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PIGS INSTRUMENTADOS
O QUE SÃO PIGS INSTRUMENTADOS?
SÃO PIGS QUE REALIZAM MEDIDAS AO LONGO DO PERCURSO DODUTO, REGISTRANDO AS INFORMAÇÕES.ESTAS INFORMAÇÕES NORMALMENTE SÃO UTILIZADAS PARAAVALIAR A INTEGRIDADE DO DUTO.
Novembro/2009 – Claudio S. Camerini
PIGS INSTRUMENTADOSHISTÓRIA
* 1964 - PRIMEIRO USO COMERCIAL DE UM PIG - MFL - TUBOSCOPE
* 1966 - PRIMEIRA INSPEÇÃO EM TODA A CIRCUNFERÊNCIA
* 1971 - OUTRAS COMPANHIAS APARECEM NO MERCADO - VETCO
* 1978 - PRIMEIRA FERRAMENTA DE ALTA RESOLUÇÃO - BG
* 1986 - PRIMEIRO PIG DE ULTRA-SOM - PIPETRONIX
* 1992 - PRIMEIROS PIGS PARA DETECÇÃO DE TRINCAS
PRINCIPAIS FERRAMENTAS
>> GEOMÉTRICOS>> INERCIAL>> MAGNÉTICO PARA DETECÇÃO DE CORROSÃO
# GIP MAGNÉTICO>> ULTRASSOM PARA DETECÇÃO DE CORROSÃO
# SCANNER DE ULTRASSOM>> PIG PALITO – PERFILAGEM DA CORROSÃO INTERNA>> DETECTOR DE TRINCAS (ULTRASSOM OU MAGNÉTICO)>> DETECTOR DE VAZAMENTOS>> INSPEÇÃO DE RISERS - AURI
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APRESENTAÇÃO DAS FERRAMENTAS:
# DESCRIÇÃO DO MÉTODO DE MEDIÇÃO# APLICAÇÕES# VANTAGENS E LIMITAÇÕES
PARA VIABILIZAR A INSPEÇÃO COM PIGS, OS DUTOS DEVEM POSSUIR ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DE PROJETO:# LANÇADOR E RECEBER DE PIGS;# CURVAS DE RAIO LONGO;# NÃO TER OBSTÁCULOS GEOMÉTRICOS# ESTAR LIMPO;
PIGS DE LIMPEZA
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PIGS DE GEOMETRIA
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PIGS GEOMÉTRICOS INSTRUMENTADOS
>> AMASSAMENTOS>> OVALIZAÇÕES>> RESTRIÇÕES DE DIÂMETROS>> ABERTURA DE VÁLVULAS>> CURVAS>> MUDANÇAS DE DIÂMETRO
>>
>> DUTOS NOVOS>> DUTOS EM ENCOSTAS>> DUTOS A SEREM INSPECIONADOS
QUANTO À CORROSÃO
FUNCIONAMENTO DO PIG GEOMÉTRICO
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Especificação básica de um pig geométrico de 14”
>>Comprimento do pig ~ 1 metro; Possui dois odômetros;
PIG INSTRUMENTADOS DE MEDIÇÃO DE CORROSÃO
PERDA DE MASSA
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PIG MAGNÉTICO – MFL
>>PIG INSTRUMENTADO MAIS TRADICIONAL
>>IDENTIFICA PERDA DE ESPESSURA NO DUTO
>> ESPECIALMENTE APLICADO EM DUTOSCOM PROBLEMAS DE CORROSÃO
MÉTODO MAGNÉTICO – Magnetic Fluxleakage – MFL (campo de fuga)
Direção do fluxo magnético
Direção do fluxo magnético
Campo de fuga
Defeito de corrosão
Ao se aplicar um campo magnético em uma chapa semdefeito, o campo magnético ficaconstante.
Na presença de defeitos de corrosão, ocorre uma perturbação local do campo magnético, conhecido como campo de fuga .
•Para quantificar os campos de fuga, são utilizados sensores Hall;•Estes sensores geram um voltagem proporcional ao valor do campo aplicado;•AS voltagem gerada pode ser positiva ou negativa, em função da polaridade do campo magnético;
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Deslocamento do sensor Hall ao longo de uma chapa contendo um defeito
magnetizado que gera um campo de fuga.
020406080
100120140160
1 2 3 4 5
Posição de leitura do sensor
Val
ores
de
Cam
po
Mag
nétic
o
Gráfico Deslocamento X Campo Magnético em Gauss, gerado pelo
sensor Hall
Registro de um pig MFL, com sensores HALL principais.
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IMPORTANTE PARA O DIMENSIONAMENTO PRECISO DOS DEFEITOS DETECTADOS
SENSOR DISCRIMINADOR
PIG MAGNÉTICO - MFLPRINCIPAIS COMPONENTES
PIG MFL – Principais componentes: a-módulo de baterias; b) juntas universais; c) módulo eletrônico; d) módulo sensor; e) módulo discriminador; f) odômetros;
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PIG MAGNÉTICO - MFL
TIPO DE SENSORES:BOBINASSENSORES HALL
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PIGS MFL
A MEDIDA NÃO É DIRETA, SENDO DEPENDENTE DOS SEGUINTES FATORES:
>> DA PRONFUNDIDADE DO DEFEITO;>> DA FORMA:>> DA PROXIMIDADE COM OUTROS DEFEITOS;>> DA TENSÃO NO TUBO;>> DO NÍVEL DE MAGNETIZAÇÃO (ESPESSURA);>> DA VELOCIDADE;>> SE O DEFEITO É INTERNO E/OU EXTERNO;>> DO TIPO DE ANÁLISE DO SINAL;
Especificações básicas de um pigMFL
PIG MFL:
�É uma ferramenta robusta e muito tradicional;�Detecta defeitos internos e externos;�É independente do fluido – líquido ou gás;
# Perde sensibilidade com espessuras grandes – acima de 20 mm;# Tem dificuldades em quantificar a corrosão interna alinhada;# É muito dependente da tecnologia utilizada na análise dos dados;
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PIG DE ULTRA-SOM
PARA MEDIÇÃO DE ESPESSURA
PRINCÍPIO DE MEDIÇÃO :
BOA CONFIABILIDADE PARA CORROSÃO INTERNAenergia sônica fica preservada no líquido
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> menor confiabilidade para corrosão externa> a energia sônica é fortemente dissipada na interface líquido/aço> superfícies de corrosão não refletem bem o ultra-som
PIG ULTRASSÔNICO
>> número de medidas por segundo é constante:exemplo: 300Hz - 300 medidas por segundo por sensor;1,2 m/s = uma medida a cada 4 mm;0,3 m/s = uma media a cada mm;
PIG PIG
1,2 m/S 0,3 m/s
Um suporte mecânico estabelece a medida de referênc ia à superfície interna.
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Especificação básica de um pig de ultrassom de 24”
PIGS DE ULTRASSOM:
�Medida direta e com alta precisão;�Dimensionam bem a corrosão interna e externa;
# Não são aplicáveis a gasodutos;# Necessitam melhor limpeza do duto;
Vídeo - RVIT
PIG DE PERFILAGEM – PIG PALITO
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TÓPICOS• Pig palito – o projeto
• Fatos, vantagens e limitações
• Últimos desenvolvimentos
• Próximos passos
PROJETO PIG PALITO
• Início do projeto – 2004 • PETROBRAS e PUC-RIO/CPTI
• O que é – uma nova idéia de um pig geométrico de alta resolução e precisão.
• Objetivo principal – Detectar e dimensionar a corrosão interna, emdutos com dificuldades de pigagem.
PIG PALITO – MÉTODO DE MEDIÇÃO
• Como mede:
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PIG PALITO
Calibração dos sensores• Sensores possuem calibração
individual– Degraus milimétricos– Criada uma função voltagem versus
milímetro
• Resposta do pig palito• >>Distância da superfície interna até
a linha central da ferramenta.
• >>Medida absoluta.
• >>Corrosão interna
MOTIVAÇÃO
• # Corrosão interna difícil de ser quantificada:• Limitações do MFL e do ultrassom;• # Corrosão interna é o principal problema em dutos
submarinos;
• # Dutos multisize• Riser com diâmetro menor que o trecho flow;
• # Obstáculos sem possibilidades de reparos;
• # Muitos acessórios – manifolds; plets; “Y” etc;
• # Ferramenta leve, com poucas chances de ficar pres a no duto.
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MOTIVAÇÃO
• # Corrosão externa:
• >>Controlada externamente por ROVs e proteção catódica;
FERRAMENTAS PIG PALITO• Diâmetros – 8; 10; 12; 16; 20; 22; 24; 42.• Precisão na profundidade - +/- 0,2 mm• Precisão na largura:+/- 7 mm• Precisão no comprimento: +/- 2 mm (1m/s)
• Range de velocidades:– Até 2 m/s com boa qualidade;– Até 4 m/s com qualidade média;
• Raio de curvatura: 1,5D
• Outras especificações – semelhantes aos pigs do mercado.
Vantagens• Comparado com pig MFL
– Medição direta dos defeitos– Sem limitação em relação à espessura máxima– Mede bem a corrosão “ caminho de rato”
• Comparado com pig de ultrassom– Não necessita de acoplamento>>importante em
gasodutos– Mede em fluidos multifásicos– Não tem limitação em pequenas espessuras– Custo menor
• Comparado com os dois – MFL e UT– Pode negociar melhor grandes variações de diâmetros
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Limitações• #Não detecta a corrosão externa• #Uso como pig bidirecional• Somente com um novo conceito
mecânico do sensor, pode-se pensar ematuar como pig BIDI
• #Dificuldades na representação de
defeitos com formato agudo .
Primeira Inspeção com o Pig Palito (2005)
• 22”– Número de sensores: 250– Resolução circunferencial: 7mm
Comparação de resultados do Pig Palito e do Pig de Ultrassom –22”
• Ultrasound Pig
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Pig Cobra Palito – Multisize – 8 e 10”
Pig Palito de 24”
• Corrosão na geratriz inferior
Visão 3D dos dados registrados – 24”
• Corrosão
• Nominal
• Depósito
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Pig Palito 42”
Próximos passos• Melhorar o projeto mecânico do senor
– Corpo mais leve, com menor inércia e respostamais rápida;
• Está em desenvolvimento um novo conceito de pig palito, para dutos supermultisize.
Próximos passos
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Próximos passos
FERRAMENTAS ESPECIAIS
PIGS INERCIAIS (UTILIZAM CENTRAL INERCIAL)
>> ISOMÉTRICO DA LINHA;>> IDENTIFICAM SOLDAS E ACESSÓRIOS VIA GPS;>> IDENTIFICAM CURVAS;>> IDENTIFICAM MUDANÇAS DO TRAÇADO;
UTILIZADOS EM:
>> DUTOS COM TRAÇADO DESCONHECIDO;>> DUTOS QUE PODEM ALTERAR O TRAÇADO;>> DUTOS AQUECIDOS;>> FACILITAM A LOCALIZAÇÃO DE ANOMALIAS EACESSÓRIOS;
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SMART PLUG – Pig para isolar segmentos de dutos, permitindo a realização de manutenções mesmo com pressões altas.
>> Ferramenta está em avaliação pela PETROBRAS.
SMART PLUG
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GIP MFL
�Método MFL aplicado externamente ao duto e tubulaçõ es;
VÍDEO
AURI – AUTONOMOUS UNDERWATER RISER INSPECTOR
�Utiliza o segmento vertical dos dutos submarinos (riser) como guia;�Desloca-se até uma profundidade previamente programada;�Durante a viagem, realiza inspeção visual, por exemplo.