TAUSTATIETOA Marraskuu 2013 Nord Stream -putkilinjan sisäinen tarkastus Tarkastus osana putkilinjan ylläpitostrategiaa Putkilinjan operaattorina Nord Stream AG tarjoaa kaasunkuljetuskapasiteettia 1 224 kilometrin pituisen kaksoisputkilinjansa kautta. Putkilinja kulkee Venäjän Viipurista Saksan Lubminiin. Kaasutoimitukset aloitettiin ensimmäisellä linjalla marraskuussa 2011. Toinen Nord Stream -putkilinja aloitti toimintansa osana integroitua kaksoisputkilinjaa 8. lokakuuta 2012. Kumpikin putkilinja koostuu noin 100 000 betonipinnoitetusta putkikappaleesta, joiden keskimääräinen pituus on noin 12,2 metriä ja sisähalkaisija 1 153 millimetriä. Putket on valmistettu korkealaatuisesta, jopa 41 millimetrin paksuisesta teräksestä, jonka sisäpinnassa on kitkaa vähentävä pinnoite ja ulkopinnassa korroosionestopinnoite. Sisäpinnan kaksinkertainen epoksihartsipinnoite vähentää kitkaa ja lisää siten virtauskapasiteettia. Nord Stream -putkilinjalla on tärkeä rooli Euroopan kaasun toimitusvarmuuden kannalta tulevien vuosikymmenten aikana. Yhtiö on laatinut ylläpitosuunnitelman, joka käsittää putkilinjan automaatiojärjestelmät, rantautumispaikkojen laitteistot sekä itse 1 224 kilometrin pituisen merenalaisen kaksoisputkilinjan. Ylläpitoon kuuluu ulkoinen putkilinjan tarkastus, joka tehdään visuaalisesti sekä tutkimusalukselta käsin kauko-ohjattavien ROV-laitteiden (remotedly operated vehicles) avulla. Ulkoisella tarkastuksella vahvistetaan, että putki ei ole liikkunut sen alla olevan merenpohjan muutosten takia. Tarkastuksessa havaitaan myös mahdolliset vieraat esineet, kuten trooliverkot tai roskat, joita voi kerääntyä putkilinjan lähelle. Ulkoisessa tarkastuksessa vahvistetaan myös putkilinjan vakauttamiseksi merenpohjaan rakennettujen kiviainespenkere-rakenteiden eheys. Ensimmäinen ulkoinen tarkastus (lähtökohtatilanteen tarkastus) Putkilinja 1:lle tehtiin vuonna 2012 pian sen valmistumisen ja ensimmäisen käyttöjakson jälkeen, jotta voitiin määrittää että putkilinja oli paikallaan kuormitettuna. Siitä saatiin tarvittavat pohjatiedot seuraavia tarkastuksia varten. Tänä vuonna on tehty Putkilinja 2:n ensimmäinen lähtökohtatilanteen tarkastus on tehty. Putkilinja 1:n vuositarkastus on parhaillaan käynnissä. Molempien putkilinjojen sisäinen tarkastus tehdään älykkäillä porsailla, PIGtarkastuslaitteilla (Pipeline Inspection Gauge), joilla havaitaan pienimmätkin muutokset putkilinjan kunnossa. PIG-tarkastuslaitteet lähetetään kaasuvirran mukana putkilinjan läpi. Ne voivat havaita ja identifioida pienimmätkin muutokset putkilijan tilassa, samoin kuin mahdollisen korroosion ja mekaaniset vauriot. Lisäksi ne mittaavat sijaintikoordinaatteja, joita vertaamalla asennuksen ja suunnittelun aikaisiin tietoihin voidaan havaita, mikäli putkilinja on vähänkään liikkunut. 1
Sisäinen tarkastus Sisäinen tarkastus toteutettiin ensimmäisen kerran kesällä 2013. Sen tarkoituksena oli vahvistaa Nord Stream -putkilinjan rakennusprosessin laatu ja kerätä pohjatiedot, joihin kaikkia tulevien tarkastusten tuloksia verrataan mahdollisten muutosten tai liikkeiden havaitsemiseksi. Tässä lähtötason tarkastuksessa Nord Stream tutki molemmat putket sisäpuolelta useita peräkkäisiä kertoja PIG-tarkastuslaitteiden avulla. Eri tarkastuslaitteet lähetetään Venäjän rantautumispaikalla sijaitsevasta PIGlaukaisimesta. Kaasu ohjataan laukaisimeen, ja kun paine työkalun takana ylittää tarkastuslaitteiden edessä olevan paineen, se työntää laitteet putkilinjan läpi kaasuvirran mukana Saksan rantautumispaikalla sijaitsevaan PIG-vastaanottimeen. Kumpikin putki tarkastetaan erikseen. Ensimmäinen putkeen lähetettävä laite on PIGmittauslaite, jonka matka Saksaan kestää kolmesta neljään päivään. Kun se on saapunut perille ja sen tiedot on analysoitu, putken läpi lähetetään puhdistuslaite ja riippuen laitteen keräämän lian ja pölyn määrästä tarvittaessa myös toinen puhdistuslaite. Tämän jälkeen putkeen lähetetään tarkastuslaite, joka viipyy matkalla noin yhdeksän päivää. Kun laitteet ovat saapuneet Saksaan, ne puhdistetaan ja huolletaan. Tarkastuslaitteiden keräämät tiedot otetaan talteen ja lähetetään jälkikäsittelyyn sekä kolmivaiheiseen analyysiin. Kaikki sisäiset tarkastusluotaimet ja -laitteet ovat ROSEN Group -yhtiön valmistamia. ROSEN on suunnitellut huipputekniset tarkastuslaitteet erityisesti Nord Stream - putkilinjoja varten. Kaikki luotaimet ja laitteet on testattu laajasti muun muassa läpivetotestissä testiputkissa, joissa putkien metalliseinämässä ja betonipinnoitteessa oli tehty muutoksia. Paineilmatestissä varmistettiin laitteiden toiminta ja ominaisuudet. Tarkastuslaite testattiin lisäksi Malesiassa samanlaisessa mutta lyhyemmässä 48- tuumaisessa putkessa ennen sen käyttöönottoa Nord Stream -putkilinjassa. Kolmenlaisia laitteita Tarkastukseen käytetään kolmea eri laitetta: mittauslaitetta, puhdistuslaitetta sekä tarkastuslaitetta, joka kartoittaa mahdollisen korroosion ja mekaaniset vauriot teräspinnassa sekä putkilinjojen tarkat kaarteet inertianavigointijärjestelmän avulla. Mittauslaite Mittauslaitteen tehtävänä on havaita putken sisähalkaisijan merkittävät poikkeamat, jotka saattaisivat estää tarkastusluotaimen kulun putkessa. Mikä tahansa ulkonema leikkaa mittauslaitteen levyyn jälkiä, ja nämä vauriot analysoidaan myöhemmin mahdollisten tukosten koon määrittämiseksi. Mittaus on suoritettu jo kerran aikaisemmin putkilinjojen käyttöönoton valmisteluvaiheessa. Tuolloin jokainen putkilinjan osa täytettiin vedellä, puhdistettiin ja mitattiin. Vesi poistettiin vedenpoistolaitteilla, jotka ajettiin putken läpi paineilmalla. Mittauslaite laukaistaan putkilinjaan Portovajan kompressoriasemalta PIGlaukaisimen avulla, ja se saapuu Saksaan kaasuvirtauksen voimalla kolmessa neljässä päivässä. Mittauslaite painaa noin 1,5 tonnia ja on 2,2 metriä pitkä. 2
Kuva 1. 48-tuumainen pitkän matkan PIG-laite, jossa on mittauslevyt (mittauslaite) Puhdistuslaite Puhdistuslaitteen tehtävänä on poistaa putkesta käytön aikana sinne mahdollisesti kertyneet pölyhiukkaset sekä putken sisäpinnasta mahdollisesti irronneet pienhiukkaset. Puhdistuslaitteessa on harjakset, jotka keräävät pölyhiukkaset. Laite myös työntää pölyn edellään tiivisterenkailla, jotka ovat putken sisähalkaisijaa suurempia. Laitteen sisältämä ohitusventtiili päästää osan laitetta kuljettavasta kaasusta laitteen ohi. Tämä rajoittaa puhdistuslaitteen nopeutta, huuhtelee putken sen loppupäässä sekä tehostaa hiukkasten kuljettamista putkistossa. Laite painaa 1,8 tonnia ja on 2,6 metriä pitkä. Kun laite saapuu Saksaan kolmesta neljään päivää laukaisun jälkeen, se puhdistetaan ja sen putkesta keräämä materiaali analysoidaan. Kuva 2. 48-tuumainen PIG-laite, jossa on harjakset ja magneetit (puhdistuslaite) Tarkastuslaite 3
Tärkeimmät tarkastustehtävät suorittaa niin kutsuttu älykäs porsas, PIGtarkastuslaite (tarkastusluotain), jossa on lukuisia putkilinjan eheyttä tutkivia antureita. Laite mittaa jatkuvasti kulkemansa matkan pituutta putken sisäpinnalla rullaavien pyörien avulla, mikä helpottaa mittaustulosten paikantamista putkilinjassa. Koska laite toimii parhaiten edetessään 1,5 m/s nopeudella, aktiivinen nopeudensäätöjärjestelmä valvoo laitteen nopeutta ja ohjaa ohitusventtiiliä, joka tarvittaessa hidastaa laitetta oikeaan vauhtiin. PIG-tarkastuslaite painaa yli 7,3 tonnia ja on 6,6 metriä pitkä. Laitteessa on akut, jotka toimivat antureiden virtalähteenä tarkastuksen aikana, sekä suuritiheyksinen muistilaite, johon analysoitavat tiedot tallentuvat. Nopeudensäätöyksikkö Magneettivuoyksikkö Etäisyyden tallennus Työntömitta ja sisäiset korroosioanturit Inertiamittausyksikkö Kuva 3. 48-tuumainen PIG-tarkastuslaite (HiRes Metal Loss Mapping Tool) ja sen toiminta Sisähalkaisijan työntömitta havaitsee ja mallintaa mahdolliset poikkeamat alkuperäisen putken muodosta jopa alle millimetrin tarkkuudella. Se havaitsee, paikallistaa ja tunnistaa kaikenlaiset sisähalkaisijan muutokset, poikkeavat kohdat pyöreydessä sekä kolhut. Laite pystyy myös havaitsemaan ja kartoittamaan mahdolliset huonosti kohdistetut hitsausliitokset. Anturit mittaavat muutoksia siinä, miten pitkälle putken seinämää jousitetun työntömitan varret taipuvat, ja havaitsevat putken pienimmätkin lommot tai poikkeamat sen pyöreydessä. Anturi Miltä pieni poikkeama näyttäisi 4
analysoidussa datassa Kuva 4. Sisähalkaisijan työntömitta Nord Stream -putkilinjan ei odoteta altistuvan korroosiolle toimintansa aikana. Kaasu mitataan aina ennen putkeen johtamista mahdollisen vesikontaminaation havaitsemiseksi ja poistamiseksi. Näin vesi ei pääse putkilinjaan aiheuttamaan korroosiota. Putkien sisäseinämissä on myös virtausta parantava pinnoite, joka suojaa terästä ulkoisilta vaikutuksilta. Sisäinen korroosioanturi on etäisyyden tunnistin, joka on liitetty pinnan metallivaurioita mittaavan työntömitan varteen. Pienet vauriot putken sisäpinnassa muuttavat anturin mittaamaa etäisyyttä putken seinämästä. Anturi Miltä pieni pistekorroosio näyttäisi analysoidussa datassa Kuva 5. Sisäinen korroosioanturi Mahdolliset mekaaniset vauriot tai korroosio teräksen sisällä tai teräksen ja ulkoisen betonipinnoitteen välissä havaitaan magneettivuota mittaavalla vuotoanturilla. Voimakas magneettikenttä magnetisoi putken seinämän, ja sähkömagneettinen anturi tallentaa kaikki muutokset teräksen magneettivuossa. Anturi havaitsee korroosiosta tai pinnoitemateriaalien irtoamisesta aiheutuneet muutokset seinän paksuudessa. 5
Anturi Miltä korroosio näyttäisi analysoidussa datassa Kuva 6. Magneettivuon vuotoanturi Inertianavigointijärjestelmä eli XYZ-yksikkö on asennettu tarkastusluotaimeen putken tarkan muodon kartoittamiseksi. Kerättyjä kolmiulotteisia pohjatietoja putkien kaikista kaarteista ja mutkista verrataan myöhemmissä tarkastuksissa koottuun dataan. Muodon mittauksen tavoitteena on havaita putkilinjan mahdollinen vähittäinen liike, joka voisi rasittaa mutkakohtia. Laite mittaa inertiagyroskooppianturiin kohdistuvan rasituksen sen kulkiessa kaarteen läpi. Mahdolliset muutokset putkilinjan kaarteissa havaitaan vertailtaessa koottua dataa pohjatietoihin. Tarvittaessa putkisto voidaan vakauttaa ja siirtymät estää esimerkiksi kiviaineksen täsmäsijoituksen avulla. Kaarre putken testatussa osassa näkyisi analyysissa seuraavasti Kuva 7. Inertianavigointijärjestelmä 6
Teknisiä tietoja Nord Stream -putkilinjan sisäinen tarkastus on tämänkaltaisten operaatioiden maailmanennätys, putkien pituuden (2 x 1 224 km) ja putken seinämien paksuuden (jopa 41 mm) analysoinnin osalta. Nord Streamin käyttämässä tarkastuslaitteessa on voimakkain koskaan kehitetty magneettikenttä. Tarkastusluotaimen keräämät tiedot muodostavat kaikkien aikojen pisimmän sisäisessä tarkastuksessa kootun tiedoston. Yli 2 000 mittauskanavaa ja näytteen tallennus 2,5 mm:n välein yli 1 224 000 000 mm:n pituisessa putkessa laite kuljettaa Saksaan yli 1 000 000 000 000 (10 12 ) eli yli triljoona mitta-arvoa. Tämän vuoden vertailutason tarkastuksen jälkeen putken sisäpuoli tarkastetaan muutaman vuoden välein mahdollisen korroosion ja mekaanisten vaurioiden varalta. Lisäksi putkilinjan sijaintikoordinaatteja verrataan asennuksen aikaisiin tietoihin, jotta varmistutaan, ettei putkilinja ole liikkunut paikaltaan. Kaikki käytetyt kuvat ovat ROSEN Group omaisuutta. Lisätietoja osoitteessa Lisätietoja: Lehdistöpalvelu. +41 41 766 91 90 Sähköposti: press@nord-stream.com 7