PIGS INSTRUMENTADOS PIGS INSTRUMENTADOS HISTÓRIA PRINCIPAIS FERRAMENTAS O QUE SÃO PIGS INSTRUMENTADOS?

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1 PIGS INSTRUMENTADOS O QUE SÃO PIGS INSTRUMENTADOS? SÃO PIGS QUE REALIZAM MEDIDAS AO LONGO DO PERCURSO DO DUTO, REGISTRANDO AS INFORMAÇÕES. ESTAS INFORMAÇÕES NORMALMENTE SÃO UTILIZADAS PARA AVALIAR A INTEGRIDADE DO DUTO. Novembro/2009 Claudio S. Camerini PIGS INSTRUMENTADOS HISTÓRIA * PRIMEIRO USO COMERCIAL DE UM PIG - MFL - TUBOSCOPE * PRIMEIRA INSPEÇÃO EM TODA A CIRCUNFERÊNCIA * OUTRAS COMPANHIAS APARECEM NO MERCADO - VETCO * PRIMEIRA FERRAMENTA DE ALTA RESOLUÇÃO - BG * PRIMEIRO PIG DE ULTRA-SOM - PIPETRONIX * 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 1

2 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 2

3 PIGS DE GEOMETRIA 3

4 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 4

5 5

6 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 6

7 PIG MAGNÉTICO MFL >>PIG INSTRUMENTADO MAIS TRADICIONAL >>IDENTIFICA PERDA DE ESPESSURA NO DUTO >> ESPECIALMENTE APLICADO EM DUTOS COM PROBLEMAS DE CORROSÃO MÉTODO MAGNÉTICO Magnetic Fluxleakage MFL (campo de fuga) Direção do fluxo magnético Ao se aplicar um campo magnético em uma chapa sem defeito, o campo magnético fica constante. Campo de fuga Direção do fluxo magnético Defeito de corrosão 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; 7

8 Deslocamento do sensor Hall ao longo de uma chapa contendo um defeito magnetizado que gera um campo de fuga. Valores de Campo Magnético Posição de leitura do sensor Gráfico Deslocamento X Campo Magnético em Gauss, gerado pelo sensor Hall Registro de um pig MFL, com sensores HALL principais. 8

9 SENSOR DISCRIMINADOR IMPORTANTE PARA O DIMENSIONAMENTO PRECISO DOS DEFEITOS DETECTADOS PIG MAGNÉTICO - MFL PRINCIPAIS COMPONENTES PIG MFL Principais componentes: a-módulo de baterias; b) juntas universais; c) módulo eletrônico; d) módulo sensor; e) módulo discriminador; f) odômetros; 9

10 PIG MAGNÉTICO - MFL TIPO DE SENSORES: BOBINAS SENSORES HALL 10

11 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 pig MFL 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; 11

12 PIG DE ULTRA-SOM PARA MEDIÇÃO DE ESPESSURA PRINCÍPIO DE MEDIÇÃO: BOA CONFIABILIDADE PARA CORROSÃO INTERNA energia sônica fica preservada no líquido 12

13 > 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 medidas por segundo por sensor; 1,2 m/s = uma medida a cada 4 mm; 0,3 m/s = uma media a cada mm; 1,2 m/s 0,3 m/s PIG PIG Um suporte mecânico estabelece a medida de referência à superfície interna. 13

14 14

15 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 15

16 Pig palito o projeto TÓPICOS 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, em dutos com dificuldades de pigagem. PIG PALITO MÉTODO DE MEDIÇÃO Como mede: 16

17 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 presa no duto. 17

18 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 18

19 Limitações #Não detecta a corrosão externa #Uso como pig bidirecional Somente com um novo conceito mecânico do sensor, pode-se pensar em atuar 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 19

20 Pig Cobra Palito Multisize 8 e 10 Pig Palito de 24 Corrosão na geratriz inferior Visão 3D dos dados registrados 24 Corro são Nomi nal Depó sito 20

21 Pig Palito 42 Próximos passos Melhorar o projeto mecânico do senor Corpo mais leve, com menor inércia e resposta mais rápida; Próximos passos Está em desenvolvimento um novo conceito de pig palito, para dutos supermultisize. 21

22 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 E ACESSÓRIOS; 22

23 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 23

24 GIP MFL Método MFL aplicado externamente ao duto e tubulações; 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. 24

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