Tecnologias de detecção de vazamento fornecem soluções para segurança de dutos

A indústria do gás natural tem estado sob pressão constante para proporcionar segurança pública e reduzir a quantidade de metano liberado para a atmosfera como emissão de gases de efeito estufa (GEE). Isso envolve toda a cadeia de abastecimento de gás natural, desde a boca do poço até a ponta do queimador ou desde upstream, exploração e produção até midstream, coleta, armazenamento e transmissão para operações de distribuição downstream. A indústria não apenas enfrenta regulamentações contínuas da Administração Federal de Segurança de Oleodutos e Materiais Perigosos (PHMSA) e respectivas agências reguladoras estaduais de segurança de oleodutos, mas também das Agências de Proteção Ambiental (EPA) federais e estaduais.

A indústria percorreu um longo caminho desde os primeiros dias de uso da tecnologia de detecção de vazamento por ionização de chama (FID) portátil e móvel, que usava uma mistura de hidrogênio e nitrogênio combustível em um detector para caminhar ou dirigir sobre redes de tubulação de gás natural. Esses dispositivos exigiam uma quantidade considerável de manutenção junto com garrafas externas de gases de calibração.

A chave para reduzir as emissões de metano das instalações acima e abaixo do solo são as inspeções regulares de detecção de vazamentos, que podem ser realizadas usando detecção fixa de gás, tecnologias baseadas em veículos e instrumentação portátil. A indústria está vendo o advento de tecnologias aéreas de satélite, aeronaves de asa fixa, helicópteros e veículos aéreos não tripulados (UAV) ou drones. Chamamos isso de abordagem "em camadas" para detecção de vazamentos, na qual várias camadas de proteção podem detectar, localizar e identificar locais de vazamento para reparo.

Não existe uma única tecnologia para detecção de vazamentos, mas uma infinidade baseada na localização do ativo, aplicação e resultado desejado. A maioria dos dispositivos detecta metano, que é o principal componente do gás natural e o principal contribuinte para a mudança climática como uma emissão de GEE. Todos os dados dessas tecnologias podem ser capturados em um aplicativo de software para relatórios federais e estaduais, bem como reparos de acompanhamento. Os dados podem envolver coordenadas de GPS de redes de tubulação que foram pesquisadas para verificação de vazamentos com carimbos de data e hora, localizações de vazamentos, classificação de vazamentos, quantificação de vazamentos e calibração de instrumentos para manutenção de registros permanentes. Também sabemos que um mercaptano ou sulfeto pode ser adicionado ao gás natural como um odorante para o público detectar por meio de seu olfato para uma possível indicação de vazamento, mas isso é usado principalmente em ativos de distribuição e não é comum na transmissão ou coleta de gás. As tecnologias discutidas abaixo detectam o metano no gás natural e não o odorante adicionado.

Detectores de gás fixos baseados na tecnologia de espectroscopia de absorção de laser de diodo ajustável de caminho aberto (TDLAS) monitoram instalações 24 horas por dia, 7 dias por semana para emissões de metano. Essa tecnologia é normalmente usada em locais de poços, armazenamento subterrâneo, estações de portão e locais de dutos de alta consequência (HCA). Existem várias tecnologias implantadas, desde lasers de caminho aberto até sensores pontuais para monitoramento contínuo de ativos em busca de indicações de vazamento. Essas tecnologias não identificam localizações exatas, mas podem fornecer uma localização generalizada para acompanhamento com tecnologia portátil.

Detecção avançada de vazamento móvel (AMLD) usando a tecnologia TDLAS de caminho aberto para detecção de vazamento de gás natural em dutos de coleta, transmissão e distribuição. Essa tecnologia pode detectar metano e etano separadamente em partes por bilhão (ppb). Isso permite que o operador diferencie vazamentos de dutos de ocorrência natural biogênica, pântano, pântano, decomposição ou gás de esgoto. Veículos equipados com AMLD podem viajar muito mais rápido e permitir uma cobertura mais frequente de ativos para segurança pública e redução contínua de emissões. Esses sistemas possuem pacotes de software muito elaborados para analisar detecções com base em indicações, direção do vento, localização GIS, quantificação de vazamentos e centralizar a indicação para acompanhamento de investigação e localização por equipes "boots on the ground".

Detecção de vazamento móvel usando detecção de gás por espectroscopia de polarização de interferência controlada por infravermelho óptico (CIPS) com amostragem por bomba para levantamento de coleta subterrânea, redes de tubulação de transmissão e distribuição, pode detectar metano em partes por milhão (ppm). Essa tecnologia pode ser instalada em veículos offroad para facilitar o acesso a locais de difícil acesso. A mesma tecnologia pode ser facilmente removida do veículo para aplicações portáteis de localização de vazamentos e leituras de furos de barras no subsolo para identificação e classificação de vazamentos com a capacidade de determinar o limite inferior de explosão (LEL) e as leituras percentuais de gás. É fundamental ter um único dispositivo para detectar ppm, LEL e porcentagem de gás de volume, tudo em uma resposta rápida de seleção automática para centralização de vazamentos, localização de vazamentos e classificação de vazamentos. Esses dispositivos substituíram a tecnologia FID anterior como a principal ferramenta para pesquisas de vazamento de amostragem de superfície para conformidade regulamentar.