石油化工管道PIG清洗技術研究與應用

王雄飛

（南京南化建設有限公司,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、安裝過程中產生焊渣、高溫氧化物等污物，同時打壓時致使管道內滯留沙土，試壓水等雜質，為了確保航空煤油、對二甲苯、甲苯、柴油、異構化油、汽油的輸送產品質量、安全生產、節能降耗、降低污染，因此從裝置轉移罐到東西碼頭、罐區間的轉移線、裝船線需采用PIG清洗的方法將管線內的雜物清除干凈。通過對管道PIG清洗技術進行總結歸納，旨在為今后類型項目實施提供參考依據。

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技術是一種先進的管道清洗及維護保養技術，在管道清洗及維護保養方面具有其它如物理、機械及化學清洗技術所無法比擬的優勢[1]。PIG清洗技術（設備）主要由四部分組成：PIG材料、發射器、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勻速前進，不斷地對管線內壁進行磨擦、刮削，從而達到除去各種污垢的目的；同時PIG在運行過程中，介質通過PIG的表面與管線內壁表面形成高速環隙射流，在PIG材料的前端一定區域形成負壓區域，對剝落下來的各種污垢體不斷地進行攪拌，使垢體在介質中始終處于懸浮狀態，并將其安全順利地排出管線外[2]，從而達到并滿足各種管線的工藝要求，為順利投用和經濟運行創造條件。

工作原理如圖1所示。

圖1 PIG清洗工作原理

2.2 PIG清洗前的檢查確認工作

1）根據現場條件確定發射器及接收器的安裝位置，旋轉相應的發射器及接收器，其長度一般約為PIG材料長度的2.5倍。2）根據現場情況選擇PIG材料。根據現場要求和PIG的用途，選用不同密度和不同材質的PIG，低密度和較軟材質PIG主要是用來探測、干燥和檢測，而較高密度和較硬材質PIG用來清掃清洗管線。3）本項目推動介質選用壓縮空氣，壓力為：1.18MPa。4）對跟蹤儀器進行現場模擬調試，并確定相應的跟蹤位置，隨機抽取所采購的電池裝入信號發射機，并將發射機放入所要清洗的管線內，調節信號接收機的靈敏度，直至接收到準確、清晰的信號為止。固定靈敏度調節按鈕，進行放電試驗，最后選定能保證產生清晰信號為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，建立了施工現場統一的組織領導機構及職能部門，明確了各部門之間的分工與協作關系。

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球組、收球組、管線巡查、PIG追蹤、現場記錄、安全監護等現場施工人員。為按期完成本次PIG清洗管線施工任務，需提前計劃主要的施工設備（如：化學清洗及PIG清洗使用的設備、儀器及材料表等機具材料）。

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的施工程序基本相同，其施工程序為：安裝PIG清洗臨時發射器及接收器系統→系統吹掃及檢漏→發射探測PIG→發射清掃→發射干燥PIG→發射檢測PIG經驗收合格后系統復位。

2.4 PIG清洗過程的運行與監控

在PIG清洗運行期間，現場巡查是必需的。應記錄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，操作者應跟蹤PIG的位置并確定準確的堵塞位置。確認過堵塞位置后，慢慢提高壓力，并推動PIG前行。如PIG還是不動，則關閉閥并打開PIG管線閥泄壓。隨著壓力的減少，關閉所有的閥，處理堵塞點。

如果PIG運行正常，PIG接收者應檢查PIG是否進入的接收器，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行PIG清洗。如需要重新進行PIG清洗，則重復進行第二次清洗；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，可結束清洗。關閉總氣源，拆除臨時短管、盲板或堵頭、發射器及接收器等。

2.5 PIG清洗施工中可能出現的意外情況及解決方案

1） PIG清洗過程中可能出現的問題主要表現是PIG在管道內停止運動。判斷依據主要有以下三點：

①大大超過預計時間PIG沒有到達接收器；

②壓力表指示沒有起伏變化；

③接收器一端排污口平穩無變化；

④當出現以上三種情況時，原則上應停止PIG的運行，采取表1中的應急措施：

2）PIG停止運行的原因及對策：

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

表1 應急處理措施

②發射PIG時，對管道內積垢厚度的估算與實際發生較大出入，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） 若判斷發生PIG停止運動，首先應打開發射器檢查PIG是否停留在發射器內，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，都應找出原因，分析解決后再進行后續的工作。

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

搶修人員、專用設備及機具應在施工前準備好，完全到位；清洗工作開始后，處于待命狀態；一旦發生管線堵塞現象，可立即趕赴現場，在最短的時間內完成搶修任務，恢復管線。

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備。PIG管線清洗工程的各崗位風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、野外作業等，詳見風險識別部分內容。PIG管線清洗負責監控的人員應具有一定的實踐經驗和技能，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、通球檢測結合的辦法驗收。

3.2 目視檢測

管道在強光下進行肉眼目測檢查，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、焊渣、切屑等。

④ 無黏結的鐵銹、氧化物、外部物質等。

⑤ 無油、脂、未經允許的黏合劑、密封劑等碳氫化合物或有機物。

3.3 PIG檢測

發一個新泡沫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，無紫藍熒光為脫脂合格。

4 管道內試壓水的處理

由于PIG清洗過程本身并不會產生新的廢液，施工中管線內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，且廢液pH值為中性[3]。施工過程中，需要鋪設臨時管道將的試壓水排放到業主指定的地點。

5 結語

綜上所述，石油化工管道應用PIG清洗技術有著其他清洗技術不可比擬的優勢，通過本項目對清洗流程、過程控制分析、質量措施及環境保護等技術的總結，希望對石油化工的建設發展做出貢獻。