石油化工管道PIG清洗技术研究与应用

王雄飞

（南京南化建设有限公司,江苏 南京 210044）

1 项目概述

该项目为800万吨炼化一体化项目，由于管道在制造、安装过程中产生焊渣、高温氧化物等污物，同时打压时致使管道内滞留沙土，试压水等杂质，为了确保航空煤油、对二甲苯、甲苯、柴油、异构化油、汽油的输送产品质量、安全生产、节能降耗、降低污染，因此从装置转移罐到东西码头、罐区间的转移线、装船线需采用PIG清洗的方法将管线内的杂物清除干净。通过对管道PIG清洗技术进行总结归纳，旨在为今后类型项目实施提供参考依据。

2 PIG清洗原理、方法步骤及过程控制分析

2.1 PIG清洗简介及原理

PIG技术是一种先进的管道清洗及维护保养技术，在管道清洗及维护保养方面具有其它如物理、机械及化学清洗技术所无法比拟的优势[1]。PIG清洗技术（设备）主要由四部分组成：PIG材料、发射器、接收器以及PIG跟踪装置。PIG材料绝大部分由特殊的聚氨酯材料制成，有一定的弹性和吸附性，同时还附带有一定的加固及刮削作用的配件，在压缩空气的推动下，PIG以一定的速度在管线内匀速前进，不断地对管线内壁进行磨擦、刮削，从而达到除去各种污垢的目的；同时PIG在运行过程中，介质通过PIG的表面与管线内壁表面形成高速环隙射流，在PIG材料的前端一定区域形成负压区域，对剥落下来的各种污垢体不断地进行搅拌，使垢体在介质中始终处于悬浮状态，并将其安全顺利地排出管线外[2]，从而达到并满足各种管线的工艺要求，为顺利投用和经济运行创造条件。

工作原理如图1所示。

图1 PIG清洗工作原理

2.2 PIG清洗前的检查确认工作

1）根据现场条件确定发射器及接收器的安装位置，旋转相应的发射器及接收器，其长度一般约为PIG材料长度的2.5倍。2）根据现场情况选择PIG材料。根据现场要求和PIG的用途，选用不同密度和不同材质的PIG，低密度和较软材质PIG主要是用来探测、干燥和检测，而较高密度和较硬材质PIG用来清扫清洗管线。3）本项目推动介质选用压缩空气，压力为：1.18MPa。4）对跟踪仪器进行现场模拟调试，并确定相应的跟踪位置，随机抽取所采购的电池装入信号发射机，并将发射机放入所要清洗的管线内，调节信号接收机的灵敏度，直至接收到准确、清晰的信号为止。固定灵敏度调节按钮，进行放电试验，最后选定能保证产生清晰信号为24h以上的电池，以备清洗所需。5）施工部署，针对本次工程PIG清洗管线施工的要求，建立了施工现场统一的组织领导机构及职能部门，明确了各部门之间的分工与协作关系。

PIG清洗项目人员包括项目部管理人员、后勤保障人员以及发球组、收球组、管线巡查、PIG追踪、现场记录、安全监护等现场施工人员。为按期完成本次PIG清洗管线施工任务，需提前计划主要的施工设备（如：化学清洗及PIG清洗使用的设备、仪器及材料表等机具材料）。

2.3 PIG清洗的方法步骤及过程控制分析

PIG清洗管线施工中每个分系统的施工程序基本相同，其施工程序为：安装PIG清洗临时发射器及接收器系统→系统吹扫及检漏→发射探测PIG→发射清扫→发射干燥PIG→发射检测PIG经验收合格后系统复位。

2.4 PIG清洗过程的运行与监控

在PIG清洗运行期间，现场巡查是必需的。应记录PIG速度，并报告给控制人员。如果压力上升的很快，意味着可能是管道堵塞。在这种情况下，操作者应跟踪PIG的位置并确定准确的堵塞位置。确认过堵塞位置后，慢慢提高压力，并推动PIG前行。如PIG还是不动，则关闭阀并打开PIG管线阀泄压。随着压力的减少，关闭所有的阀，处理堵塞点。

如果PIG运行正常，PIG接收者应检查PIG是否进入的接收器，并报告给控制人员，停止供气。检查PIG的损坏程度及清洗情况，然后报告项目管理人员以决定是否还要再一次进行PIG清洗。如需要重新进行PIG清洗，则重复进行第二次清洗；清洗操作完成后检查接收器中的泡沫PIG是否清洁，直到清洁，可结束清洗。关闭总气源，拆除临时短管、盲板或堵头、发射器及接收器等。

2.5 PIG清洗施工中可能出现的意外情况及解决方案

1） PIG清洗过程中可能出现的问题主要表现是PIG在管道内停止运动。判断依据主要有以下三点：

①大大超过预计时间PIG没有到达接收器；

②压力表指示没有起伏变化；

③接收器一端排污口平稳无变化；

④当出现以上三种情况时，原则上应停止PIG的运行，采取表1中的应急措施：

2）PIG停止运行的原因及对策：

①发射PIG时，对管道内积垢厚度的估算与实际发生较大出入，而PIG尺寸较小，不能憋压。可使用加压PIG将其推出。

表1 应急处理措施

②发射PIG时，对管道内积垢厚度的估算与实际发生较大出入，而PIG尺寸太大引起的堵塞。可在允许的压力范围内提高压差将其推出或使其破碎冲至接收器并从中取出。

3） 若判断发生PIG停止运动，首先应打开发射器检查PIG是否停留在发射器内，若没有则可考虑上述原因。注意：无论因为什么原因使PIG停止运动，都应找出原因，分析解决后再进行后续的工作。

4）意外抢修，由于被清洗管线管内具体情况不详，在清洗过程中有可能因管道内特殊情况而使PIG在管道中停止运动而发生堵塞现象，因此在清洗准备工作中应组织抢修队伍，由专业施工人员组成。

抢修人员、专用设备及机具应在施工前准备好，完全到位；清洗工作开始后，处于待命状态；一旦发生管线堵塞现象，可立即赶赴现场，在最短的时间内完成抢修任务，恢复管线。

PIG管线清洗的危险点源的分布基本同岗位分布图，主要危险点源为动力源设备。PIG管线清洗工程的各岗位风险主要集中在操作过程中遇到的危险，主要包括压力喷射、高空作业、野外作业等，详见风险识别部分内容。PIG管线清洗负责监控的人员应具有一定的实践经验和技能，电工、电气焊等岗位的人员需要取得岗位资格。

3 PIG质量要求

3.1 通球清洗（PIG清洗）检验方法

管道通球清洗完工后的检查和验收采用目视检测、通球检测结合的办法验收。

3.2 目视检测

管道在强光下进行肉眼目测检查，必须满足以下几点：

① 不潮湿。

② 无清洗剂和焊剂残留。

③ 无松散的铁锈、氧化物、外部物质、焊渣、切屑等。

④ 无黏结的铁锈、氧化物、外部物质等。

⑤ 无油、脂、未经允许的黏合剂、密封剂等碳氢化合物或有机物。

3.3 PIG检测

发一个新泡沫PIG，在接收端检查泡沫PIG的污染渗透厚度不大于6mm为合格。若有脱脂要求，可用黑光灯检测此PIG，无紫蓝荧光为脱脂合格。

4 管道内试压水的处理

由于PIG清洗过程本身并不会产生新的废液，施工中管线内排出的液体均全部来自于之前试压时积存的试压水，其主要含有焊渣、铁锈以及其它杂质，且废液pH值为中性[3]。施工过程中，需要铺设临时管道将的试压水排放到业主指定的地点。

5 结语

综上所述，石油化工管道应用PIG清洗技术有着其他清洗技术不可比拟的优势，通过本项目对清洗流程、过程控制分析、质量措施及环境保护等技术的总结，希望对石油化工的建设发展做出贡献。