Τα μεγάλα έργα πετρελαίου και φυσικού αερίου εξαρτώνται από ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρικών και επικοινωνιακών συστημάτων. Από τον εξοπλισμό γεώτρησης και παραγωγής έως τις αντλίες, τα συστήματα ελέγχου, τα όργανα και τα δίκτυα επικοινωνίας, τα αξιόπιστα καλώδια είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της ασφαλούς και αποτελεσματικής λειτουργίας ολόκληρης της εγκατάστασης.
Σε αντίθεση με τα καλώδια που χρησιμοποιούνται σε συνηθισμένα εμπορικά κτίρια, τα βιομηχανικά καλώδια σε εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου μπορεί να χρειαστεί να αντέχουν σε πετρέλαιο, χημικά, υψηλές θερμοκρασίες, υγρασία, κραδασμούς, μηχανικές καταπονήσεις και απαιτητικά εξωτερικά περιβάλλοντα.
Για αυτόν τον λόγο, ένα μεγάλο έργο πετρελαίου και φυσικού αερίου συνήθως απαιτεί πολλούς διαφορετικούς τύπους βιομηχανικών καλωδίων αντί για ένα καλώδιο γενικής-χρήσης.
Λοιπόν, ποιοι τύποι καλωδίων χρησιμοποιούνται συνήθως;
1. Καλώδια ρεύματος
Τα καλώδια τροφοδοσίας είναι ένας από τους πιο σημαντικούς τύπους καλωδίων σε εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου. Χρησιμοποιούνται για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας από τον εξοπλισμό διανομής σε κινητήρες, αντλίες, συμπιεστές, εξοπλισμό γεώτρησης, συστήματα φωτισμού και άλλα ηλεκτρικά φορτία.
Ανάλογα με το έργο, τα καλώδια τροφοδοσίας μπορούν να κυμαίνονται από καλώδια χαμηλής-τάσης έως καλώδια μέσης- και υψηλής-τάσης.
Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- Κινητήρες και αντλίες
- Συμπιεστές
- Εξοπλισμός διάτρησης
- Συστήματα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας
- Εξοπλισμός επεξεργασίας
- Ηλεκτρικά συστήματα υπεράκτιας πλατφόρμας
Τα καλώδια τροφοδοσίας που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα πετρελαίου και φυσικού αερίου ενδέχεται να απαιτούν ειδική μόνωση και υλικά μανδύας για να παρέχουν αντοχή σε λάδι, χημικά, υγρασία, θερμότητα και μηχανικές βλάβες.
Για εγκαταστάσεις όπου απαιτείται πρόσθετη φυσική προστασία, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν θωρακισμένα καλώδια τροφοδοσίας.
2. Καλώδια ελέγχου
Η ενέργεια είναι μόνο ένα μέρος ενός έργου πετρελαίου και φυσικού αερίου. Ο βιομηχανικός εξοπλισμός χρειάζεται επίσης αξιόπιστα σήματα ελέγχου.
Τα καλώδια ελέγχου χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση συστημάτων ελέγχου με εξοπλισμό όπως κινητήρες, βαλβίδες, αντλίες, συσκευές διανομής και άλλα μηχανήματα.
Επιτρέπουν στους χειριστές και τα συστήματα αυτοματισμού να ξεκινούν, να σταματούν, να ρυθμίζουν και να παρακολουθούν τον εξοπλισμό σε όλη την εγκατάσταση.
Οι κοινές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- Έλεγχος κινητήρα
- Έλεγχος βαλβίδας
- Έλεγχος αντλίας
- Διακόπτης
- Βιομηχανικά μηχανήματα
- Συστήματα ελέγχου διεργασιών
Τα καλώδια ελέγχου κατασκευάζονται συχνά με πολλαπλούς πυρήνες, έτσι ώστε πολλά κυκλώματα ελέγχου να μπορούν να μεταφερθούν σε ένα μόνο καλώδιο.
Ανάλογα με την εφαρμογή, μπορεί επίσης να απαιτούν θωράκιση, θωράκιση, αντίσταση λαδιού, επιβράδυνση φλόγας ή εύκαμπτη κατασκευή.
3. Καλώδια οργάνων
Οι σύγχρονες εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε όργανα για την παρακολούθηση των συνθηκών λειτουργίας.
Τα καλώδια οργάνων μεταδίδουν σήματα από όργανα πεδίου σε συστήματα ελέγχου, επιτρέποντας στους χειριστές να παρακολουθούν παραμέτρους όπως:
- Πίεση
- Θερμοκρασία
- Ροή
- Επίπεδο
- Συνθήκες διαδικασίας
Επειδή πολλά σήματα οργάνων είναι σχετικά χαμηλής στάθμης, οι ηλεκτρικές παρεμβολές μπορούν να επηρεάσουν την ακρίβεια του σήματος.
Για το λόγο αυτό, τα καλώδια οργάνων χρησιμοποιούν συνήθως συνεστραμμένα ζεύγη και θωράκιση για να βοηθήσουν στη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και της ανεπιθύμητης σύζευξης σήματος.
Διαφορετικές κατασκευές μπορεί να περιλαμβάνουν ατομική θωράκιση ζεύγους, συνολική θωράκιση ή συνδυασμό και των δύο.
Τα καλώδια οργάνων χρησιμοποιούνται ευρέως σε διυλιστήρια, πετροχημικά εργοστάσια, εγκαταστάσεις γεώτρησης, αγωγούς και συστήματα επεξεργασίας πετρελαίου και φυσικού αερίου.
4. Καλώδια Επικοινωνίας
Η επικοινωνία είναι ένα άλλο ουσιαστικό μέρος ενός σύγχρονου έργου πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Οι μεγάλες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν δίκτυα επικοινωνίας για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ αιθουσών ελέγχου, συσκευών πεδίου, συστημάτων παρακολούθησης, βιομηχανικού εξοπλισμού και απομακρυσμένων τοποθεσιών.
Ανάλογα με την εφαρμογή, τα συστήματα επικοινωνίας μπορούν να χρησιμοποιούν:
- Βιομηχανικά καλώδια Ethernet
- Συνεστραμμένα καλώδια επικοινωνίας-ζευγών
- Ομοαξονικά καλώδια
- Καλώδια οπτικών ινών
Τα βιομηχανικά καλώδια Ethernet μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτοματισμό και επικοινωνία δεδομένων, ενώ τα καλώδια οπτικών ινών μπορεί να προτιμώνται για μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις, υψηλό εύρος ζώνης ή περιβάλλοντα με σημαντικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.
Τα καλώδια επικοινωνίας μπορεί επίσης να χρειάζονται πρόσθετη προστασία όταν εγκαθίστανται σε εξωτερικούς χώρους ή σε χώρους εκτεθειμένους σε υγρασία, χημικά, κραδασμούς ή μηχανικές καταπονήσεις.
5. Καλώδια απόδοσης-Ανθεκτικά στη φωτιά και στη φωτιά-
Η πυρασφάλεια είναι ένα σημαντικό ζήτημα στις εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου, επειδή πολλές περιοχές περιέχουν εύφλεκτα υλικά και υδρογονάνθρακες.
Σε ορισμένες εφαρμογές, τα καλώδια μπορεί να χρειαστεί να διατηρήσουν την ακεραιότητα του κυκλώματος για μια συγκεκριμένη περίοδο κατά τη διάρκεια μιας πυρκαγιάς ή να παρέχουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά-επιβραδυντικής φλόγας και χαμηλού{1}}καπνού.
Ανάλογα με τις απαιτήσεις του έργου, οι προδιαγραφές καλωδίων μπορεί να περιλαμβάνουν:
- Επιβράδυνση φλόγας
- Αντοχή στη φωτιά
- Χαμηλή εκπομπή καπνού
- Κατασκευή χαμηλού αλογόνου ή-ελεύθερης αλογόνου
- Αντοχή στη διάδοση της φωτιάς
Αυτά τα καλώδια μπορεί να είναι σημαντικά για συστήματα έκτακτης ανάγκης, συναγερμούς, συστήματα ασφαλείας, συστήματα επικοινωνίας, φωτισμό έκτακτης ανάγκης και άλλα κρίσιμα κυκλώματα.
Οι ακριβείς απαιτήσεις απόδοσης πυρκαγιάς-εξαρτώνται από το σχεδιασμό του έργου, την τοποθεσία εγκατάστασης, τα ισχύοντα πρότυπα και τους τοπικούς κανονισμούς.
6. Τι πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή καλωδίων;
Η επιλογή καλωδίων για ένα μεγάλο έργο πετρελαίου και φυσικού αερίου περιλαμβάνει περισσότερα από τον έλεγχο του μεγέθους και της τάσης του αγωγού.
Το καλώδιο πρέπει να είναι κατάλληλο τόσο για την ηλεκτρική του λειτουργία όσο και για το περιβάλλον όπου θα εγκατασταθεί.
Σημαντικοί παράγοντες περιλαμβάνουν:
Θερμοκρασία λειτουργίας
Οι εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου μπορεί να περιέχουν εξοπλισμό υψηλής θερμοκρασίας και περιοχές που εκτίθενται στο άμεσο ηλιακό φως ή σε θερμά συστήματα διεργασιών.
Η μόνωση και το χιτώνιο πρέπει να είναι κατάλληλα για την αναμενόμενη θερμοκρασία λειτουργίας.
Αντοχή σε λάδι και χημικά
Τα καλώδια μπορεί να έρθουν σε επαφή με προϊόντα πετρελαίου, λιπαντικά, διαλύτες και άλλες χημικές ουσίες.
Επομένως, τα υλικά καλωδίων θα πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με τις πραγματικές ουσίες που υπάρχουν στο περιβάλλον εγκατάστασης.
Μηχανική Προστασία
Τα καλώδια που είναι εγκατεστημένα σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις ενδέχεται να υποστούν δόνηση, κρούση, τριβή, δυνάμεις έλξης ή σύνθλιψη.
Ανάλογα με την εγκατάσταση, μπορεί να απαιτείται πρόσθετη προστασία, όπως θωράκιση.
Αντοχή στην υγρασία και στο νερό
Οι εξωτερικές και υπεράκτιες εγκαταστάσεις μπορούν να εκθέσουν τα καλώδια σε βροχή, υγρασία, ψεκασμό νερού και αλμυρό νερό.
Η κατασκευή του καλωδίου πρέπει να ταιριάζει με το αναμενόμενο επίπεδο έκθεσης στο νερό.
Θωράκιση και Ηλεκτρομαγνητική Συμβατότητα
Οι εφαρμογές οργάνων, ελέγχου, επικοινωνίας και VFD ενδέχεται να απαιτούν θωράκιση για τη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και τη διατήρηση αξιόπιστης μετάδοσης σήματος.
Ευκαμψία
Ορισμένα καλώδια τοποθετούνται σε σταθερές θέσεις, ενώ άλλα υποβάλλονται σε επαναλαμβανόμενες κινήσεις ή κάμψη.
Οι εύκαμπτες κατασκευές καλωδίων μπορεί να είναι απαραίτητες για εξοπλισμό γεώτρησης, μετακίνηση μηχανημάτων ή άλλες δυναμικές εφαρμογές.
Πρότυπα και Απαιτήσεις Έργου
Τα έργα πετρελαίου και φυσικού αερίου συχνά περιλαμβάνουν λεπτομερείς τεχνικές προδιαγραφές και διεθνή ή περιφερειακά πρότυπα.
Οι ισχύουσες απαιτήσεις θα πρέπει να επιβεβαιώνονται σύμφωνα με την τοποθεσία του έργου, το περιβάλλον εγκατάστασης, τον εξοπλισμό, το επίπεδο τάσης και την προβλεπόμενη εφαρμογή.
Σύναψη
Ένα μεγάλο έργο πετρελαίου και φυσικού αερίου απαιτεί συνήθως συνδυασμό βιομηχανικών τύπων καλωδίων παρά ένα ενιαίο γενικό καλώδιο.
Καλώδια ρεύματοςπαροχή ηλεκτρικής ενέργειας.
Καλώδια ελέγχουχειρίζονται βιομηχανικό εξοπλισμό.
Καλώδια οργάνωνμετάδοση σημάτων μέτρησης και διεργασίας.
Καλώδια επικοινωνίαςυποστήριξη συστημάτων δεδομένων και δικτύου.
Πυρκαγιά-καλώδια απόδοσηςβοηθούν στη διατήρηση κρίσιμων λειτουργιών ασφαλείας υπό συνθήκες πυρκαγιάς.
Κάθε καλώδιο έχει διαφορετικό ρόλο και η κατασκευή του πρέπει να ταιριάζει με το περιβάλλον λειτουργίας.
Λαμβάνοντας υπόψη τις ηλεκτρικές απαιτήσεις, τη θερμοκρασία, την έκθεση σε χημικά, τη μηχανική καταπόνηση, την υγρασία, τη θωράκιση, την ευελιξία, την απόδοση πυρκαγιάς και τα ισχύοντα πρότυπα, οι μηχανικοί και οι ομάδες έργου μπορούν να επιλέξουν καλώδια που είναι κατάλληλα για τις συγκεκριμένες απαιτήσεις μιας εγκατάστασης πετρελαίου και φυσικού αερίου.