Οι βιομηχανικοί αγωγοί επιτελούν πολλούς ρόλους στη βιομηχανική παραγωγή, όπως τη μεταφορά φυσικού αερίου, πετρελαιοειδών και άλλων ενεργειακών πόρων. Η επιθεώρηση της λειτουργίας τους κρίνεται αναγκαία καθώς αυτοί εγκαθίστανται σε διαφορετικά περιβάλλοντα και κατά συνέπεια μπορεί να υποστούν διάφορες ζημιές.
Τα τελευταία χρόνια στον βιομηχανικό τομέα έχει υιοθετηθεί η πρακτική της επιθεώρησης των σωλήνων σε μια ευρεία κλίμακα, με σκοπό να διασφαλιστεί ότι οι σωλήνες συνεχίζουν να λειτουργούν με τη μέγιστη απόδοση και έτσι τυχόν προβλήματα που θα ανακαλυφθούν, θα αντιμετωπιστούν γρήγορα και αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, με τη μέθοδο αυτή η αντικατάσταση ενός φθαρμένου κομματιού μπορεί να γλιτώσει απρόβλεπτες συνέπειες στον εξοπλισμό. Αρκετές μέθοδοι και εργαλεία χρησιμοποιούνται για την επιθεώρηση, τόσο των υπεράκτιων σωλήνων όσο και αυτών που βρίσκονται στην ξηρά. Τέτοιες μέθοδοι μάλιστα μπορεί να περιλαμβάνουν περιοδικές δοκιμές καθώς και οπτική επιθεώρηση.
Όλες αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούν μια σειρά εργαλείων επιθεώρησης για να καταστήσουν δυνατή τη διαδικασία. Αυτά τα εργαλεία λοιπόν συμβάλλουν στον εντοπισμό τυχόν ελαττωμάτων ή παρατυπιών με μεγαλύτερη αξιοπιστία και ακρίβεια. Από εκεί και πέρα, τα δεδομένα που συλλέγονται από αυτά τα εργαλεία επιθεώρησης εξοπλισμού ποικίλλουν. Ωστόσο, όλα εξυπηρετούν έναν κοινό σκοπό που δεν είναι άλλος από τον εντοπισμό πιθανών προβλημάτων στον αγωγό.
Όσον αφορά στη διαδικασία, τα περισσότερα από τα εργαλεία ελέγχου του αγωγού εισάγονται στον σωλήνα μέσω των ειδικών σημείων πρόσβασής τους. Αυτά στη συνέχεια μεταφέρονται εντός των σωληνώσεων είτε μέσω της βαρύτητας είτε μέσω ενός προωθητικού μηχανισμού. Κατά τη διάρκεια αυτής της κίνησης, μετρούν το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα και ανιχνεύουν τυχόν διάβρωση ή διαρροές. Τα περισσότερα από αυτά τα εργαλεία βοηθούν, ώστε να καταστεί δυνατή η εσωτερική επιθεώρηση των αγωγών. Παρακάτω συνοψίζονται τα εργαλεία που είναι απαραίτητα για την ορθή επιθεώρηση.
Έξυπνες συσκευές επιθεώρησης
Μία από τις πιο σημαντικές και συνηθισμένες συσκευές που χρησιμοποιούνται για την επιθεώρηση των σωληνώσεων, είναι οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης. Αυτές χρησιμοποιούνται συνήθως σε διαδικασίες επιθεώρησης διαρροής μέσω μαγνητικής ροής ή διαδικασίες επιθεώρησης με τη χρήση υπερήχων για τον εντοπισμό διαρροών ή ρωγμών. Το συγκεκριμένο εργαλείο βρίσκει εφαρμογή κυρίως σε υπεράκτιους αγωγούς. Επίσης, έχει διαπιστωθεί ότι μεταξύ όλων των άλλων εργαλείων επιθεώρησης, αυτές οι συσκευές τείνουν να θεωρούνται οι πιο αξιόπιστες και ακριβείς.
Όσον αφορά στη διαρροή μαγνητικής ροής είναι μια μέθοδος μη καταστροφικού ελέγχου που χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό τυχόν διαβρώσεων και σχισμών, κυρίως σε κατασκευές και υλικά από χάλυβα και συνηθέστερα σε αγωγούς και δεξαμενές αποθήκευσης. Η βασική αρχή είναι ότι ένας ισχυρός μαγνήτης χρησιμοποιείται με σκοπό τη μαγνήτιση του χάλυβα. Σε περιοχές μάλιστα όπου υπάρχει διάβρωση ή λείπει κάποιο μέταλλο, το μαγνητικό πεδίο «διαρρέει» από το χάλυβα. Πιο συγκεκριμένα, σε ένα εργαλείο διαρροής της μαγνητικής ροής, ο μαγνητικός ανιχνευτής τοποθετείται μεταξύ των πόλων του μαγνήτη, για να ανιχνεύσει το πεδίο διαρροής. Στο τελικό στάδιο οι υπεύθυνοι επιθεώρησης ερμηνεύουν το διάγραμμα καταγραφής του πεδίου διαρροής για τον εντοπισμό κατεστραμμένων περιοχών και την εκτίμηση του βάθους της απώλειας μετάλλου.
Επιπρόσθετα, ο έλεγχος μέσω της χρήσης υπερήχων αποτελεί μία ακόμη μέθοδο μη καταστροφικού ελέγχου, κατά την οποία χρησιμοποιούνται υψηλής συχνότητας ηχητικά κύματα για να ανιχνεύσουν επιφανειακές και υποεπιφανειακές ασυνέχειες. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ηχητικά κύματα διαδίδονται και ανακλώνται από τις επιφάνειες και τις εσωτερικές ασυνέχειες του. Από εκεί και πέρα, η ανακλώμενη δέσμη ανιχνεύεται και αναλύεται για να προσδιοριστεί τελικά η ύπαρξη και η θέση των ασυνεχειών. Έτσι, με βάση όλη αυτή τη διεργασία μπορούν να ανιχνευθούν τυχόν ρήγματα, διαστρωματώσεις, συρρικνώσεις, κοιλότητες, πόροι, καθώς και άλλες ασυνέχειες.
Αξίζει να σημειωθεί ότι οι έξυπνες αυτές συσκευές επιθεώρησης χρησιμοποιούνταν μέχρι πρότινος για τον καθαρισμό των σωληνώσεων. Πλέον, όμως, οι έξυπνες συσκευές εξοπλίζονται με ειδικούς ανιχνευτές. Οι τελευταίοι μπορούν να ρέουν στους αγωγούς που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά αερίων ή νερού, για να ανιχνεύσουν τυχόν σημάδια διάβρωσης ή διαρροής.
Ρομποτικοί ανιχνευτές
Σε ορισμένους αγωγούς, μπορεί να μην είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν οι συσκευές που αναλύθηκαν προηγουμένως. Σε αυτή λοιπόν την περίπτωση, χρησιμοποιούνται οι ρομποτικοί ανιχνευτές, που βοηθούν στον έλεγχο των σωληνώσεων. Αυτοί οι ανιχνευτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλους τους τύπους σωλήνων. Για να γίνει λίγο πιο κατανοητό, ένας ρομποτικός ανιχνευτής είναι ένα αυτοπροωθούμενο μηχάνημα, στο οποίο έχει προσαρτηθεί μια κάμερα. Ο ρομποτικός ανιχνευτής μεταφέρεται μέσω του αγωγού, χρησιμοποιώντας έναν προωθητικό μηχανισμό, όπως ακριβώς και οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης που προαναφέρθηκαν. Σε κάποιους τύπους ρομποτικών ανιχνευτών μπορεί επίσης να υπάρχει και ένας προσαρτημένος αισθητήρας. Οι ρομποτικοί ανιχνευτές χρησιμοποιούνται συνήθως, όταν οι σωλήνες και οι διάμετροί τους είναι πολύ στενοί ή όπου η ανθρώπινη παρέμβαση δεν είναι δυνατή λόγω αποστάσεων, περιβαλλοντικών ή άλλων γενικότερα περιορισμών που έχουν να κάνουν με τον διαθέσιμο χώρο. Επισης, οι ρομποτικοί ανιχνευτές μπορούν να στερεωθούν σε τροχούς, έτσι ώστε να κινούνται εύκολα μέσα στους σωλήνες.
Κάμερες (Κλειστό κύκλωμα τηλεόρασης – CCTV)
Οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης που διαθέτουν κάμερες (οι οποίες λειτουργούν όπως ένα κλειστό κύκλωμα τηλεόρασης – CCTV), χρησιμοποιούνται συνήθως σε μεγαλύτερους σωλήνες, ενώ οι ρομποτικοί ανιχνευτές χρησιμοποιούνται σε μικρότερους σωλήνες. Πιο συγκεκριμένα, η κεφαλή της κάμερας μπορεί να περιστρέφεται, για να παρέχει εικόνα 360 μοιρών του εσωτερικού του σωλήνα. Επιπλέον, οι συγκεκριμένες κάμερες διαθέτουν συνήθως φώτα τύπου LED, για να φωτίζουν τον σωλήνα, ώστε να φαίνεται το εσωτερικό του καλύτερα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικοί τύποι καμερών για την επιθεώρηση αγωγών. Έτσι, κάποιες μπορεί να είναι αξονικού τύπου κάμερες ή αυτοεπιπεδούμενου τύπου κάμερες κ.λπ.
Σχοινιά
Σε μικρότερους αγωγούς, η απομάκρυνση των ανιχνευτών και των καμερών από αυτούς μπορεί να αποδειχτεί δύσκολη υπόθεση. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται σχοινιά. Αυτά βοηθούν να χαμηλώσει σε βάθος τόσο η κάμερα όσο και ο ανιχνευτής στο εσωτερικό του σωλήνα και διευκολύνουν με αυτό τον τρόπο το τράβηγμα τους προς τα πίσω, όταν τελειώσει η διαδικασία της επιθεώρησης.
Εκτοξευτές και Δέκτες
Όταν επιλέγονται οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης για τον έλεγχο των σωληνώσεων, είναι επίσης συνηθισμένο να χρησιμοποιούνται και κάποια εργαλεία που ονομάζονται εκτοξευτές και δέκτες και αφορούν αποκλειστικά αυτές τις συσκευές. Τα τελευταία είναι αναπόσπαστα κομμάτια του σχετικού εξοπλισμού. Όπως υποδηλώνει το όνομα τους, χρησιμοποιούνται για την εκτόξευση των έξυπνων συσκευών επιθεώρησης στους σωλήνες. Μόλις μεταφερθούν σε ολόκληρο τον σωλήνα με τη βοήθεια των εκτοξευτών, τότε ενεργοποιούνται οι δέκτες που εγκαθίστανται στο τέλος της γραμμής για να πιάσουν τις έξυπνες συσκευές επιθεώρησης.
Sonar
Τα συμβατικά κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης (CCTV) αποτελούν μια τυπικά αποδεκτή μέθοδο οπτικής επιθεώρησης αγωγών, οι οποίοι βρίσκονται πάνω από την υδάτινη γραμμή. Δεν μπορούν, όμως, να παρέχουν οπτικές πληροφορίες σχετικά με τις εσωτερικές συνθήκες των σωλήνων κάτω από την υδάτινη γραμμή. Τυχόν ακαθαρσίες του νερού μπορεί να εμποδίσουν τις επιθεωρήσεις που πραγματοποιούνται με κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης. Έτσι το Sonar έρχεται να καλύψει αυτό το κενό καθώς πρόκειται για άλλη μια μέθοδο επιθεώρησης που χρησιμοποιεί τη διάδοση του ήχου για την ανίχνευση και τη μέτρηση του αριθμού των ελαττωμάτων, των ιζημάτων ή των συντριμμιών, αυτή τη φορά όμως σε βυθισμένους είτε σε ημιβυθισμένους σωλήνες. Η συγκεκριμένος μέθοδος χρησιμοποιεί με άλλα λόγια τα ηχητικά κύματα, για να αναλύσει την κατάσταση του σωλήνα. Οι μονάδες Sonar μπορεί να είναι ολισθαίνουσες, επιπλέουσες ή ρομποτικές και στέλνονται στον αγωγό για να αξιολογήσουν την κατάσταση της εσωτερικής επιφάνειάς τους και για να μετρήσουν τυχόν ελαττώματα, καθώς και τα επίπεδα των συντριμμιών και των ιζημάτων που βρίσκονται εκεί.
Όταν ο σαρωτής μεταφερθεί μέσω του αγωγού στο εσωτερικό, τότε οι εσωτερικοί αισθητήρες καταγράφουν την απόσταση, ενώ ταυτόχρονα παρακολουθούν τον προσανατολισμό της μονάδας, επιτρέποντας στο χρήστη να προσδιορίσει με λεπτομέρεια, την ακριβή θέση των ελαττωμάτων και των παραμορφώσεων. Από την άλλη, το Sonar είναι ικανό να παρέχει και να ποσοτικοποιεί τα δεδομένα που έχουν να κάνουν με το επίπεδο ιλύος και των ιζημάτων, με τη συσσώρευση λίπους, την παραμόρφωση των σωλήνων, τα μπλοκαρίσματα κ.λπ. σε σωλήνες που είναι μερικώς ή ακόμα και πλήρως βυθισμένοι. Τα Sonar μάλιστα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμα και όταν ο αγωγός είναι σε λειτουργία.
Κατά συνέπεια, το Sonar θεωρείται, ως μία από τις ταχύτερες, πιο αξιόπιστες και ακριβέστερες μεθόδους επιθεώρησης. Αυτό οφείλεται στο ότι βοηθάει να προσδιοριστεί με ακρίβεια πού ακριβώς υπάρχουν ρωγμές, διαρροές και ασυνέχειες. Ένας μηχανισμός Sonar συλλέγει δεδομένα από τον αγωγό που έχουν να κάνουν με τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του.
LiDAR
Η χρήση φωτός και ραντάρ (LiDAR) είναι μια άλλη μέθοδος επιθεώρησης των σωλήνων. Είναι μια μέθοδος ελέγχου των σωλήνων που χρησιμοποιεί πολλαπλούς αισθητήρες.
Σε γενικές γραμμές οι επιθεωρήσεις με LiDAR γίνονται με την προβολή ενός λέιζερ και τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται, για να φτάσει σε έναν στόχο και να ανακλαστεί στον αισθητήρα του. Μια επιθεώρηση με LiDAR συλλέγει συνεχείς δισδιάστατες διατομές του τοιχώματος του σωλήνα. Συγκεντρώνοντας αυτές τις διατομές, δημιουργείται ένα τρισδιάστατο μοντέλο υψηλής ανάλυσης. Το LiDAR χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του σωλήνα πάνω από τη γραμμή ροής. Συλλέγει πολύ λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά για παράδειγμα με το πόσο οβάλ είναι ένας αγωγός ή τις παραμορφώσεις του κ.λπ. Με βάση αυτά, οι έξυπνες συσκευές επιθεώρησης ή οι ρομποτικοί ανιχνευτές μπορεί να διαθέτουν προσαρτημένα λέιζερ και να δίνουν λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις εσωτερικές συνθήκες του σωλήνα.
Ραντάρ διείσδυσης εδάφους (Ground Penetrating Radar)
Όπως το LiDAR, έτσι και το ραντάρ διείσδυσης εδάφους είναι μια παρόμοια συσκευή που βοηθά στην επιθεώρηση των συνθηκών που επικρατούν στο εσωτερικό των σωλήνων. Το GPR χρησιμοποιεί ραδιοκύματα υψηλής συχνότητας (συνήθως πολωμένα), στην περιοχή 10 MHz έως 2,6 GHz.
Έπειτα, ένας πομπός και μια κεραία GPR εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια στο έδαφος. Όταν η ενέργεια συναντά ένα θαμμένο αντικείμενο ή ένα όριο μεταξύ υλικών που έχουν διαφορετικές διαπερατότητες, μπορεί να αντανακλάται ή να διαθλάται ή να διασκορπίζεται πίσω στην επιφάνεια. Μια κεραία λήψης στη συνέχεια καταγράφει τις παραλλαγές στο σήμα επιστροφής.
Οι αρχές που διέπουν τη λειτουργεία του είναι παρόμοιες με αυτές που ακολουθούνται στη σεισμολογία, με τη διαφορά ότι στο GPR εφαρμόζεται ηλεκτρομαγνητική ενέργεια και όχι ακουστική ενέργεια. Συνήθως τα ραντάρ διείσδυσης εδάφους χρησιμοποιούνται για την επιθεώρηση των σωλήνων, σχετικά με ό,τι έχει να κάνει με τυχόν σημάδια διάβρωσης, με την εκτίμηση της κατάστασής τους και με το πόσο αποτελεσματικά θα λειτουργήσουν στο μέλλον. Το ραντάρ διείσδυσης στο έδαφος δίνει έτσι την εικόνα της εσωτερικής δομής των σωλήνων.
Εν κατακλείδι, οι αγωγοί χρησιμοποιούνται σχεδόν οπουδήποτε για τη μεταφορά πετρελαίου, φυσικού αερίου, ενέργειας, νερού κ.λπ. Η επιθεώρηση της σωστής λειτουργίας τους είναι μια αναπόσπαστη διαδικασία για τη διασφάλιση της αποτελεσματικότητάς τους μακροπρόθεσμα. Η διαδικασία επιθεώρησης αγωγών έχει εξελιχθεί με την πάροδο των ετών, έτσι ώστε να εξασφαλιστεί η ακριβής και γρήγορη ανίχνευση τυχόν προβλημάτων.
Το κλειδί λοιπόν για την αποτελεσματική επιθεώρηση των σωλήνων είναι η γνώση της ύπαρξης των κατάλληλων εργαλείων για την επιθεώρηση και μια ομάδα έμπειρων ατόμων που να τα χειρίζονται.
