهگیری پتانسیل با فواصل نزدیک) با تجهيزات و فن‌آوري جدید، به بررسی کیفیت پوشش، کیفیت حفاظت کاتدی خط لوله، تشخيص عيوب عمده پوشش، تعیین نقاط ضعیف با اندازهگیری پتانسیل بین دونقطه، مناطق داراي تداخل‌هاي الکتريکي، تعيين Hot Spotها می‌پردازند (شکل 2). اين روش، نموداري دقيقی از پتانسيل on و off کل خط لوله (پوشش‌دار و بدون پوشش) را به مهندس خوردگي میدهد و وي را در تحليل نتايج سيستم کاتديک و وضعيت آن ياري می‌رساند. در این نوع بازرسی، اندازه‌گيري پتانسيل لوله نسبت به خاک در فواصلي مشخص در طول کل خط لوله و مقايسه مقادير اندازه‌گيري شده با استاندارد پذیرفته‌شده جهاني انجام میشود تا از درستی حفاظت از خط لوله اطمینان حاصل شود. معمولاً اندازهگیری ولتاژ لوله نسبت به خاك در خطوط لوله انتقال گاز در فواصل يك كيلومتري و در خصوص خطوط لوله توزیع گاز در فواصل ۲۵۰ متري انجام میشود. ولي گاهي لازم میشود براي بررسي كيفيت پوشش و يا تعيين نقاط ضعف پوششی لوله بين دونقطه اندازهگیری، از روش اندازهگیری فواصل نزديك استفاده میشود و به‌عبارتی‌دیگر با استفاده از اين روش بتوانيم نسبت به حفاظت مناسب محدوده خاصي اطمينان حاصل كنيم. اجراي اين روش معمولاً یک ماه پس از دفن لوله و سپس هر پنج سال یک‌بار تكرار می‌گردد.
نکات مهم در انجام این روش:
شکل 2-شماتیک نحوه انجام بازرسی کیفیت پوشش به روش CPIS
مزایا:
محدودیت‌ها:
لازم به ذکر است در بسیاری از پروژه‌های مهم بررسی عیوب پوشش خطوط لوله انتقال نفت یا گاز از تلفیق روشهای بالا (بخصوص DCVG/CIPS) استفاده می‌کنند.
روش PCM و مقایسه آن با سایر روشهای بازرسی پوشش خطوط لوله
روشهای پایش خوردگي خطوط لوله مدفون در خاک عموماً جدید بوده و از تکنولوژی خاصی بهره می‌برند. برای پایش وضعیت عیب پوشش خطوط لوله انتقال و توزیع گاز شهری از روشهای جدید که در بخش بالا اشاره شد استفاده میشود. روشهای قديمي عمدتاً در بازرسي سیستم‌های خط لوله پيچيده و شلوغ (خطوط توزیع گاز) از دقت لازم برخوردار نيستند و داراي خطاي بالا میباشند. به همين علت از روشهای مزبور كمتر در بازرسي دقيق پوشش خطوط لوله استفاده میشود. به‌عبارت‌دیگر، اين روش‌ها در بازرسي خوردگي خطوط لوله در نواحي كه تراكم خطوط لوله كم میباشد، از کارایی لازم برخوردار است ولي در بازرسي خطوطه لوله در نواحي و محل‌های شلوغ داراي مشكلات فراوان میباشد. PCM روش بهروز بوده و قادر است علاوه بر بازرسي كيفيت پوشش، تداخل جريان حاصل از انشعابات را به‌خوبی تشخيص دهد. از آنجائيكه اين روش از روشهای مدرن بازرسي خطوط لوله میباشد، متأسفانه هنوز در ايران خیلی کم بكار گرفته نشده است.
روش PCM یکی از روشهای مدرن بازرسی کیفیت پوشش خطوط لوله و عیب‌یابی دقیق آن میباشد. این روش جزء روشهای بازرسي خطوط لوله به روش الكترومغناطيس میباشد. ميدانهاي الكترومغناطيس به‌راحتی از خاك، آب، آسفالت و غيره عبور می‌کنند؛ بنابراین خطوط لوله بدون انجام حفاري و از طريق سطح زمين تحت بررسي و پايش قرار می‌گیرد. در این روش، با اندازهگیری مقدار جريان متناوب القاء شده در سنسورهای قوي مغناطيسي، مقدار جريان، جهت جريان در خطوط لوله، موقعيت آندهاي فدا شونده و كيفيت پوشش و محل نواقص آنها قادر است به‌خوبی تشخيص داده شود]6[.
اساس این روش بر مبنای اعمال جریان متناوب به بدنه خطوط لوله فولادی توسط یک فرستنده و دنبال کردن جهت جریان و مقدار آن در امتداد خطوط لوله توسط یک گیرنده سیگنال میباشد. دستگاه PCM از بالای زمین با اندازهگیری مقادیر جریان الکتریکی یک بخش معین از یک لوله مدفون در خاک کار میکند. جریان الکتریکی در تمام طول خط لوله اندازهگیری و نمودار میشود. از این اطلاعات مفید میتوان برای جلوگیری از خوردگی استفاده کرد. استفاده از جریان متناوب و با فرکانسهای مختلف، دستگاه PCM را قادر به تشخیص تداخل جریان استاتیکی و دینامیکی در خطوط لوله در محیطها و شبکه‌های توزیع میکند. مسلماً این دستگاه میتواند در بازرسی خطوط لوله بینشهری و سراسری نیز بکار رود. به‌عبارت‌دیگر توانائیهای دستگاه PCM به‌مراتب بیش از دستگاه C-scan میباشد. بر اساس نتایج عملی موجود، به دلیل تک فرکانس بودن نتایج بازرسی خطوط لوله در مناطق شهری و به کمک دستگاه C-scan دارای خطای قابل‌ملاحظه بوده و عدم توانایی تشخیص تداخلات حاصل از سازهها و خطوط لوله مجاور و … را نشان میدهد. بنابراین از دستگاه C-scan نمیتوان به‌عنوان ابزار مؤثر بازرسی و عیب‌یابی پوشش خطوط لوله در شبکه توزیع گاز استفاده کرد. باید ذکر کرد که با افزایش فرکانس جریان متناوب، تأثیر القائی آن بر سازههای بیگانه و سازههای فلزی مجاور خطوط لوله افزایش مییابد؛ بنابراین، استفاده از روشهایی مانند DCVG و CIPS که مبتنی بر سیستم حفاظت کاتدیک میباشند نیز به دلیل عدم توانایی در تشخیص تداخلات، نیاز به سیستم حفاظت کاتدیک، نیاز به ایزولاسیون الکتریکی لوله از سازههای دیگر و سیستم ارتینگ، عدم امکان لولهیابی دقیق و نیز کارا نبودن در محیطهای آسفالت و بتن، عیب‌یابی پوشش خط لوله فولادی عملاً در برخی موارد ناممکن و محدود میباشد. دستگاه PCM قادر است با به‌کارگیری فرکانسهای بسیار پائین (جریان متناوب نزدیک به جریان مستقیم) تأثیر سازههای بیگانه مجاور را در نتایج بازرسی و عیب‌یابی حذف نماید. لذا، دستگاه نقشهنگار جریان خط لوله (PCM)، مهندسین فنی صنعت خطوط لوله را قادر می‌سازد تا بر محدودیت‌های تکنیک‌های موجود مورد استفاده در ارزیابی عملکرد لولههای محافظت‌شده کاتدی غلبه کنند. این فناوری جدید که از سال 2017 معرفی‌شده است، اتصال کوتاه ناشی از تماس با سایر سازههای فلزی را خنثی کرده و قادر به شناسایی کلیه عیوب پوشش خط لوله میباشد. در جدول (1) روشهای مختلف عیب‌یابی پوشش خطوط لوله زیرزمینی ارائه‌شده است.
ردیف | نام روش | قابلیت‌های کاربردی | محدودیت‌ها |
1 | DCVG | – تشخیص محل عیب – تشخیص شدت بزرگی عیب – تعیین آندی-کاتدی بودن عیب -بدون نیاز به دسترسی به لوله – مناسب برای کلیه پوششها به‌جز سه لایه – تشخیص عیوب کوچک | – وابستگی به اپراتور – نیاز به سیستم کاتدیک – نیاز به اینتراپتر – نیاز به 2 اپراتور و تجهیزات – وابسته به مقاومت خاک – نیاز به تحلیل بر مبنای تجربه – عدم کارایی در آسفالت و بتن – عدم کارایی در مجتمعها و خطوط لوله متقاطع |
2 | CIPS | – تشخیص محل عیب – تشخیص آندی-کاتدی بودن عیب – مناسب برای کلیه پوششها -تعیین عملکرد سیستم کاتدی به‌صورت نقطه‌به‌نقطه – تعیین آندی-کاتدی بودن عیب | – امکان وجود تداخل – کارا نبودن در محیطهای بسیار مرطوب |
3 | C-Scan | – تشخیص محل عیب پوشش – تعیین اندازه بزرگی عیب پوشش – تعیین آندی-کاتدی بودن عیب – تعیین عیوب کوچک | – امکان وجود تداخل |
4 | PCM | – تشخیص عیوب کوچک – تعیین دقیق محل جغرافیایی خط لوله و عیب‌پوشی آن – مناسب برای خطوط لوله نزدیک به هم و مجتمعها، خطوط لوله شبکه‌های توزیع – امکان ارزیابی دقیق بدون تداخل – کارا بودن در کلیه شرایط آب و هوایی – عدم تداخل هندسه لوله و زمین – دقت و حساسیت بالا |
|
