ピギング

パイプライン輸送において、ピギングとは、パイプライン検査ゲージやガジェット（一般にピグやスクレーパーと呼ばれる装置）を使用して、さまざまなメンテナンス作業を実行することです。これは、パイプライン内の製品の流れを止めることなく行われます。^{[1] [2] [3]}

これらの作業には、パイプラインの清掃や検査が含まれますが、これらに限定されません。これは、パイプラインの特大セクションである「ピグ ランチャー」(または「ランチャー ステーション」) にピグを挿入することで行われます。ピグ ランチャーは、通常の直径に縮小されます。次に、ランチャー ステーションを閉じ、パイプライン内の製品の圧力駆動フローを使用して、ピグをパイプに沿って押し、受信トラップである「ピグ キャッチャー」(または「受信ステーション」) に到達させます。

石油産業では、大口径パイプラインの洗浄にピギングが使用されています。しかし、今日では、プラント運営者が効率性の向上とコスト削減を求めているため、多くの連続およびバッチ処理プラントで小口径ピギング システムの使用が増加しています。

ピギングは、混合、保管、充填システム間の転送プロセスのほぼすべてのセクションで使用できます。ピギング システムは、潤滑油、塗料、化学薬品、トイレタリー、化粧品、食品など、さまざまな製品を扱う産業に設置されています。

ピグは、潤滑油や塗料の混合において、交差汚染を防ぐためにパイプを洗浄し、パイプの中身を製品タンクに排出する（または、場合によってはコンポーネントをタンクに戻す）ために使用されます。通常、ピグは各バッチの最初と最後に行われますが、中間コンポーネントとして使用されるプレミックスを生成する場合など、バッチの途中で行われることもあります。

ピッグは石油・ガス産業でもパイプラインの清掃や除去に使用されています。インテリジェントな「スマート ピッグ」は、パイプラインを検査して状態を評価し、環境に危険または有害となる可能性のある漏れを防止するために使用されます。通常、ピッグは生産を中断しませんが、ピッグが取り外されると一部の製品が失われることがあります。また、複数の製品パイプラインで異なる製品を分離したり、多相ガス/液体パイプラインから液体のスラグを除去したりするためにも使用できます。

ピギングでは、パイプラインを最初からピギングできるように設計する必要があります。パイプラインに、直径の変化、バタフライ バルブ、計装、急カーブ、ポンプ、縮小ポート ボール バルブなどのトポロジーの変化が含まれる場合、パイプラインを従来の方法でピギングすることはできません。このような場合、アイス ピギングなどの代替手段を使用できます。フル ポート (またはフル ボア)ボール バルブでは、ボール開口部の内径がパイプの内径と同じであるため、問題は発生しません。

初期の清掃用「ピッグ」は、有刺鉄線で巻かれたわら俵で作られていたものもあれば^[4]、革で作られたものもあった。^[5]どちらもパイプを通過するときにキーキーという音を立て、豚の鳴き声のように聞こえる人もいたため^[6]、ピッグという名前が付けられた。^{[7] [8]}

ピグ可能システムの複数製品パイプラインの主な利点は、製品の節約の可能性です。各製品転送の最後に、ピグ球を使用して次の製品を分離できます。または、ピグを使用して、受信ポイントまで前方に、またはソースタンクまで後方に、ラインの内容物全体をクリアできます。大規模なラインフラッシングは必要ありません。

ピギングは、ラインのフラッシングが不要なため、製品の切り替えがはるかに迅速で信頼性が高いという利点もあります。ピギングを使用すると、製品間のインターフェースが非常に明確になるため、受領ポイントでの製品サンプリングが速くなります。製品が仕様に準拠している場所を判断するために間隔を置いてチェックする従来の方法では、かなり時間がかかります。

ピギングは、プログラマブル ロジック コントローラ(PLC) によって完全に操作することもできます。

ピギングは、バッチ操作の環境への影響を減らす上で重要な役割を果たします。従来、バッチ プロセスのオペレーターが製品がラインから完全に除去されたことを確認する唯一の方法は、水や溶剤などの洗浄剤、または次の製品でラインを洗い流すことでした。その後、洗浄剤は廃液処理または溶剤回収にかけなければなりませんでした。製品を使用してラインを洗浄した場合、製品の汚染された部分をグレードダウンするか廃棄する必要がありました。これらの問題はすべて、最新のピギング システムによって生成される非常に正確なインターフェイスにより、今では解消できます。

ピギングシステムは、ピグがランチャーに積み込まれ、キッカーラインを通してパイプラインに発射されるように設計されている。場合によっては、各ランの最後にピグがレシーバーを介してパイプラインから取り外される。^[9]パイプラインが詰まるとピグをランチャーに押し戻す必要がある場合があるため、すべてのシステムでランチャーでピグを受け取ることができるようにする必要があります。多くのシステムは、どちらの方向にもパイプラインをピグするように設計されています。

ピグはガスまたは液体で押されます。ガスで押される場合は、流量圧力に関係なくピグの速度を一定に保つために、ガス入口にいくつかのシステム^[10]を取り付けることができます。多くのピグはレンタルされており、ピグは摩耗して交換する必要があり、クリーニングピグ（およびその他のピグ）はパイプラインからワックス、異物、水和物などの汚染物質を押し出すため、これらをパイプラインから除去する必要があるため、ピグを取り外す必要があります。バレルを大気圧に開くことには固有のリスクがあるため、開く前にバレルの圧力が確実に低下するように注意する必要があります。バレルが完全に減圧されていない場合、ピグがバレルから放出され、開いたピグのドアの前に立っている操作者が重傷を負う可能性があります。適切なピグレシーバーなしでパイプラインの端からピグが誤って発射され、150メートル（500フィート）離れた家の側面を突き抜けたことがある。^[11]製品が酸性の場合、バレルをフレアシステムに排気し、酸性ガスを燃焼させる必要があります。作業者は酸性システムで作業する際は 自給式呼吸装置を着用する必要があります。

いくつかのピギングシステムでは「キャプティブピグ」が利用されており、パイプラインはピグの状態を確認するために時折開かれるだけです。^[12]それ以外のときは、ピグは各転送の最後にパイプラインを上下に往復し、プロセス操作中にパイプラインが開かれることはありません。これらのシステムは一般的ではありません。

ピッグランチャーを表す右の図を参照してください。通常の操作では、バルブV2とV4が開き、他のすべてのバルブとドアは閉じられ、ロックされています。^[13]

豚を 発射する

• ピッグランチャーの排水と通気を確実にします。通気バルブと排水バルブのロックを解除して開き、閉じて再度ロックします。
• ドアのロックを解除して開き、豚をランチャーに積み込み、ドアを閉じてロックします。
• バルブ V1 と V3 のロックを解除して開き、ランチャーを通る流路を作成します。
• ピグを発射するには、「キッカー」バルブ V2 を部分的に閉じます。
• 発射アラーム XA は、ピグが発射されたときに通知します。
• バルブV2を完全に開きます。
• バルブ V1 と V3 を閉じてロックします。
• 通気弁と排水弁のロックを解除して開きます。ランチャーの圧力を下げて排水します。
• 通気バルブと排水バルブを閉じてロックします。
• すると、ピッグランチャーは次のピッグの発射準備が整います。

ピッグレシーバーを表す右の図を参照してください。

豚 を受け取る

• バルブ V1 と V3 のロックを解除して開き、ピグ レシーバーを通る流路を作成します。
• キッカーバルブ V2 を部分的に閉じて、レシーバーを通る流れを誘導します。
• ピグが受信されると、受信アラーム XA が通知します。
• バルブV2を完全に開きます。
• バルブ V1 と V3 を閉じてロックします。
• ロックを解除して通気バルブと排水バルブを開き、レシーバーを空にします。
• 通気バルブと排水バルブを閉じてロックします。
• ドアのロックを解除して開き、受信機からピッグを取り外し、ドアを閉じてロックします。
• 豚の受信機は次の豚を受け取る準備が整います。

右の写真のピギング設備は地上設置（AGI）として知られています。これは英国の天然ガス全国送電システムの一部です。写真では、エセックス州イーストティルベリーとケント州ショーンの間のテムズ川の下をガスを運ぶ直径610ミリメートル（24インチ）のパイプライン2本の先端に2つのピグランチャー/レシーバーが取り付けられています。1本のパイプラインが船の錨などで損傷した場合、そのラインは隔離され、2本目のパイプラインがガスを川の向こう側に流すことができます。^[14]

ピギング作業中に作業者が負傷したり、死亡したりする事故が多数報告されています。このような事故の一般的な原因は次のとおりです。

• 容器が加圧されたまま閉鎖ドアを開ける。
• 閉鎖ドアが完全に閉じていない状態でメインプロセスバルブが開くこと。
• 容器内に高濃度のH₂Sまたはその他の毒素が残っている状態で閉鎖ドアを開ける。
• 容器が媒体によって加圧されている間、通気弁は開いたままである。

これらの原因はすべて、プロセスバルブと閉鎖ドアの不適切な操作に直接関係しています。このような事故を回避する一般的な方法は、バルブインターロックを追加することです^[15]。これは世界中のすべての石油・ガス事業会社で採用されています。^[要出典]

ピギング中の安全性は、安全なバルブ操作シーケンスを詳細に説明した安全手順を厳守することにかかっています。バルブ インターロックは、誤った操作を物理的にブロックすることで、そのようなシーケンスを強制します。バルブ インターロックは、手動およびモーター操作バルブと閉鎖ドアの両方に恒久的に取り付けられています。適切なキーが挿入されない限り、インターロックはバルブまたはドアの操作をブロックします。

バルブ インターロックの原理は、キーの転送です。各ロックには、ロックされた開位置用のキーとロックされた閉位置用のキーの 2 つのキーが装備されています。操作手順中は、一度に 1 つのキーのみが空いています。このキーは、操作手順で次に操作されるバルブのインターロックにのみ適合します。すべてのキーは、バルブが不適切なタイミングでロック解除される可能性を回避するために、一意にコード化されています。

今日のインテリジェントインターロックソリューションは、圧力計やH2S計などのフィールドデバイスをバルブインターロックシーケンスに統合することを可能にし_、オペレータ手順^[16]をDCSおよびSIS安全システムに統合することで安全性を高めます。

「ピグ」とは、パイプラインに送り込まれ、パイプライン自体の製品の流れの 圧力によって推進されるツールです。ピグには主に 4 つの用途があります。

1. パイプラインを流れる異なる流体間の物理的な分離
2. パイプラインの内部洗浄
3. パイプライン壁面の状態の検査（インライン検査（ILI）ツールとも呼ばれる）
4. パイプラインに関する幾何学的情報（サイズ、位置など）をキャプチャして記録します。

最も一般的で用途が広いものの 1 つは、オープンセルポリウレタンフォームから弾丸の形に切断または注入されたフォーム ピッグです。これは、内径の測定、ラインの洗浄、脱水、乾燥など、さまざまな目的でパイプラインに打ち込まれます。洗浄用のピッグには数種類あり、密度はフォーム 1 立方メートルあたり 32 ～ 160 キログラム (2 ～ 10 ポンド/立方フィート) から、特別な用途では最大 320 kg/m ³ (20 ポンド/立方フィート) まであります。パイプの内側からさび、スケール、またはパラフィン ワックスの堆積物を研磨するために、外側にタングステン スタッドまたは研磨金網が付いているものもあります。他のタイプは、完全 にまたは十字にウレタンでコーティングされています。または、密閉してピッグの打ち込みを補助するために、背面のみにウレタン コーティングが施されたむき出しのポリウレタン フォーム ピッグもあります。液体の除去や、1 つのラインで複数の異なる製品をバッチ処理するために使用される、完全に成形されたウレタン ピグもあります。

インライン検査ピグは、パイプラインを検査するためにさまざまな方法を使用します。サイジングピグは、1 枚 (または複数枚) の切り込みの入った円形の金属板をゲージとして使用します。切り込みにより、穴の制限に遭遇したときに、板のさまざまな部分が曲がることができます。パイプラインのさまざまな側面を検査するための、より複雑なシステムも存在します。

インテリジェント ピグは、センサーを使用してパイプラインを検査し、後で分析するためにデータを記録します。これらのピグは、磁束漏洩 (MFL) や超音波などの技術を使用してパイプラインを検査します。インテリジェント ピグは、キャリパーを使用してパイプラインの内部形状を測定する こともできます。

1961 年、シェル デベロップメント社が最初のインテリジェント ピグを稼働させました。このピグは、自己完結型の電子機器がパイプラインを横断しながら壁の厚さを測定および記録できることを実証しました。この機器は、電磁場を使用して壁の完全性を感知しました。1964 年、Tuboscope 社が最初の商用機器を稼働させました。この機器は、MFL テクノロジを使用してパイプラインの底部を検査しました。このシステムでは、航空機で使用されるものと同様のブラック ボックスを使用して情報を記録しました。これは基本的に、高度にカスタマイズされたアナログ テープ レコーダーでした。最近まで、テープ記録 (デジタルではありましたが) は依然として好まれる記録媒体でした。ソリッド ステート メモリの容量と信頼性が向上するにつれて、ほとんどの記録媒体はテープからソリッド ステートに移行しました。

静電容量センサープローブは、ポリエチレンガスパイプラインの欠陥を検出するために使用されます。これらのプローブは、ポリエチレンパイプに送られる前にピグに取り付けられ、パイプ壁の外側の欠陥を検出します。これは、静電波がパイプの壁を通して外側に伝播するトリプルプレート静電容量センサーを使用して行われます。誘電体が変化すると、静電容量も変化します。 [ ^17]テストは、オハイオ州コロンバス近郊のバテルウェストジェファーソンのパイプラインシミュレーション施設（PSF）のNETL DOE研究室で実施されました。^[18]

最新のインテリジェント ピッグ、つまり「スマート」ピッグは、パイプラインを通過する際にさまざまな形式のデータを収集するための電子機器やセンサーを備えた、非常に高度な機器です。その技術と複雑さは、使用目的や製造元によって異なります。

パイプラインの製品は、強塩基性から強酸性までさまざまで、圧力と温度が極めて高い場合もあるため、電子機器は漏れないように密閉されています。多くのピグは、パイプラインの製品に応じて特定の材料を使用します。電子機器の電源は通常、密閉されたオンボード バッテリーによって供給されます。データの記録は、アナログ テープ、デジタル テープ、または最新のユニットのソリッド ステート メモリなど、さまざまな方法で行われます。

使用される技術は、必要なサービスとピグの設計によって異なります。各ピギング サービス プロバイダーは、サービスを実行するための独自の技術を持っている場合があります。表面の孔食や腐食、および鋼鉄/鉄パイプラインの亀裂や溶接欠陥は、多くの場合、磁束漏洩(MFL) ピグを使用して検出されます。他の「スマート」ピグは、電磁音響トランスデューサーを使用してパイプの欠陥を検出します。^[19]キャリパー ピグは、パイプラインの真円度を測定して、破砕やその他の変形の領域を特定できます。一部のスマート ピグは、MFL とキャリパーの機能を 1 つのツールで提供するなど、複数の技術を組み合わせて使用​​します。音響共鳴技術を使用したピグの試験が報告されています。^[20]

ピギング走行中、ピグは地下や水中の距離やパイプの材質のため、外界と直接通信することができません。例えば、鋼鉄製のパイプラインは、パイプの外側での重要な無線通信を事実上防ぎます。そのため、ピグは走行中に内部の手段を使って自身の動きを記録する必要があります。これは、走行距離計、ジャイロスコープを利用した傾斜センサー、その他の技術によって行うことができます。^[21]ピグはこの位置データを記録するので、曲がり角とともに移動した距離を後で解釈して、正確な経路を判断できます。

位置確認は、多くの場合、音声、磁気、無線送信、またはその他の手段で豚の通過を記録する地上機器によって行われます。センサーは豚の通過を検出したとき（到着時間）を記録し、次に検証または調整のために内部記録と比較します。外部センサーには、位置特定を支援するグローバルポジショニングシステム機能^[22]が搭載されている場合があります。いくつかの豚通過インジケーターは、衛星アップリンクを介して豚の通過、時間と場所を送信します。^[23]金属パイプが衛星信号をブロックするため、豚自体はGPSを使用できません。

ピギング ランが完了すると、外部センサーからの位置データがピグからのパイプライン評価データ (腐食、亀裂など) と組み合わされ、場所固有の欠陥マップと特性が提供されます。言い換えれば、組み合わされたデータにより、オペレーターは各パイプ欠陥の場所、種類、サイズを把握できます。この情報は、欠陥の重大度を判断するために使用され、修理チームがパイプラインを過度に掘り起こすことなく、迅速に欠陥を見つけて修理するのに役立ちます。特定の欠陥の変化率を数年にわたって評価することで、漏れや環境被害が発生する前にパイプラインを修理するためのプロアクティブな計画を立てることができます。

検査結果は通常、同じパイプラインで後でピギングを実行した結果と比較するために アーカイブされます (おそらくPipeline Open Data Standard形式)。

豚は、ジェームズ・ボンドの映画3作品でストーリー展開の道具として使われてきた。『ダイヤモンドは永遠に』では、ボンドは豚を無力化してパイプラインから逃走させた。『リビング・デイライツ』では、豚が改造されて鉄のカーテンを通り抜けて密かに人を輸送する。『ワールド・イズ・ノット・イナフ』では、豚がパイプラインで核兵器を運び、爆発させるのに使われた。

トニー・ヒラーマンの著書『 The Sinister Pig 』でも豚がプロットの仕掛けとして使われており、メキシコからアメリカへ向かう廃墟となったパイプラインが豚とともに違法薬物の輸送に使われた。

アニメ番組『アーチャー』のシーズン2のエピソード「パイプライン・フィーバー」では、ピッグ・ランチャーが登場し、スターリング・アーチャーとラナ・ケインが沼地に入り、過激な環境保護論者ジョシュア・グレイからピッグ・ランチャーを守る任務を負っている。

• ガイド波試験-パイプラインの非破壊検査 のための工学構造の試験方法
• 油圧作動式パイプラインピギング
• アイスピギング - パイプ洗浄法、固体ピグの代わりに氷スラリーを使用してパイプを洗浄する方法
• パイプライン輸送 – パイプを通して液体やガスを輸送するPages displaying short descriptions of redirect targets
• パイプラインのビデオ検査
• ロボットによる非破壊検査 - 遠隔操作ツールを使用した検査方法

ウィキメディア・コモンズには、 Piggingに関連するメディアがあります。

• VPエンジニアのパイプラインピギング
• VPエンジニアのカップピッグ/バッチングピッグ
• VPエンジニアのポリピッグ
• 漏洩磁束情報
• インライン検査協会
• インライン検査とパイプラインピギングリソースは、2014 年 2 月 10 日にWayback Machineにアーカイブされました。
• 石油パイプラインの亀裂はロボット「スマートピッグ」の目を逃れる。エクソンなどの企業が使用する探査機は、大規模な流出を引き起こす欠陥を発見していない。2013年8月16日、ウォールストリートジャーナル