石油化工管道PIG清洗技術(shù)研究與應(yīng)用

王雄飛

（南京南化建設(shè)有限公司,江蘇 南京 210044）

1 項目概述

該項目為800萬噸煉化一體化項目，由于管道在制造、安裝過程中產(chǎn)生焊渣、高溫氧化物等污物，同時打壓時致使管道內(nèi)滯留沙土，試壓水等雜質(zhì)，為了確保航空煤油、對二甲苯、甲苯、柴油、異構(gòu)化油、汽油的輸送產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗、降低污染，因此從裝置轉(zhuǎn)移罐到東西碼頭、罐區(qū)間的轉(zhuǎn)移線、裝船線需采用PIG清洗的方法將管線內(nèi)的雜物清除干凈。通過對管道PIG清洗技術(shù)進(jìn)行總結(jié)歸納，旨在為今后類型項目實施提供參考依據(jù)。

2 PIG清洗原理、方法步驟及過程控制分析

2.1 PIG清洗簡介及原理

PIG技術(shù)是一種先進(jìn)的管道清洗及維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)，在管道清洗及維護(hù)保養(yǎng)方面具有其它如物理、機(jī)械及化學(xué)清洗技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢[1]。PIG清洗技術(shù)（設(shè)備）主要由四部分組成：PIG材料、發(fā)射器、接收器以及PIG跟蹤裝置。PIG材料絕大部分由特殊的聚氨酯材料制成，有一定的彈性和吸附性，同時還附帶有一定的加固及刮削作用的配件，在壓縮空氣的推動下，PIG以一定的速度在管線內(nèi)勻速前進(jìn)，不斷地對管線內(nèi)壁進(jìn)行磨擦、刮削，從而達(dá)到除去各種污垢的目的；同時PIG在運行過程中，介質(zhì)通過PIG的表面與管線內(nèi)壁表面形成高速環(huán)隙射流，在PIG材料的前端一定區(qū)域形成負(fù)壓區(qū)域，對剝落下來的各種污垢體不斷地進(jìn)行攪拌，使垢體在介質(zhì)中始終處于懸浮狀態(tài)，并將其安全順利地排出管線外[2]，從而達(dá)到并滿足各種管線的工藝要求，為順利投用和經(jīng)濟(jì)運行創(chuàng)造條件。

工作原理如圖1所示。

圖1 PIG清洗工作原理

2.2 PIG清洗前的檢查確認(rèn)工作

1）根據(jù)現(xiàn)場條件確定發(fā)射器及接收器的安裝位置，旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的發(fā)射器及接收器，其長度一般約為PIG材料長度的2.5倍。2）根據(jù)現(xiàn)場情況選擇PIG材料。根據(jù)現(xiàn)場要求和PIG的用途，選用不同密度和不同材質(zhì)的PIG，低密度和較軟材質(zhì)PIG主要是用來探測、干燥和檢測，而較高密度和較硬材質(zhì)PIG用來清掃清洗管線。3）本項目推動介質(zhì)選用壓縮空氣，壓力為：1.18MPa。4）對跟蹤儀器進(jìn)行現(xiàn)場模擬調(diào)試，并確定相應(yīng)的跟蹤位置，隨機(jī)抽取所采購的電池裝入信號發(fā)射機(jī)，并將發(fā)射機(jī)放入所要清洗的管線內(nèi)，調(diào)節(jié)信號接收機(jī)的靈敏度，直至接收到準(zhǔn)確、清晰的信號為止。固定靈敏度調(diào)節(jié)按鈕，進(jìn)行放電試驗，最后選定能保證產(chǎn)生清晰信號為24h以上的電池，以備清洗所需。5）施工部署，針對本次工程PIG清洗管線施工的要求，建立了施工現(xiàn)場統(tǒng)一的組織領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)及職能部門，明確了各部門之間的分工與協(xié)作關(guān)系。

PIG清洗項目人員包括項目部管理人員、后勤保障人員以及發(fā)球組、收球組、管線巡查、PIG追蹤、現(xiàn)場記錄、安全監(jiān)護(hù)等現(xiàn)場施工人員。為按期完成本次PIG清洗管線施工任務(wù)，需提前計劃主要的施工設(shè)備（如：化學(xué)清洗及PIG清洗使用的設(shè)備、儀器及材料表等機(jī)具材料）。

2.3 PIG清洗的方法步驟及過程控制分析

PIG清洗管線施工中每個分系統(tǒng)的施工程序基本相同，其施工程序為：安裝PIG清洗臨時發(fā)射器及接收器系統(tǒng)→系統(tǒng)吹掃及檢漏→發(fā)射探測PIG→發(fā)射清掃→發(fā)射干燥PIG→發(fā)射檢測PIG經(jīng)驗收合格后系統(tǒng)復(fù)位。

2.4 PIG清洗過程的運行與監(jiān)控

在PIG清洗運行期間，現(xiàn)場巡查是必需的。應(yīng)記錄PIG速度，并報告給控制人員。如果壓力上升的很快，意味著可能是管道堵塞。在這種情況下，操作者應(yīng)跟蹤PIG的位置并確定準(zhǔn)確的堵塞位置。確認(rèn)過堵塞位置后，慢慢提高壓力，并推動PIG前行。如PIG還是不動，則關(guān)閉閥并打開PIG管線閥泄壓。隨著壓力的減少，關(guān)閉所有的閥，處理堵塞點。

如果PIG運行正常，PIG接收者應(yīng)檢查PIG是否進(jìn)入的接收器，并報告給控制人員，停止供氣。檢查PIG的損壞程度及清洗情況，然后報告項目管理人員以決定是否還要再一次進(jìn)行PIG清洗。如需要重新進(jìn)行PIG清洗，則重復(fù)進(jìn)行第二次清洗；清洗操作完成后檢查接收器中的泡沫PIG是否清潔，直到清潔，可結(jié)束清洗。關(guān)閉總氣源，拆除臨時短管、盲板或堵頭、發(fā)射器及接收器等。

2.5 PIG清洗施工中可能出現(xiàn)的意外情況及解決方案

1） PIG清洗過程中可能出現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)是PIG在管道內(nèi)停止運動。判斷依據(jù)主要有以下三點：

①大大超過預(yù)計時間PIG沒有到達(dá)接收器；

②壓力表指示沒有起伏變化；

③接收器一端排污口平穩(wěn)無變化；

④當(dāng)出現(xiàn)以上三種情況時，原則上應(yīng)停止PIG的運行，采取表1中的應(yīng)急措施：

2）PIG停止運行的原因及對策：

①發(fā)射PIG時，對管道內(nèi)積垢厚度的估算與實際發(fā)生較大出入，而PIG尺寸較小，不能憋壓?？墒褂眉訅篜IG將其推出。

表1 應(yīng)急處理措施

②發(fā)射PIG時，對管道內(nèi)積垢厚度的估算與實際發(fā)生較大出入，而PIG尺寸太大引起的堵塞?？稍谠试S的壓力范圍內(nèi)提高壓差將其推出或使其破碎沖至接收器并從中取出。

3） 若判斷發(fā)生PIG停止運動，首先應(yīng)打開發(fā)射器檢查PIG是否停留在發(fā)射器內(nèi)，若沒有則可考慮上述原因。注意：無論因為什么原因使PIG停止運動，都應(yīng)找出原因，分析解決后再進(jìn)行后續(xù)的工作。

4）意外搶修，由于被清洗管線管內(nèi)具體情況不詳，在清洗過程中有可能因管道內(nèi)特殊情況而使PIG在管道中停止運動而發(fā)生堵塞現(xiàn)象，因此在清洗準(zhǔn)備工作中應(yīng)組織搶修隊伍，由專業(yè)施工人員組成。

搶修人員、專用設(shè)備及機(jī)具應(yīng)在施工前準(zhǔn)備好，完全到位；清洗工作開始后，處于待命狀態(tài)；一旦發(fā)生管線堵塞現(xiàn)象，可立即趕赴現(xiàn)場，在最短的時間內(nèi)完成搶修任務(wù)，恢復(fù)管線。

PIG管線清洗的危險點源的分布基本同崗位分布圖，主要危險點源為動力源設(shè)備。PIG管線清洗工程的各崗位風(fēng)險主要集中在操作過程中遇到的危險，主要包括壓力噴射、高空作業(yè)、野外作業(yè)等，詳見風(fēng)險識別部分內(nèi)容。PIG管線清洗負(fù)責(zé)監(jiān)控的人員應(yīng)具有一定的實踐經(jīng)驗和技能，電工、電氣焊等崗位的人員需要取得崗位資格。

3 PIG質(zhì)量要求

3.1 通球清洗（PIG清洗）檢驗方法

管道通球清洗完工后的檢查和驗收采用目視檢測、通球檢測結(jié)合的辦法驗收。

3.2 目視檢測

管道在強(qiáng)光下進(jìn)行肉眼目測檢查，必須滿足以下幾點：

① 不潮濕。

② 無清洗劑和焊劑殘留。

③ 無松散的鐵銹、氧化物、外部物質(zhì)、焊渣、切屑等。

④ 無黏結(jié)的鐵銹、氧化物、外部物質(zhì)等。

⑤ 無油、脂、未經(jīng)允許的黏合劑、密封劑等碳?xì)浠衔锘蛴袡C(jī)物。

3.3 PIG檢測

發(fā)一個新泡沫PIG，在接收端檢查泡沫PIG的污染滲透厚度不大于6mm為合格。若有脫脂要求，可用黑光燈檢測此PIG，無紫藍(lán)熒光為脫脂合格。

4 管道內(nèi)試壓水的處理

由于PIG清洗過程本身并不會產(chǎn)生新的廢液，施工中管線內(nèi)排出的液體均全部來自于之前試壓時積存的試壓水，其主要含有焊渣、鐵銹以及其它雜質(zhì)，且廢液pH值為中性[3]。施工過程中，需要鋪設(shè)臨時管道將的試壓水排放到業(yè)主指定的地點。

5 結(jié)語

綜上所述，石油化工管道應(yīng)用PIG清洗技術(shù)有著其他清洗技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢，通過本項目對清洗流程、過程控制分析、質(zhì)量措施及環(huán)境保護(hù)等技術(shù)的總結(jié)，希望對石油化工的建設(shè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。