摘要：采用兩個PIG中間夾脫脂液的方法對沿海某石化公司高壓氧氣長輸管線進行脫脂

關鍵詞：PIG, 脫脂，氧氣長輸管線

 

1、  PIG簡介

PIG是清管器的英文名稱，它是用聚氨酯發泡體做成的。最早是在1962年由美國的Knapp公司和Girard公司研制開發并用于管道清洗的，1965年開始在日本應用，目前已在世界上許多國家得到廣泛應用。

起初，Pig僅用在對未投入使用之前的新管道進行清洗?，F在它的應用范圍已經大大擴展了如應用在石化企業的輸氣、輸油管道，工業及民用輸水管線、工業用漿料及熱水管線、鍋爐的輸氣管線等的清理除垢，而且它的應用范圍還在不斷擴大。不僅用在清洗萬面，也應用于對管線的監測及干燥處理等方面。

Pig的特點是：由于它是由聚氨酯發泡體組成所以有很好的彈性。在管道線路中的彎頭、T型三通管接頭和彎曲管道部分都能很容易通過，并且有很好的耐磨性，所以可在管道中長距離行走。在清洗長達數公里而且形狀復雜的管道時采用機械清洗或噴射清洗都有困難時，采用pig清洗往往能較好完成清洗任務.

 1.1Pig的種類及其用途    

Pig可根據不同方法進行分類。

1.1.1根據它的使用目的分為除垢用的清洗pig及用于排液和分離的密封pig，有時把上述具有清洗或分離作用的Pig歸類為實用Pig ，而把具有對管道進行檢測功能的Pig歸為檢測 Pig。
 1.1.2根據pig的外觀形狀又可以分為多種現介紹了其中比較典型的四種
  1芯棒型Pig(英文名叫Mandrel pig) 它的本體是用鋼材做的，多個聚氨酯泡沫體的杯形環固定在其外面形成了杯狀驅動環結構。在這類Pig上還可以帶有鋼刷和刮刀片，在芯棒上設有排出污垢的旁通孔，杯形環的形狀分為圓杯形和圓盤形。圓盤形的芯棒Pig可在管道中往復雙向行走。

2泡沫塑料型的Pig(英文名為Foam pig) 一般它是用聚氨醋的高密度發泡體制成的炮彈形狀又稱彈性體Pig 在這種pig的表面涂有強度高.耐磨性好 柔性好、具有優異的耐溶性的聚氨酯發泡體。在這層彈性體表面有時還附有鋼絲刷或鋼針。把附有鋼絲刷的稱為鋼絲刷Pig；把帶有特殊形狀鋼針的稱為釘子Pig，這兩種適合用于清除較牢固附著在管壁上的污垢。
如果用低密度的聚氨酯發泡體制成軟體Pig 它具有收縮性好的特點。適用于初期的PIG清洗處理,用于檢查管道內有無異物；并可利用它吸濕性好的特點，專門用于對新管道中的水分和油污進行清除，也可用于清除管道中的污泥和軟性污垢。

    3用高密度聚氨酯發泡體制成的高硬度pig更適合對長距離管道的除銹和清除污泥的作業。而在外面設置有鋼針或鋼絲刷的Pig可以用于清除硬度很大的鈣質水垢 和加熱爐內的堵塞性結垢 所以通常用于管道襯里的基礎處理。

  4 一體化pig(英文名為Solid-cast pig)這種Pig是用聚氨酯樹脂整體成型制成的，因此具有密封性好的特點。它適合在同一種管道內輸送幾種不同流體時使用做分批分別輸送前的清洗。/ I#球形Pig(英文名為Sphere pig)由于它是球形所以它在曲率半徑很小的彎管中也能行走自由，因此可以通過任何形狀復雜的管道。它在很早以前就曾被用于封堵管道，被制成外表層柔軟內芯堅硬的雙重結構的球形Pig很適合用于對管道內壁的處理。! F9

2、  沿海某石化公司氧氣管線介紹

沿海某石化公司高壓氧氣管線在施工完成后，在外管廊由空分裝置至煉油催化裝置界區的長為1800m的Φ273×9.5mm的額定壓力位8.9MPa的高壓氧氣管線由于條件不具備，采用水壓進行壓力試驗，在水壓試驗過程中由于打壓機油泵漏油造成氧氣管線進油，為了確保氧氣管線在使用過程中的安全，需要對氧氣管線進行脫脂干燥。

3、  清洗工藝選擇

由于該氧氣管線規格為Φ273×9.5mm，長度為1800m，因此清洗總容積為

m³。如果進行化學清洗的話，產生的廢液總量約為清洗容積的6~8倍，為540~720m³左右，廢液處理的工作量相當大。而且為了保證管線能夠在化學清洗時清洗液完全充滿，必須將管線高點加裝排空、低點安裝導淋，整條管線需要加裝20個導淋和18個排空，施工工作量非常大；為了減少廢液的排放，及降低施工難度，經過綜合考慮決定使用PIG對管線進行干燥，再使用兩球夾液法對管線進行脫脂，脫脂完畢后再對管線進行一次徹底的干燥。

4、  脫脂劑選擇

由于脫脂劑在在移動過程中與管道內表面接觸時間較短，還要確保在清洗后管道內無脫脂劑殘留，因此需要選用脫脂效果好、揮發性好的溶劑來進行，因此本工程采用了一氟二氯乙烷（141B）來進行脫脂清洗。141B的特性如下：

在常溫下為無色透明液體，無毒，低ODP值（消耗臭氧潛能值），具有良好的化學穩定性。由于物化性質與CFC-11、CFC-113相似，可以替代CFC-11作硬質、軟質聚氨酯泡沫塑料的發泡劑，或替代CFC-113作金屬清洗劑、去焊劑等。HCFC-141b具有以下特性： 1、化學穩定性。在常溫下貯存，性能穩定，不發生分解。 2、能溶于大多數有機溶劑、醇和醚，與油脂和潤滑油相溶性好，但對大多數塑料、橡膠等高分子化合物，沒有明顯的影響。

5、PIG清洗脫脂施工

1. 1 干燥脫脂施工

管道干燥脫脂開始前，應完成以下工作:

1臨時發球筒的制作及脫脂；如下圖所示：

 

①:臨時氮氣接入點②：壓力表   ③脫脂劑加藥口

2臨時收球筒的制作及脫脂；如下圖所示：

 

①：壓力表    ②：接露點儀   ③：放空     ④：排污口

3儀器儀表的校驗；

4氣源的確認（包括壓力、流量和露點）;

5通訊設備的調試。

6 管線兩端收發球區域的安全隔離

1）公用工程條件

無油氮氣（或無油干燥的壓縮空氣）流量：1500～3000m³/h；

最大壓力：1.0MPa；

露點：-70℃；

溫度：常溫

2）施工前準備工作

根據管線的管徑及管線清洗要求，選用的PIG收縮率約為管線直徑的7~15%，管道內徑為254mm，此次選用PIG的規格及數量如下：

序號	名稱	直徑	數量
1	高密度泡沫PIG	DN273	8個
2	高密度泡沫PIG	DN290	8個
3	低密度泡沫PIG	DN273	20個
4	低密度泡沫PIG	DN290	20個

其中高密度PIG用來作為除水干燥使用，低密度泡沫PIG用來進行管線脫脂。

1. 2施工過程

此次施工過程分為除水干燥、兩球夾液法脫脂、單個球蘸取脫脂液擦拭3步。

A）管線除水干燥。

首先發射一個探測PIG，使用DN273的高密度泡沫POG作為探測PIG，該探測PIG的目的主要是確定管線內的干凈程度，確保后續發射的PIG在管線中能正常行進。探測PIG帶有跟蹤儀，確保該PIG在管線中被堵后能夠正確的定位并取出。為了保證泡沫PIG在通過管線彎頭時不會被掰裂，PIG的行進速度不能過快，在發射時要嚴格監測推動氣源的壓力。

發射時的起始氣源壓力為0.1MPa，由于管線試壓過程中的水未完全排出，該探測PIG在最大壓力為0.6MPa的起源推動下運行了4小時才到達收球端，并有約20m³水排出管線，水中含有少量的泥沙及焊渣的雜質，PIG取出后破碎較為嚴重。又連續發完3個DN273的高密度PIG后，管內才無明水排出，PIG運行時間及發射端壓力讀數如下表：

序號	PIG型號	發壓力讀數射端	運行時間（小時）	備注
1	DN273高密度泡沫PIG	0.1~0.6MPa	4	有明水
2	DN273高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	1.5	有明水
3	DN273高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	1	有明水
4	DN273高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	1	有明水
5	DN273高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.8	無明水，有水汽
6	DN273高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.8	無明水，有水汽

DN273高密度泡沫PIG發射完畢后，繼續發射DN290高密度泡沫PIG對管線進一步進行干燥，發射數據如下：

序號	PIG型號	發壓力讀數射端	運行時間（小時）	備注
1	DN290高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.6	無明水，有水汽
2	DN290高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.6	無水汽
3	DN290高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.4	露點17℃
4	DN290高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.4	露點-5℃
5	DN290高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.4	露點-11℃
6	DN290高密度泡沫PIG	0.1~0.4MPa	0.4	露點-25℃

露點達到露點-25℃后，我方認為可以進行兩球夾液法進行管線脫脂工作。

B）兩球夾液法脫脂

首先將第一個低密度PIG放進收球筒內1m內，再將第二個低密度PIG放進收球筒內，如下圖所示:

 

從收球筒頂部排空位置加入脫脂劑141B，加入141B時要確保兩個PIG之間沒有氣阻存在，緩慢打開氮氣閥門，加壓至PIG開始行走。在加壓過程中要控制PIG的行進速度，保證PIG在管線行進的過程中不被損壞。

 

第一對PIG發射后大約1.5個小時到達收球端，脫脂液剩余約12L。PIG較為完整，沒有明顯損壞。在整個過程中的PIG發射數據如下：

序號	PIG型號	發壓力讀數射端	運行時間	141B用量	141B余量
1	DN273低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	12L
2	DN273低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	10L
3	DN273低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	11L
4	DN273低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	12L
5	DN273低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	10L
6	DN273低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	10L

第一、二、三對脫脂PIG，使用黑光燈檢測，PIG表面無明顯油脂熒光，第四、五、六對PIG無油脂熒光。

為進一步保證效果再次發射6對DN290低密度泡沫PIG來進行脫脂

序號	PIG型號	發壓力讀數射端	運行時間	141B用量	141B余量
1	DN290低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	10L
2	DN290低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	9L
3	DN290低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	12L
4	DN290低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	10L
5	DN290低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	10L
6	DN290低密度泡沫PIG	0.1~0.2MPa	1.5小時	20L	10L

每對PIG經過黑光燈檢測均無油脂熒光。

C）單個球蘸取脫脂液擦拭

為了進一步確保管線的脫脂效果，使用單個PIG在141B中浸泡后，進行管線擦拭，反復4次，每個PIG經過黑光燈檢測均無油脂熒光。脫脂步驟結束。

1. 3  脫脂驗收

使用干凈的DN290低密度泡沫PIG進行管線擦拭，并使用黑光燈檢測擦拭PIG及氧氣管線兩端2米范圍內壁表面，均無油脂熒光，脫脂合格。

6、與化學清洗脫脂比較

清洗方法 內容	化學清洗脫脂	PIG兩球夾液法脫脂
施工周期	15天左右	5~7天
施工工作量	臨時管線安裝工作量大	安裝收發球筒及臨時氣源連接管線
廢液量	540~720m3	141B揮發殘余為0.05%，無廢液
施工人員	20人	6~8人

 

7、總結

1）PIG兩球夾液法脫脂與其他脫脂方法相比具有成本低，對環境危害小，操作簡便快速等優點，對于清洗長輸管線具有極佳的經濟效益。

2）PIG兩球夾液法脫脂對于管線較為復雜，變徑較多的管道系統則無法應用，有一定的局限性。