Pigs_Instrumentados

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PIGS INSTRUMENTADOS
O QUE SÃO PIGS INSTRUMENTADOS?
SÃO PIGS QUE REALIZAM MEDIDAS AO LONGO DO PERCURSO DO
DUTO, REGISTRANDO AS INFORMAÇÕES.
ESTAS INFORMAÇÕES NORMALMENTE SÃO UTILIZADAS PARA
AVALIAR A INTEGRIDADE DO DUTO.
Novembro/2009 – Claudio S. Camerini
PIGS INSTRUMENTADOS
HISTÓRIA
* 1964 - PRIMEIRO USO COMERCIAL DE UM PIG - MFL - TUBOSCOPE
* 1966 - PRIMEIRA INSPEÇÃO EM TODA A CIRCUNFERÊNCIA
* 1971 - OUTRAS COMPANHIAS APARECEM NO MERCADO - VETCO
* 1978 - PRIMEIRA FERRAMENTA DE ALTA RESOLUÇÃO - BG
* 1986 - PRIMEIRO PIG DE ULTRA-SOM - PIPETRONIX
* 1992 - PRIMEIROS PIGS PARA DETECÇÃO DE TRINCAS
PRINCIPAIS FERRAMENTAS
>> GEOMÉTRICOS
>> INERCIAL
>> MAGNÉTICO PARA DETECÇÃO DE CORROSÃO
# GIP MAGNÉTICO
>> ULTRASSOM PARA DETECÇÃO DE CORROSÃO
# SCANNER DE ULTRASSOM
>> PIG PALITO – PERFILAGEM DA CORROSÃO INTERNA
>> DETECTOR DE TRINCAS (ULTRASSOM OU MAGNÉTICO)
>> DETECTOR DE VAZAMENTOS
>> INSPEÇÃO DE RISERS - AURI
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APRESENTAÇÃO DAS FERRAMENTAS:
# DESCRIÇÃO DO MÉTODO DE MEDIÇÃO
# APLICAÇÕES
# VANTAGENS E LIMITAÇÕES
PARA VIABILIZAR A INSPEÇÃO COM PIGS, OS 
DUTOS DEVEM POSSUIR ALGUMAS 
CARACTERÍSTICAS DE PROJETO:
# LANÇADOR E RECEBER DE PIGS;
# CURVAS DE RAIO LONGO;
# NÃO TER OBSTÁCULOS GEOMÉTRICOS
# ESTAR LIMPO;
PIGS DE LIMPEZA
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PIGS DE GEOMETRIA
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PIGS GEOMÉTRICOS INSTRUMENTADOS
>> AMASSAMENTOS
>> OVALIZAÇÕES
>> RESTRIÇÕES DE DIÂMETROS
>> ABERTURA DE VÁLVULAS
>> CURVAS
>> MUDANÇAS DE DIÂMETRO
>>
>> DUTOS NOVOS
>> DUTOS EM ENCOSTAS
>> DUTOS A SEREM INSPECIONADOS
QUANTO À CORROSÃO
FUNCIONAMENTO DO PIG GEOMÉTRICO
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Especificação básica de um pig geométrico de 14”
>>Comprimento do pig ~ 1 metro; Possui dois odômetros;
PIG INSTRUMENTADOS DE 
MEDIÇÃO DE CORROSÃO
PERDA DE MASSA
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PIG MAGNÉTICO – MFL
>>PIG INSTRUMENTADO MAIS TRADICIONAL
>>IDENTIFICA PERDA DE ESPESSURA NO DUTO
>> ESPECIALMENTE APLICADO EM DUTOS
COM PROBLEMAS DE CORROSÃO
MÉTODO MAGNÉTICO – Magnetic Fluxleakage – MFL (campo de fuga)
Direção do fluxo magnético
Direção do fluxo magnético
Campo de fuga
Defeito de corrosão
Ao se aplicar um campo 
magnético em uma chapa sem
defeito, o campo magnético fica
constante.
Na presença de defeitos de corrosão, ocorre uma perturbação local 
do campo magnético, conhecido como campo de fuga .
•Para quantificar os campos de fuga, são utilizados sensores Hall;
•Estes sensores geram um voltagem proporcional ao valor do campo aplicado;
•AS voltagem gerada pode ser positiva ou negativa, em função da polaridade do 
campo magnético;
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Deslocamento do sensor Hall ao longo 
de uma chapa contendo um defeito 
magnetizado que gera um campo de 
fuga. 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 2 3 4 5
Posição de leitura do sensor
V
al
or
es
 d
e 
C
am
po
 
M
ag
né
tic
o
Gráfico Deslocamento X Campo 
Magnético em Gauss, gerado pelo 
sensor Hall 
Registro de um pig MFL, com 
sensores HALL principais.
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IMPORTANTE PARA O DIMENSIONAMENTO 
PRECISO DOS DEFEITOS DETECTADOS
SENSOR DISCRIMINADOR
PIG MAGNÉTICO - MFL
PRINCIPAIS COMPONENTES
PIG MFL – Principais componentes: a-módulo de 
baterias; b) juntas universais; c) módulo eletrônico; d) 
módulo sensor; e) módulo discriminador; f) odômetros;
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PIG MAGNÉTICO - MFL
TIPO DE SENSORES:
BOBINAS
SENSORES HALL
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PIGS MFL
A MEDIDA NÃO É DIRETA, SENDO 
DEPENDENTE DOS SEGUINTES FATORES:
>> DA PRONFUNDIDADE DO DEFEITO;
>> DA FORMA:
>> DA PROXIMIDADE COM OUTROS DEFEITOS;
>> DA TENSÃO NO TUBO;
>> DO NÍVEL DE MAGNETIZAÇÃO (ESPESSURA);
>> DA VELOCIDADE;
>> SE O DEFEITO É INTERNO E/OU EXTERNO;
>> DO TIPO DE ANÁLISE DO SINAL;
Especificações 
básicas de um pig
MFL
PIG MFL:
�É uma ferramenta robusta e muito tradicional;
�Detecta defeitos internos e externos;
�É independente do fluido – líquido ou gás;
# Perde sensibilidade com espessuras grandes – acima de 
20 mm;
# Tem dificuldades em quantificar a corrosão interna 
alinhada;
# É muito dependente da tecnologia utilizada na análise dos 
dados;
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PIG DE ULTRA-SOM
PARA MEDIÇÃO DE ESPESSURA
PRINCÍPIO DE MEDIÇÃO :
BOA CONFIABILIDADE PARA CORROSÃO INTERNA
energia sônica fica preservada no líquido
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> menor confiabilidade para corrosão externa
> a energia sônica é fortemente dissipada na interface líquido/aço
> superfícies de corrosão não refletem bem o ultra-som
PIG ULTRASSÔNICO
>> número de medidas por segundo é constante:
exemplo: 300Hz - 300 medidas por segundo por sensor;
1,2 m/s = uma medida a cada 4 mm;
0,3 m/s = uma media a cada mm;
PIG PIG
1,2 m/S 0,3 m/s
Um suporte mecânico estabelece a medida de referênc ia à superfície interna.
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Especificação básica 
de um pig de 
ultrassom de 24”
PIGS DE ULTRASSOM:
�Medida direta e com alta precisão;
�Dimensionam bem a corrosão interna e externa;
# Não são aplicáveis a gasodutos;
# Necessitam melhor limpeza do duto;
Vídeo - RVIT
PIG DE PERFILAGEM – PIG PALITO
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TÓPICOS
• Pig palito – o projeto
• Fatos, vantagens e limitações
• Últimos desenvolvimentos
• Próximos passos
PROJETO PIG PALITO
• Início do projeto – 2004 
• PETROBRAS e PUC-RIO/CPTI
• O que é – uma nova idéia de um pig 
geométrico de alta resolução e 
precisão.
• Objetivo principal – Detectar e 
dimensionar a corrosão interna, em
dutos com dificuldades de pigagem.
PIG PALITO – MÉTODO DE 
MEDIÇÃO
• Como mede:
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PIG PALITO
Calibração dos sensores
• Sensores possuem calibração
individual
– Degraus milimétricos
– Criada uma função voltagem versus 
milímetro
• Resposta do pig palito
• >>Distância da superfície interna até
a linha central da ferramenta. 
• >>Medida absoluta.
• >>Corrosão interna
MOTIVAÇÃO
• # Corrosão interna difícil de ser quantificada:
• Limitações do MFL e do ultrassom;
• # Corrosão interna é o principal problema em dutos 
submarinos;
• # Dutos multisize
• Riser com diâmetro menor que o trecho flow;
• # Obstáculos sem possibilidades de reparos;
• # Muitos acessórios – manifolds; plets; “Y” etc;
• # Ferramenta leve, com poucas chances de ficar pres a no 
duto.
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MOTIVAÇÃO
• # Corrosão externa:
• >>Controlada externamente por ROVs e 
proteção catódica;
FERRAMENTAS PIG PALITO
• Diâmetros – 8; 10; 12; 16; 20; 22; 24; 42.
• Precisão na profundidade - +/- 0,2 mm
• Precisão na largura:+/- 7 mm
• Precisão no comprimento: +/- 2 mm (1m/s)
• Range de velocidades:
– Até 2 m/s com boa qualidade;
– Até 4 m/s com qualidade média; 
• Raio de curvatura: 1,5D
• Outras especificações – semelhantes aos pigs do 
mercado.
Vantagens
• Comparado com pig MFL
– Medição direta dos defeitos
– Sem limitação em relação à espessura máxima
– Mede bem a corrosão “ caminho de rato”
• Comparado com pig de ultrassom
– Não necessita de acoplamento>>importante em
gasodutos
– Mede em fluidos multifásicos
– Não tem limitação em pequenas espessuras
– Custo menor
• Comparado com os dois – MFL e UT
– Pode negociar melhor grandes variações de diâmetros
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Limitações
• #Não detecta a corrosão externa
• #Uso como pig bidirecional
• Somente com um novo conceito
mecânico do sensor, pode-se pensar em
atuar como pig BIDI
• #Dificuldades na representação de 
defeitos com formato agudo .
Primeira Inspeção com o Pig Palito (2005) 
• 22”
– Número de sensores: 250
– Resolução circunferencial: 7mm
Comparação de resultados do Pig Palito e do Pig de Ultrassom –
22”
• Ultrasound Pig
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Pig Cobra Palito – Multisize – 8 
e 10”
Pig Palito de 24”
• Corrosão na geratriz inferior
Visão 3D dos dados 
registrados – 24”
• Corro
são
• Nomi
nal
• Depó
sito
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Pig Palito 42”
Próximos passos
• Melhorar o projeto mecânico do senor
– Corpo mais leve, com menor inércia e resposta
mais rápida;
• Está em desenvolvimento um novo conceito de pig 
palito, para dutos supermultisize.
Próximos passos
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Próximos passos
FERRAMENTAS ESPECIAIS
PIGS INERCIAIS 
(UTILIZAM CENTRAL INERCIAL)
>> ISOMÉTRICO DA LINHA;
>> IDENTIFICAM SOLDAS E ACESSÓRIOS VIA GPS;
>> IDENTIFICAM CURVAS;
>> IDENTIFICAM MUDANÇAS DO TRAÇADO;
UTILIZADOS EM:
>> DUTOS COM TRAÇADO DESCONHECIDO;
>> DUTOS QUE PODEM ALTERAR O TRAÇADO;
>> DUTOSAQUECIDOS;
>> FACILITAM A LOCALIZAÇÃO DE ANOMALIAS E
ACESSÓRIOS;
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SMART PLUG – Pig para isolar segmentos de dutos, 
permitindo a realização de manutenções mesmo com 
pressões altas.
>> Ferramenta está em avaliação pela PETROBRAS.
SMART PLUG
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GIP MFL
�Método MFL aplicado externamente ao duto e tubulaçõ es;
VÍDEO
AURI – AUTONOMOUS UNDERWATER 
RISER INSPECTOR
�Utiliza o segmento vertical dos dutos 
submarinos (riser) como guia;
�Desloca-se até uma profundidade 
previamente programada;
�Durante a viagem, realiza inspeção 
visual, por exemplo.