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Process Pipeline Monitoring - Kontinuierliche Integrität

Die Anlagensicherheit ist für Betreiber und Sicherheitsingenieure nach wie vor von größter Bedeutung. Die Verhinderung von Korrosion / Erosion durch Live-Prozess-Pipeline-Überwachung bietet Asset- und Integritätsmanagern ein Echtzeit-Bild davon, wie ihre Anlage die hohen Anforderungen erfüllt, die von korrosiven Flüssigkeiten an sie gestellt werden. Diese Informationen helfen beim Risikomanagement und Auditing.

Von Kevin Clarke, Sales Director, PermaSense

Kevin Clarke, Verkaufsleiter, Permasense

Von Kevin Clarke, Sales Director, PermaSense

Anlage Integrität

Stahlrohrleitungen und Behälter sind immer in Gefahr von Korrosion oder Erosion. Es sei denn, überwacht das Risiko des Scheiterns, die sowohl ein Sicherheits-und Umweltrisiko, ganz abgesehen von den finanziellen Kosten der Betriebsunterbrechung, Reparaturen und der Reputationsschaden ist.

Als Öl-und Gasunternehmen produzieren und verarbeiten immer mehr korrosive und erosive Kohlenwasserstoffströmen und chemischen / petrochemischen Produzenten schieben Prozessbetriebs Umschläge, beispielsweise im Streben nach höherer Produktreinheiten, die Anforderungen an die Anlage Metallurgie stetig zu erhöhen.

Fest installierte Sensorsysteme liefern ein kontinuierliches Bild der Vermögensanlage über die Zeit, zu einem Preis vergleichbar mit der von einem einzigen manuellen Inspektion. Die Daten zur Integrität kann mit der Taste Prozesszustand Treiber, die verursacht werden können, Korrosion oder Erosion und mit Korrosionsschutz-Strategien wie Inhibitor Nutzung korreliert werden. Dies ermöglicht es dem Vermögensverwalter über die bloße wissen, ob Korrosion oder Erosion zu verstehen, warum und mit welcher Rate auftreten zu bewegen. Dieses Verständnis informiert bessere Qualität Entscheidungen; was zu einer verbesserten Rentabilität der Anlage, kostengünstige Verbesserung der Anlagen Integrität und daher auch Sicherheit.

Die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Überwachung der Prozess-Pipeline

Es gibt verschiedene etablierte Techniken für die regelmäßige Bewertung von Rohr-und Gefäßintegrität. Die Fahrer der Korrosion und Erosion - Prozessbedingungen, roh Bestandteile und abrasive Feststoffe - und die Inhibitoren auf die Korrosionsraten in Schach zu halten sind den meisten Betreibern.

Regelmäßige Kontrollen jedoch nicht, liefern kontinuierliche Rohrleitungen Zustandsdaten, die entweder mit Korrosions Treiber oder Inhibitor Nutzung korreliert können, um das Verständnis der Auswirkungen von Prozessentscheidungen und der Einsatz von Inhibitoren auf die Anlage Integrität zu ermöglichen. Manuelle Übernahme von Ultraschall-Wanddickendaten wird auch häufig mit Einschränkungen Wiederholbarkeit und Datenaufzeichnungsfehler verbunden.

Echtzeit-Sensordaten von Anlagen zeigt, dass, wo Korrosion stattfindet, ist es oft intermittierende anstatt kontinuierlich. In solchen Fällen ist es besonders wertvoll, um Dickendaten über die Zeit mit den Tastenbetätigungs oder Ausgangsmaterial Qualitätsparameter zu korrelieren. Darüber hinaus können die Daten deutlich, welche Vorsorge-oder Vermeidungsstrategien sind am effektivsten.

Optimierung der Prävention und Abwehrstrategien

Direkte, präzise und ausreichend häufige Messung der Rohrdicke, um Trends genau zu identifizieren, ist praktisch nicht möglich mit manueller Prüfmethoden, wenn sie mit den Herausforderungen der Zugänglichkeit, und die Vermeidung von Sicherheitsrisiken für Personal aus hohen Temperaturen und schwer zugängliche Stellen.

Fest installierte Sensorsysteme, auf der anderen Seite, liefern kontinuierliche Daten von hoher Qualität. Auf Leitungen / Schiffe, die bis zu 600 ° C (1100 ° F)-Sensoren sind als eigensicher für den Einsatz in der gefährlichsten Umgebungen zertifiziert und im Betrieb über eine Reihe von Jahren in der Raffinerie-und Petrochemie-Umgebungen bewährt, auch installiert als Onshore-und Offshore Upstream-Einrichtungen.

Die folgende Abbildung zeigt den Bereich der Treiber, die motivierend sind Anlagenbetreiber fest installiert Korrosionsüberwachungssysteme investieren.

Treiber motivierend Anlagenbetreiber

Abbildung 1. Treiber motivieren Anlagenbetreiber

Typischerweise werden Investitionen in der Sensortechnik von Sicherheits-und Betriebsrisikominderung Faktoren gerechtfertigt - Sicherstellung Anlage Integrität, die Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit, Erreichbarkeit der Messpunkte von einem Inspektor Gesichtspunkt der Sicherheit, oder die Änderung der Rolle der begrenzten Ressourcen (wie qualifizierte Inspektoren) aus machen Messungen im Feld, um die Analyse der Ursachen und Minderung von Korrosionsfragen.

Doch einmal installiert, diese Systeme hervorheben, wo Korrosion stattfindet und ob es intermittierend oder kontinuierlich ist. Diese Informationen sind besonders wertvoll erweist sich bei der Information der Produktionsplanung und-Operationen Entscheidungsprozesse, um die Anlage zu einer verbesserten Profitabilität zu fahren, durch die Verarbeitung von Ausgangsmaterialien mit einer ätzenden oder erosive Tendenz oder den Betrieb der Anlage stärker.

Systemdesign

Herzstück dieser fest installierten Systeme ist ein auf Edelstahlwellenleitern montierter Ultraschallsensor. Die Wellenleiter isolieren die Sensorelektronik von extremen Temperaturen und leiten die Ultraschallsignale ohne übermäßige Signalverschlechterung und Verzerrung zur Rohrwand und zurück.

Die Sensoren können Rohrwanddicken über 3 mm (1 / 8 in) in einer Vielzahl von Stählen und anderen Legierungen überwachen. Die häufige Messung der Korrosion ermöglicht eine Metallverlustdetektion auf der Ebene von 10 von Mikron.

In der Kurzstrecken-Konfiguration ist jeder Sensor mit einem Radio ausgestattet und kommuniziert mit anderen Sensoren und einem Gateway (Basisstation) in einem 50m (55yd)-Bereich. Die Sensoren bilden eine unabhängige Netz-oder WLAN-Netzwerk und jeder Sensor Radio kann als Relais oder Repeater fungieren, so dass das Netzwerk, um Hunderte von Metern vom Gateway zu überspannen.

Ultraschallsensor auf Edelstahlwellenleitern montiert

Ultraschallsensor auf Edelstahlwellenleitern montiert

In der Fernbereichskonfiguration werden die gleichen Ultraschall-Wanddickenmesssensoren verwendet wie für das Nahbereichssystem, aber die Sensoren sind mit einem Range-Extender verkabelt, der eine Antenne enthält. Dadurch kann der Extender direkt mit einem Gateway bis zu 25-Meilen (40km) kommunizieren. Auf diese Weise können Daten auch von den entferntesten Überwachungsstandorten abgerufen werden, wodurch die Systeme so konfiguriert werden können, dass sie die Anforderungen von vorgelagerten Einrichtungen und oberirdischen Pipelines erfüllen.

In beiden Konfigurationen ist über das Gateway an einer Datenbank auf einem angeschlossenen Computer die Daten fließen. Wenn, wie üblich, ist dieser Computer vernetzt, Browser-basierte Visualisierungssoftware ermöglicht die Korrosion / Prüfingenieur, um die Daten an ihrem Schreibtisch zu sehen, die überall in der Welt sein könnte.

Verbesserter Einblick in die Auswirkungen der Rohstoff Entscheidungen

Dauerkorrosionsüberwachung verwendet wird, um weitere strategische Entscheidungsfindung Prozesse wie Rohstoffauswahl und Diversifizierung. Ein Refiner durchgeführt einen Monat Probe eines rohen, die es zuvor nicht verarbeitet hatte, um ein besseres Verständnis der potenziellen Auswirkungen Integrität zu gewinnen. Das Rohprodukt wurde bei 20-25% der Gesamt Schiefer während der Testperiode verarbeitet. Die auf dem Kerosin Abzugs aus dem Roh-Turm installierten Sensoren zeigten einen deutlichen Anstieg der Korrosionsrate (unten) - eine wertvolle Erkenntnis, die durch den Bediener verwendet wird, um operative Leitlinien und Inhibitor Strategie für die künftige Verarbeitung des rohen laufend entwickeln Basis.

Sensor Data

Abbildung 3. Sensordaten

Verarbeitung von hohen Säure "Chance" Rohöle ist ein Schlüsselergebnisverbesserung Strategie für viele Raffinerien in der westlichen Hemisphäre. Während Naphthensäurekorrosion neigt, ziemlich lokalisiert ist PermaSense sehen Refiner Bereitstellen Anordnungen von Sensoren, so dass eine Reihe von Punktmessungen zu markieren, wo eine signifikante Erhöhung der Korrosionsaktivität beobachtet wird. Dieser Ansatz ermöglicht auch ein Verständnis der Wirksamkeit des Inhibitors chemische Injektionen in die "gefährdet" Standorten.

Auf einer Offshore-Gasverarbeitungsplattform, haben Sensoren in Arrays um die Gassteigleitungen eingesetzt, um Sanderosion zu erkennen (wie auf dem Foto unten).

PermaSense Sensoren Arrays eingesetzt

Abbildung 4. Permasense-Sensoren in Arrays eingesetzt

Die Reaktionsfähigkeit des PermaSense Sensortechnik, um Änderungen in der Wanddicke durch Sand Durchbruch getrieben hat dem Betreiber ermöglicht, die Gasproduktion durch 10% mit Vertrauen zu erhöhen, in dem Wissen, dass die Ausrüstung Integrität wurde eng in Echtzeit überwacht. In extremen Umgebungen wie Offshore-Öl-und Gasförderanlagen, wird die Anwendung von fortschrittlichen Sensortechnologie eingesetzt, um systematisch zu begrenzen die Höhe der Inspektor Zeit auf der Plattform erforderlich ist, um die Kosten der Übertragung von Personal vom Ufer aus mit dem Hubschrauber zu reduzieren und die Flexibilität innerhalb hinzufügen Beschränkungen für die Gesamtzahl der Mitarbeiter Offshore zu einem beliebigen Zeitpunkt.

Zusammenfassung

Die Installation von fest installierten Sensoren vermeidet die Kosten von Wiederholungsmessungen (z. B. weil für den Zugang ein Gerüst gebaut werden muss), und es gibt kein Personal, das an Orten mit hohem Risiko oder ungünstigen Umgebungsbedingungen exponiert ist. Betreiber, die permanent installierte Systeme zur kontinuierlichen Korrosionsüberwachung einsetzen, profitieren jedoch von einem genaueren und schnelleren Verständnis der in ihrer Anlage auftretenden Korrosions- und Erosionsraten.

Die Daten aus solchen Systemen werden häufig im Rahmen von Sicherheits- oder operationellen Risikomanagementprogrammen installiert, bieten Anlagenbetreibern jedoch wertvolle Einblicke in die Auswirkungen von sich ändernden Vorgängen auf Korrosions- / Erosionsraten und unterstützen wirksamere risikobasierte Entscheidungsfindung bei Themen wie Reduzierung der Rohstoffkosten, chemische Inhibierungsstrategie, Abschaltzeit und Auswahl der Metallurgie für Anlagenmodernisierungen. Fest installierte Systeme verbessern außerdem die Inspektionsstrategien an Orten, an denen der Zugang teuer, gefährlich oder physisch eingeschränkt ist, während die Verfügbarkeit der drahtlosen Übertragung von Daten die Zeit für die Installation solcher Geräte in diesen schwierigen Umgebungen erheblich reduziert.

Prozessindustrie Informer

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