Мониторинг трубопроводов с целью своевременного реагирования на возникновение отказов приобретает все более важное значение в условиях постоянного ужесточения требований экономической эффективности и норм природоохранного законодательства. В настоящей статье Андре ван дер Верф рассматривает преимущества химических способов очистки трубопроводов по сравнению с традиционными методами механической очистки с помощью скребков.

Тенденции, наблюдающиеся в отрасли, свидетельствуют о том, что время, общий износ и коррозия постепенно стареющей трубопроводной инфраструктуры по всему миру приводят к повышению вероятности отказов трубопроводов. В начале 2005 г. на состоявшейся в Хьюстоне (Техас, США) конференции по трубопроводам и контролю их целостности были приведены впечатляющие данные в подтверждение этого тезиса. Имеются основания утверждать, что 65% всех отказов трубопроводов обусловлены коррозией (см. рисунок). Среди последствий подобных отказов можно назвать следующие:
• неблагоприятное воздействие на окружающую среду;
• проблемы, касающиеся безопасности персонала и населения;
• расходы, связанные с работами по очистке;
• внеплановые простои по причине ремонта; и
• увеличение расходов на техническое обслуживание.

Во многих странах мира принимаются законы о контроле целостности трубопроводов, призванные регулировать сферу трубопроводного бизнеса. В США закон о герметичности трубопроводов предусматривает проверку их целостности не реже одного раза в пять лет для трубопроводов, используемых для транспортировки жидкостей, и не реже одного раза в семь лет для трубопроводов, используемых для перекачки природного газа. Аналогичная тенденция набирает темпы в Европе. Страны, входящие в Европейскую экономическую комиссию ООН (UNECE), в настоящее время разрабатывают процедуры безопасной/добросовестной практики по предотвращению, контролю и сокращению последствий отказов трубопроводов и других аварий для наземных и подводных природных сред, включая трансграничные воды.



Коррозия

Тип отложений, образующихся с течением времени на внутренних поверхностях трубопровода, определяется составом веществ, транспортируемых по данному трубопроводу, материалом, из которого изготовлен сам трубопровод, и уровнем надежности функционирования технологического оборудования вверху по потоку. Отложения, образующиеся на внутренних поверхностях трубопроводов, могут включать, к примеру, сульфат железа, минеральные осадки, бактерии, парафины, дымный порошок, асфальтены, продукты разложения компрессорного масла, амины и гликоль.

Существуют два основных способа очистки трубопроводов: механическая очистка и углубленная химическая очистка.



Механическая очистка

Общепринятой практикой среди владельцев трубопроводов является применение механических скребков для удаления отложений. Скребок несколько раз прогоняется по трубопроводу, устраняя отложения до тех пор, пока на узле приема скребков не будет подтверждено практическое отсутствие извлекаемых отложений. Впрочем, даже по завершении такой процедуры трудно определить с уверенностью, действительно ли трубопровод стал чистым.

По мере перемещения скребка вдоль трубопровода имеет место некоторый перенос отложений. Осколки и фрагменты будут перемещаться из нижней позиции (соответствующей шести часам на циферблате) по всей поверхности внутренних стенок трубопровода (то есть по всему угловому диапазону в 360 градусов), в результате чего стенки трубопровода покрываются тонким слоем отложений. Дополнительная механическая очистка приводит к уплотнению этого слоя и, кроме того, к измельчению частиц отложений до субмикронных размеров. Это обстоятельство не только создает проблемы для оборудования, расположенного внизу по потоку, но и чревато «включением» механизма коррозии, когда оказывающее губительное воздействие вещество оказывается внутри уплотненного слоя. Химическая обработка в сочетании с применением механических скребков обеспечивает удаление большей части отложений за несколько прогонов отложений, как, например, когда углекислотная коррозия протекает под уплотненным слоем.

Более высокие результаты достигаются благодаря современным технологиям механической очистки с использованием «интеллектуальных» скребков, в частности с применением электромагнитного контроля утечек труб (MFL) и нового метода оптического контроля (Opto-Pig). Некоторые технологии обеспечивают трехмерный, практически визуальный осмотр всех внутренних поверхностей трубопроводов. Данные, получаемые с помощью новейших «интеллектуальных» скребков, обладают еще большей степенью точности. Это устраняет необходимость многократного прогона скребков, если трубопровод уже очищен, при этом характеристики зачищенной стали могут быть проверены с помощью датчиков, входящих в состав таких «интеллектуальных» скребков.

Типичным свидетельством неэффективности очистки трубопроводов является сообщение компании, проводившей обследование, о пропадании сигнала датчика на некоторых участках обработанного трубопровода. Эта ситуация наблюдается там, где отложения остались даже после завершения очистки, что создает угрозу нарушения целостности трубопровода в будущем.



Углубленная химическая очистка

Второй тип очистки трубопроводов – так называемая «углубленная химическая очистка» – быстро становится стандартом для отрасли. Химическая обработка в сочетании с применением механических скребков обеспечивает удаление большей части отложений за несколько прогонов. Из самого названия понятно, что химическая очистка предусматривает использование жидких очистителей в смеси с растворителем (водой, соляркой, метанолом, изопропиловым спиртом и т. п.) для создания чистящего раствора, который прогоняется через трубопровод с помощью скребков. Такие очистители выпускаются целым рядом производителей.

Однако подходящие средства для очистки трубопроводов должны выбираться с учетом ряда факторов, среди которых необходимо отметить следующие:
• нейтральный рН;
• способность проникать внутрь отложений и распространяться там;
• параметры, характеризующие исходный состав очистителя, и опыт его применения; а также
• соображения, связанные с охраной труда, окружающей среды и техникой безопасности (ОТОСБ).

Компания Brenntag разработала средство углубленной химической очистки (N-SPEC®) для получения более эффективных и экологически безвредных растворов по сравнению с большинством использующихся в настоящее время химических очистителей (таких, как солярка, толуол или ксилол). Это средство включает в свой состав высококонцентрированные жидкие поверхностно-активные присадки, полимеры и дисперсанты, обеспечивающие высокую проникающую способность и удаление твердых фракций (парафинов, асфальтенов, продуктов разложения компрессорного масла, смесей твердых углеводородов и т. д.).

Принцип действия данного средства отличается от принципа действия традиционных очистителей. Воздействие химических составов N-SPEC® заключается не в растворении загрязняющих отложений, а в выполнении следующих трех функций:
1) проникание между стенкой трубопровода и слоем загрязняющих отложений;
2) ослабление сцепления между слоем отложений и стенкой трубопровода;
3) эмульгирование отложений с превращением их в жидкий шлам, что создает возможность перемещения такого шлама в нужном направлении с помощью специальным образом спроектированных скребков. Составы N-SPEC® не оказывают никакого воздействия на металлические части. Благодаря нейтральному рН очистителя не требуется промывка щелочным составом. Еще одно важное преимущество N-SPEC® заключается в том, что очистка может осуществляться в оперативном режиме без прерывания текущей работы, что сокращает время простоев и производственные потери.

Методология очистки N-SPEC подтвердила свою высочайшую эффективность, обеспечивая в три раза более полное удаление отложений за один проход и позволяя тем самым сократить число необходимых проходов. Клиенты были поражены тем количеством отложений, которое было извлечено с помощью указанной технологии из трубопроводов, считавшихся очищенными. Группе N-SPEC было поручено выполнить один прогон для удаления пыли перед осмотром трубопровода с целью освидетельствования его пригодности для перекачки СО2. Применение технологии N-SPEC позволило извлечь 71 мЗ отложений из 86-километрового отрезка трубопровода, который считался «чистым».

Подытоживая, можно сказать, что углубленная химическая очистка по технологии N-SPEC® дает по сравнению с механической очисткой множество преимуществ, обеспечивающих сокращение зат-рат, повышенную надежность проверки целостности трубопроводов и более высокую производительность. И все это благодаря гораздо более чистым трубопроводам.