a.pirakand@jtigroup.com

عیوب موجود روی دیواره خطوط لوله که ممکن است منجر به نشت سیال قابل اشتعال شود از جمله مسایلی است که بهره‌برداران خطوط لوله همواره با آن دست به گریبان هستند. هر نشت خطوط لوله می‌تواند باعث بروز مشکلاتی از قبیل تلفات جانی، مالی، آسیبهای زیست‌محیطی و اتلاف منابع انرژی شود. لذا طبیعی است که پژوهشگران در پی یافتن روشهایی برای کشف و ترمیم این عیوب باشند. بازرسی خطوط لوله با توپک هوشمند برای کشف خرابیهایی همچون خوردگی، ترک و … پاسخی در خور به این نیاز می‌باشد.

توپکهای هوشمند از آن لحاظ که خللی به عملیات انتقال سیال وارد نمی‌کند، ابزار بازرسی حین عملیات(ILI) خوانده می‌شود. امروزه بیش از 30 نوع گوناگون توپک هوشمند وجود دارد و هنوز نیز میلیونها دلار صرف پژوهش در این زمینه می‌گردد. توپکهای هوشمند برای اهداف زیر به کار می‌روند:

انواع دیگر توپکها مانند توپکهای هندسی و توپکهای MFL وجود دارندکه برای اهداف دیگر راهگشای صنعت تأسیسات لوله می باشد.

صنعت خطوط لوله مانند بسیاری از صنایع دیگر نیاز به بازرسی دارد. این بازرسی باید بتواند بدون دخالت در غملیات بهره‌برداری به کشف عیوب خطوط لوله بپردازد. خطرات و هزینه‌هایی که بواسطه فقدان بازرسی و نشت سیال خطرناک ممکن است پیش آید عبارتند از:

1. اگر خط لوله‌ای از کار بیفتد و انتقال فرآورده متوقف گردد هزینه راه‌اندازی مجدد و خسارت مدت توقف هنگفت خواهد بود.
2. اگر بواسطه آسیب و نشت خط لوله انفجار یا سانحه ‌ای رخ دهد خسارات قابل توجهی به ساکنان پیرامون آن خواهد زد.
3. اگر خط لوله‌ای آسیب ببیند و نشت فرآورده اتفاق بیفتد، خطرات زیست محیطی برای حیوانات و گیاهان پیرامون آن قابل توجه خواهد بود.
4. در مدت نشت لوله هدر رفتن فرآورده همچون هدر رفتن سرمایه است و اگر نشت کشف نشود یا قابل کشف نباشد این هدر رفتن سرمایه بیشتر قابل توجه است.

امروزه با پیشرفت دانش در زمینه‌هایی همچون رطزپردازنده‌هاؤ ذخیره‌سازی داده‌ها، فراصوت، پلیمر و رایانه، روش نوینی در بازرسی خطوط لوله به وجود آمده است که اصطلاحاً توپکرانی هوشمند نام دارد. در این روش نوپک هوشمند با دارا بورن بشقابهایی از جنس پلیمر(اغلب پلی‌یورتان) در داخل لوله قرار می‌گیردو سطح مقطع لوله را مسدود می‌کند. فشار سیال پشت توپک، آن را به جلو می‌راند و بدین ترتیب توپک مسافت خط لوله را طی می‌کند. در طول مسی ر توپک به گردآوری و ذخیره‌سازی اطلاعات از وضعیت درونی لوله می‌پردازد. پس از اتمام مأموریت اطلاعات از حافظه توپک به رایانه منتقل و تحلیل می‌شود. با تحلیل این داده‌ها می‌توان دریافت که خط لوله در چه نقاطی دارای چه نوع عیب است.

1. اندازه‌گیری هندسی
2. شناسایی نشت
3. ثبت دما و فشار
4. اندازه‌گیری خم
5. نمونه‌برداری از فرآورده
6. اندازه‌گیری موم و نخاله
7. مونیتورینگ انحنا
8. پروفیل خط لوله
9. نقشه‌برداری
10. شناسایی کاهش فلز
11. بازرسی با عکاسی
12. شناسایی ترک

تنوع توپکها نیز به دلیل تنوع در اهداف توپکرانی است و بهره‌بردار خطوط لوله با توجه به هدفی که مد نظر دارند به انتخاب توپک مناسب می‌پردازند.

انواع توپکهای هوشمند

این توپکها مبتنی بر این اصل کار می‌کنند که نشت سیال از یک سوراخ و تحت فشار، یک بسامد فراصوت ساطع می‌کنند. این توپک نباید با دیواره لوله برخورد کند چراکه صدای ایجاد شده از این برخورد می‌توان به عنوان نشت قلمداد شود.

سیستمهای بسیاری مبتنی بر افت فشار کار می‌کنند. این بدین معنی است که اگر توپکی در نقطه‌ای از خط لوله گیر کند از آنجا که در اطراف آن نشتی صورت می‌گیرد می‌توان محل آن را با نشانگرهای مغناطیسی بیرون از خط لوله که برای استفاده از توپک شناسایی نشت نصب می‌شوند، پیدا کرد.

سیستم دیگری نیز وجود دارد که با حمل یک دبی‌سنج حجم، محل و راستای جریان را در نقاط مختلف مخابره می‌کند و با این روش می‌توان فهمید که در کجای خط لوله نشت وجود دارد.

با استفاده از امواج رادیواکتیو با نیمه عمر کوتاه نیز می‌توان به محل نشت پی برد، این امواج در محل نشت به بیرون ساطع می‌شوند و محل نشت را نشان می‌دهند.

موقعیت خطوط لوله در بیابان و اعماق دریاها ، پس از مدت طولانی دستخوش تغییرات می‌گردد. در حالیکه بسیار اهمیت دارد که هر حرکت خط لوله را بدانیم. یکی از پیشرفته‌ترین روشها استفاده همزمان از شتاب‌سنج و قطب‌نما است، که با ترکیب این دو پارامتر می‌توان انحنای خط لوله ، جهت انحنا و موقعیت آن را یافت.

این توپکها نه تنها عکس می‌گیرند بلکه با نصب یک دوربین فیلمبرداری بر روی آنها از خطوط لوله فیلم تهیه می‌کند.نور لازم برای این کار با نصب منبع نوری بر روی آن فراهم می‌گردد. این ابزار می‌تواند عیوبی مانند ترک، قرشدگی، خوردگی، بیضوی شدن، کمانش و سایر عیوب قابل رؤیت را نشان دهد، اما اندازه‌گیری از عمق و حجم عیوب را نشان نمی‌دهد. با توجه به نیاز این توپک به نور از آن فقط در خطوط گاز استفاده می‌شود. برای استفاده از آن در خطوط مایع باید ابتدا لوله از مایع تخلیه شده سپس شستشو داده شود و پس از خشک کردن از توپک استفاده شود.

برای اینکه مطمئن شویم توپک در انحنای خط لوله گیر نمی‌کند، ابتدا با ارسال توپکهای شناسایی خم از وضعیت لوله مطلع می‌شویم. سیستم این توپکها متشکل از دو توپک است که به صورت قطار و با اتصال خاصی به یکدیگر متصل هستند و کابلی بین آنها قرار دارد. هرگاه توپک از یک خم عبور می‌کند میزان انحنای کابل نشانگر میزان خم لوله خواهد بود.

وجود موم و نخاله داخل لوله قطر داخلی آن را کاهش می‌دهد. توپکهای دارای بازوی مکانیکی بعضاً نمی‌توانند این مواد را جابجا کنند و کاهش قطر لوله را گزارش می‌دهند.از طرفی توپکهایی که بدون تماس با لوله و بر اساس روش جریان مغشوش کار می‌کنند نمی‌توانند نخاله‌های فلزی را نشان دهند. با ترکیب اصول فوق (روش جریان مغشوش و حسگر مکانیکی) دستگاهی ساخته شده که میزان نخاله‌ها را ثبت و گزارش می‌کند.

عامل مهم در عملکرد خط لوله نوع سیال عبوری می‌باشد. در بسیاری موارد سیال عبوری همگن نیست و در شرایط جریان کم باعث خوردگی لوله خواهدشد. یک را نمونه‌برداری از سیال در چنین نقاطی ثبت مقادیر دما و فشار می‌باشد. بطری توپک از پایین‌ترین نقطه خط لوله نمونه‌برداری می‌کند و پس از برداشتن نمونه شیر سلونوئیدی بسته می‌شود و توپک به راه خود ادامه می‌دهد تا به انتهای مسیر برسد در آنجا بطری باز شده و به آزمایشگاه فرستاده می‌شود.