تجميد الأنابيب - FourQuest Energy

كخدمة، تم طرح تجميد الأنابيب بالنيتروجين للعزل في السوق بانتظام منذ سبعينيات القرن الماضي، ولكن تم تسجيل أول براءات الاختراع في هذا المجال في أربعينيات القرن الماضي. وتتمثل الأغراض الرئيسية لـ "سدادة التجميد" في إنشاء عوازل في التطبيقات التالية:

1

عزل فردي للتطبيقات منخفضة المخاطر مثل إصلاح وصيانة الصمامات

2

عزل ثانوي حيث يلزم قطع خط ولا يوجد سوى عزل واحد

3

عزل جزء من خط الأنابيب (سواء فوق الأرض أو تحتها أو تحت سطح البحر)

مبدأ تجميد الأنابيب بشكل عام

النظرية الأساسية وراء "سدادة التجميد" هي تبريد الجدار الخارجي للأنبوب إلى درجة أن محتوياته (عادةً الماء) تشكل سدادة داخل الأنبوب، تلتصق بالجدار وتخلق عزلًا صلبًا. وقد أجريت اختبارات على سدادات تتحمل أكثر من 8000 رطل لكل بوصة مربعة. ولتحقيق التجميد، يتم وضع "غلاف" (مبادل حراري مبرد) حول الأنبوب، ويتم تدوير سائل، عادةً ما يكون نيتروجين سائل، داخله. كانت الأغلفة السابقة عبارة عن فراغ مغلق حيث يتلامس النيتروجين السائل مباشرة مع الأنبوب؛ أما الأغلفة الحديثة فهي تعمل بشكل أكبر على مبدأ التبادل الحراري، حيث يدور النيتروجين السائل عبر عروق في الغلاف. يبلغ طول الغلاف عادةً ضعف قطر الأنبوب ويبلغ سمكه حوالي بوصة واحدة.

قوة المعدن عند درجة حرارة منخفضة

في درجات الحرارة المنخفضة، تزداد مرونة المواد. بشكل عام، تزداد قوة الشد وقوة الخضوع مع انخفاض درجة الحرارة. لذلك، لا يوجد خطر إضافي على الأنابيب التي يتم سحبها أو ثنيها ببطء في درجات الحرارة المنخفضة. ولكن بسبب زيادة الهشاشة في درجات الحرارة المنخفضة، يجب تجنب أي تأثير على الأنابيب.

نظرًا لأن معظم أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ مصممة لتتحمل الظروف المبردة، فإن التعرض لدرجات حرارة منخفضة أثناء التجميد لن يشكل أي خطر على خصائصها المعدنية.

سدادات هلامية

في كثير من الحالات، يلزم إجراء عمليات عزل لا يوجد فيها وسط داخلي للتجميد. وأكثر التطبيقات شيوعًا لهذه العملية هي:

  1. التعديلات أو الإضافات على رؤوس الحرق، حيث يكون الهدف هو الحفاظ على تشغيل المصنع وبالتالي نظام الحرق بكامل طاقته
  2. أي خط غاز يتطلب عزلًا مؤقتًا لإتاحة إصلاح صمام موجود
  3. وصلات جديدة على خطوط الغاز أو البخار
  4. كتل مؤقتة للاختبار الهيدروليكي

منهجية سدادة الجل المتجمد

تعد أنظمة المياه الهلامية المتشابكة مثالية كوسيط يسمح بإنشاء سدادة ثنائية مستقرة ومانعة للتجمد. تستخدم هذه الأنظمة هلامًا مائيًا عالي اللزوجة، والذي يمكنه، بفضل طبيعته المتماسكة، إزاحة الزيت أو ملء الفراغ في خط الغاز. الهلام نفسه هو منتج قابل للتحلل البيولوجي مقتبس من صناعة الأغذية ولا يتطلب أي معالجة خاصة للحقن أو التخلص منه. نظرًا للزوجة العالية للغاية للجيل، فإنه لا يتصرف مثل السائل التقليدي وينتشر عبر قاع الأنبوب، بل يشكل كومة. بعد الحقن الأول، سيبقى السائل الهلامي ككومة مرتفعة، ومن المحتمل أن يملأ ما يصل إلى 45-65٪ من مساحة المقطع العرضي للأنبوب أسفل نقطة الحقن. سيتم ملء الفراغ المتبقي بالجيل خلال عمليات الحقن اللاحقة.

يتم اختيار موقع سدادة التجميد بعناية لضمان خلو مواقع سترة التجميد من اللحامات أو أي نوع من التلف أو الضغط على الأنابيب. يجب أن يحتوي الموقع المختار أيضًا على وصلة أو صمام بين مواقع السترة المقصودة للسماح بحقن الجل، واختبار ضغط السدادات، ومراقبة الضغط المستمرة أثناء العملية. بمجرد فحص الأنابيب وتنظيفها، يتم تثبيت سترات التجميد على جانبي نقطة الحقن وتوصيلها بمصدر النيتروجين بواسطة خرطوم تبريد.

يمكن إتمام عملية تجميد الأنابيب على معظم مواد الأنابيب الشائعة، مثل:

  • الفولاذ المقاوم للصدأ
  • الفولاذ الكربوني
  • الحديد الزهر والحديد المطاوع
  • الألومنيوم
  • أنابيب مطلية ومبطنة
  • النحاس
  • الرصاص
  • التيتانيوم

تشمل المواقع التي قد تتطلب خدمات تجميد الأنابيب، على سبيل المثال لا الحصر، ما يلي:

  • مصافي التكرير
  • المصانع الكيميائية والبتروكيماوية
  • محطات توليد الطاقة
  • مصانع الورق
  • مرافق معالجة المياه والصرف الصحي
  • أنظمة الحماية من الحرائق
  • مرافق الإنتاج الصناعي والتجاري
  • مباني المكاتب