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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.