Ingeniero

PROTOTIPO PIG INTELLIGENT

GUSTAVO ADOLFO LONDOÑO VELEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL
POSTGRADO EN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
FEBRERO DE 2003
MANIZALES

2

PROTOTIPO PIG INTELLIGENT

GUSTAVO ADOLFO LONDOÑO VELEZ

ASESOR
ALFONSO SUAREZ

UNIVERSIDAD NACIONAL
POSTGRADO EN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA YELECTRONICA
FEBRERO DE 2003
MANIZALES

3
CONTENIDO

CONTENIDO

3

INTRODUCCIÓN

7

RESUMEN

9

SUMMARY

10

1.

11

DEFINICIONES

1.1
GAS NATURAL
1.1.1
Composición del gas natural

11
11

1.2

OLEODUCTO

12

1.3

PIG

13

1.4

INTELLIGENT PIG

14

1.5

TRAMPA DE ENVIO Y RECIBO

14

2.

OPERACIÓN DEL PIG INTELIGENTE EN TUBERÍAS

16

2.1PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL PIG

16

2.2

PIG DE INSPECCIÓN

17

2.3
UBICACIÓN DE LOS MARCADORES
2.3.1
Sistema de marcación magnética

18
19

3.

20

3.1

DOBLADO DE TUBERÍA
ESPECIFICACIÓN DE TUBERÍA A INSPECCIONAR

3.2
DOBLADO DE TUBERÍA
3.2.1
Operación del ducto
3.2.2
Mantenimiento del ducto
3.2.3
Operación del doblado
3.2.4
Radio mínimo de curvado

20
2020
20
21
21

4
4.

DIMENSIONAMIENTO DEL PIG

23

4.1
MATERIALES
4.1.1
Cuerpo del PIG
4.1.2
Copas de Urethano
4.1.3
Número de copas
4.1.4
Eje metálico
4.1.5
Bridas
4.1.6
Soldadura

23
23
23
23
25
25
25

4.2

25

5.

LONGITUD DEL PIG CON DOS COPAS
DISEÑO ODÓMETRO

27

5.1

ESPICIFICACIONES DE DISEÑO

27

5.2

CÁLCULOS

29

6.

DISEÑOELECTRÓNICO DE SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS

31

6.1
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
6.1.1
Microcontrolador
6.1.2
Memoria RAM
6.1.3
Conversor A/D
6.1.4
Comunicación serial

31
31
33
34
35

6.2

36

ALGORITMO

6.3
DIAGRAMA DE FLUJO
6.3.1
Programa Principal
6.3.2
Interrupción Puerto Serie

38
38
39

7.

40

REGISTRO DE INSPECCIÓN

7.1

GRÁFICOS DE CAMPO Y GRÁFICOSMAESTROS

40

7.2

PROFUNDIDAD DEL DEFECTO

41

7.3

LARGO DEL DEFECTO

42

8.

SIMULACIÓN DE CORRIDA DEL PIG

44

8.1
BANDA TRANSPORTADORA
8.1.1
Sensores utilizados en la simulación

44
44

5
8.1.2
8.1.3
8.1.4
8.1.5

Acople del PIG con la banda
Simulación de corrosión
Primera simulación
Segunda simulación

45
47
47
47

CONCLUSIONES

50BIBLIOGRAFÍA

51

ANEXOS

52

A.

SOFTWARE

59

B.

DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA

69

LISTA DE FIGURAS
Fig. 1: TRAMPA DE LANZAMIENTO

15

Fig. 2: TRAMPA DE RECIBO

15

Fig. 3: SECCIÓN MAGNETIZADORA

16

Fig. 4: PIG CON TRES SECCIONES

18

Fig. 5: SISTEMA DE MARCACIÓN MAGNÉTICA

19

Fig.6: LONGITUD DE ARCO

22

Fig. 7: DIMENSIONES DE LA COPA DE URETHANO

24Fig. 8: DIMENSIONES LONGITUDINALES DEL PIG

26

Fig. 9: DISEÑO GEOMÉTRICO DEL ODÓMETRO

28

Fig. 10: MICROCONTROLADOR

32

Fig. 11: DISTRIBUCIÓN DE SENSORES MAGNÉTICOS

33

Fig. 12: MEMORIA RAM

34

Fig. 13: CONVENSOR ANÁLOGO / DIGITAL

35

Fig. 14: COMUNICACIÓN SERIAL

36

6
Fig. 15: DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA

36

Fig. 16: DIMENSIONES DE UN DEFECTO DECORROSIÓN

42

Fig. 17: REGISTRO DEL DEFECTO MAS SEVERO

43

Fig. 18: ACOPLE PIG - BANDA

46

Fig. 19: REGISTRO GRÁFICO DE LA PRIMERA SIMULACIÓN

48

Fig. 20: REGISTRO GRÁFICO SEGUNDA SIMULACIÓN

49

LISTA DE TABLAS
TABLA N. 1 ANÁLISIS TÍPICO DE GAS NATURAL

12

TABLA N. 2: RADIO MÍNIMO PARA DOBLADO EN FRÍO

21

TABLA N. 3 DIMENSIONES ESTÁNDAR DE COPAS DE URETHANO

24TABLA N. 4 DIMENSIONES LONGITUDINALES MAXIMAS DEL PIG

26

TABLA N. 5: BANDA DE GRADUACIÓN DE LA CORROSIÓN

41

TABLA N. 6 CARACTERÍSTICAS DE LA BANDA TRANSPORTADORA

44

7
INTRODUCCIÓN
Los sistemas para transporte de hidrocarburos durante la construcción y antes de entrar a
operar son sometidas a inspecciones y pruebas para verificar que son confiables y
herméticos para un...