Jagging

Una de las principales ventajas de los oleoductos multiproducto con sistemas de limpieza mediante raspadores es el potencial de ahorro de producto. Al final de cada transferencia, es posible separar los siguientes productos utilizando una esfera de raspado. Alternativamente, se puede limpiar todo el contenido de la tubería con el raspador, ya sea hacia el punto de recepción o hacia el tanque de origen. No se requiere un lavado exhaustivo de la tubería.

Sin necesidad de purgar las tuberías, la limpieza con raspadores ofrece la ventaja adicional de un cambio de producto mucho más rápido y fiable. El muestreo del producto en el punto de recepción es más rápido con los raspadores, ya que la interfaz entre productos es muy clara; el método anterior de comprobaciones a intervalos para determinar si el producto cumple con las especificaciones lleva mucho más tiempo.

El sistema de limpieza de tuberías también puede ser operado completamente por un controlador lógico programable (PLC).

El sistema de limpieza por raspado (pigging) desempeña un papel fundamental en la reducción del impacto ambiental de las operaciones por lotes. Tradicionalmente, la única forma de garantizar la eliminación completa de un producto de una línea era lavarla con un agente de limpieza, como agua o un disolvente, o incluso con el siguiente producto. Posteriormente, el agente de limpieza debía someterse a un tratamiento de efluentes o a la recuperación del disolvente. Si se utilizaba un producto para limpiar la línea, era necesario desechar la parte contaminada. Todos estos problemas se pueden eliminar gracias a la interfaz de alta precisión que ofrecen los modernos sistemas de limpieza por raspado.

Los sistemas de limpieza de tuberías con raspadores (pigging) están diseñados para que el raspador se cargue en el lanzador, el cual se presuriza para lanzarlo a la tubería a través de una línea de empuje. En algunos casos, el raspador se retira de la tubería a través del receptor al final de cada recorrido. ^{[ 10 ]} Todos los sistemas deben permitir la recepción de raspadores en el lanzador, ya que las obstrucciones en la tubería pueden requerir que los raspadores sean empujados de vuelta al lanzador. Muchos sistemas están diseñados para limpiar la tubería con raspadores en ambas direcciones.

El pig se empuja con gas o líquido; si se empuja con gas, algunos sistemas ^{[ 11 ]} se pueden adaptar en la entrada de gas para asegurar una velocidad constante del pig, independientemente de la presión del flujo. Los pigs deben retirarse, ya que muchos se alquilan, se desgastan y deben reemplazarse, y los pigs de limpieza (y otros) empujan contaminantes de la tubería, como cera, objetos extraños, hidratos, etc., que deben eliminarse de la tubería. Existen riesgos inherentes al abrir el barril a la presión atmosférica, por lo que se debe tener cuidado de asegurar que el barril esté despresurizado antes de abrirlo. Si el barril no está completamente despresurizado, el pig puede salir disparado del barril y los operadores han sufrido lesiones graves al estar parados frente a una puerta de pig abierta. Una vez, un pig salió disparado accidentalmente del extremo de una tubería sin un receptor de pig adecuado y atravesó la pared de una casa a 150 metros (500 pies) de distancia. ^{[ 12 ]} Cuando el producto es ácido, el barril debe evacuarse a un sistema de antorcha donde se quema el gas ácido . Los operadores deben usar un equipo de respiración autónomo cuando trabajen en sistemas que contengan gas ácido. 

Algunos sistemas de limpieza de tuberías utilizan un "pig cautivo", y la tubería solo se abre ocasionalmente para comprobar su estado. ^{[ 13 ]} En todos los demás casos, el pig se desplaza a lo largo de la tubería al final de cada transferencia, y la tubería nunca se abre durante el proceso. Estos sistemas no son comunes.

Véase el diagrama de la derecha que representa un lanzador de pig. En funcionamiento normal, las válvulas V2 y V4 estarán abiertas, mientras que las demás válvulas y la puerta estarán cerradas y bloqueadas. ^{[ 14 ]}

Lanzar un cerdo

• Asegúrese de que el lanzador de raspadores esté drenado y ventilado. Desbloquee y abra, luego cierre y vuelva a bloquear las válvulas de ventilación y drenaje.
• Desbloquea y abre la puerta, carga el cerdo en el lanzador, cierra y bloquea la puerta.
• Desbloquea y abre las válvulas V1 y V3 para crear un conducto de flujo a través del lanzador.
• Cierra parcialmente la válvula 'kicker' V2 para lanzar el cerdo.
• La alarma de lanzamiento XA indicará cuándo se ha lanzado el dispositivo.
• Abra completamente la válvula V2.
• Cierre y bloquee las válvulas V1 y V3.
• Desbloquee y abra las válvulas de ventilación y drenaje. Permita que el lanzador se despresurice y drene.
• Cierre y bloquee las válvulas de ventilación y drenaje.
• El lanzador de cerdos queda entonces listo para el lanzamiento del siguiente cerdo.

Vea el diagrama de la derecha que representa un receptor de cerdos.

Para recibir un cerdo

• Desbloquee y abra las válvulas V1 y V3 para crear un conducto de flujo a través del receptor del raspador.
• Cierre parcialmente la válvula de "empuje" V2 para inducir el flujo a través del receptor.
• La alarma de recepción XA indicará cuándo se ha recibido el dispositivo de rastreo.
• Abra completamente la válvula V2.
• Cierre y bloquee las válvulas V1 y V3.
• Desbloquee y abra las válvulas de ventilación y drenaje para vaciar el depósito.
• Cierre y bloquee las válvulas de ventilación y drenaje.
• Desbloquea y abre la puerta, retira el cerdo del receptor, cierra y bloquea la puerta.
• El receptor de cerdos está entonces listo para recibir al siguiente cerdo.

La instalación de limpieza de tuberías que se muestra (a la derecha) se conoce como Instalación en Superficie (AGI, por sus siglas en inglés). Forma parte del Sistema Nacional de Transmisión de gas natural del Reino Unido. Muestra dos lanzadores/receptores de tuberías al final de dos gasoductos de 610 milímetros (24 pulgadas) de diámetro que transportan gas bajo el río Támesis, entre East Tilbury en Essex y Shorne en Kent. Si un gasoducto resultara dañado, por ejemplo, por el ancla de un barco, esa línea puede aislarse y el segundo gasoducto permite que el gas fluya a través del río. ^{[ 15 ]} 

Un "pig" es una herramienta que se introduce en una tubería y se impulsa mediante la presión del flujo del producto en la propia tubería. Existen cuatro usos principales para los pigs:

1. Separación física entre los diferentes fluidos que fluyen a través de la tubería.
2. Limpieza interna de tuberías
3. Inspección del estado de las paredes de las tuberías (también conocida como herramienta de inspección en línea o ILI).
4. Captura y registro de información geométrica relacionada con las tuberías (por ejemplo, tamaño, posición).

Uno de los más comunes y versátiles es el pig de espuma, que se corta o vierte de espuma de poliuretano de celda abierta con forma de bala y se introduce en las tuberías por diversas razones, como comprobar el diámetro interior, limpiar, desaguar o secar la línea. Existen varios tipos de pigs para la limpieza en diversas densidades, desde 32 hasta 160 kilogramos por metro cúbico (2 a 10 lb/pie³ ) de espuma, y ​​en aplicaciones especiales hasta 320 kg/m³ ⁽ 20 lb/pie³ ) . Algunos tienen pernos de tungsteno o malla de alambre abrasiva en el exterior para eliminar el óxido , la incrustación o los depósitos de parafina del interior de la tubería. Otros tipos están recubiertos total o parcialmente de uretano, o bien existen pigs de espuma de poliuretano sin recubrimiento con un recubrimiento de uretano solo en la parte posterior para sellar y facilitar su introducción. También existen pigs de uretano totalmente moldeados que se utilizan para la eliminación de líquidos o para la dosificación de varios productos diferentes en una misma línea.     

Los dispositivos de inspección en línea utilizan diversos métodos para inspeccionar una tubería. Un dispositivo de calibración utiliza una (o más) placas metálicas redondas con muescas como calibres. Las muescas permiten que diferentes partes de la placa se doblen al encontrar una restricción en el diámetro interior. Existen sistemas más complejos para inspeccionar diversos aspectos de la tubería.

Los dispositivos de inspección inteligentes se utilizan para inspeccionar las tuberías mediante sensores y registrar los datos para su posterior análisis. Estos dispositivos emplean tecnologías como la fuga de flujo magnético (MFL) y el ultrasonido para inspeccionar las tuberías. También pueden utilizar calibradores para medir la geometría interna de la tubería.

En 1961, Shell Development puso en marcha el primer dispositivo de inspección inteligente. Este demostró que un instrumento electrónico autónomo podía recorrer una tubería mientras medía y registraba el espesor de la pared. El instrumento utilizaba campos electromagnéticos para detectar la integridad de la pared. En 1964, Tuboscope puso en marcha el primer instrumento comercial. Este utilizaba tecnología MFL para inspeccionar la parte inferior de la tubería. El sistema empleaba una caja negra similar a las que se usan en los aviones para registrar la información; básicamente, era una grabadora de cinta analógica altamente personalizada. Hasta hace poco, la grabación en cinta (aunque digital) seguía siendo el medio de grabación preferido. A medida que mejoró la capacidad y la fiabilidad de la memoria de estado sólido , la mayoría de los medios de grabación dejaron de usar cinta para adoptar el estado sólido.

Las sondas de sensores capacitivos se utilizan para detectar defectos en tuberías de gas de polietileno. Estas sondas se fijan al pig antes de que se introduzca en la tubería de polietileno para detectar cualquier defecto en la pared exterior de la tubería. Esto se realiza mediante un sensor capacitivo de triple placa en el que las ondas electrostáticas se propagan hacia afuera a través de la pared de la tubería. Cualquier cambio en el material dieléctrico produce un cambio en la capacitancia. ^{[ 18 ]} Las pruebas fueron realizadas por el laboratorio de investigación NETL del Departamento de Energía en las instalaciones de simulación de tuberías (PSF) de Battelle West Jefferson, cerca de Columbus, Ohio. ^{[ 19 ]}

Los modernos o "cerdos inteligentes" son instrumentos altamente sofisticados que incorporan componentes electrónicos y sensores para recopilar diversos tipos de datos durante su recorrido por el oleoducto. Su tecnología y complejidad varían según el uso previsto y el fabricante.

Los componentes electrónicos están sellados para evitar fugas del producto transportado por la tubería, ya que este puede ser desde altamente básico hasta altamente ácido, y estar sometido a presiones y temperaturas extremadamente altas. Muchos dispositivos de limpieza de tuberías utilizan materiales específicos según el producto transportado. La alimentación de los componentes electrónicos suele provenir de baterías integradas, también selladas. La grabación de datos puede realizarse mediante diversos métodos, como cinta analógica, cinta digital o memoria de estado sólido en las unidades más modernas.

La tecnología empleada varía según el servicio requerido y el diseño del pig; cada proveedor de servicios de pig puede contar con tecnologías únicas y patentadas para realizar el servicio. La corrosión y el picado superficial, así como las grietas y los defectos de soldadura en tuberías de acero/ferrosas, se detectan a menudo mediante pigs de fuga de flujo magnético (MFL). Otros pigs "inteligentes" utilizan transductores acústicos electromagnéticos para detectar defectos en las tuberías. ^{[ 20 ]} Los pigs de calibre pueden medir la redondez de la tubería para determinar áreas de aplastamiento u otras deformaciones. Algunos pigs inteligentes utilizan una combinación de tecnologías, como proporcionar funciones de MFL y calibre en una sola herramienta. Se han reportado ensayos de pigs que utilizan tecnología de resonancia acústica . ^{[ 21 ]}

Durante el recorrido del pig, este no puede comunicarse directamente con el exterior debido a la distancia subterránea o subacuática y/o a los materiales de la tubería. Por ejemplo, las tuberías de acero impiden cualquier comunicación por radio significativa fuera de la tubería. Por lo tanto, es necesario que el pig utilice medios internos para registrar su propio movimiento durante el recorrido. Esto se puede lograr mediante odómetros , sensores de inclinación con giroscopio y otras tecnologías. ^{[ 22 ]} El pig registra estos datos de posición para que la distancia recorrida, incluyendo las curvas, pueda interpretarse posteriormente para determinar la trayectoria exacta seguida.