لوله کشی صنعتی
لوله کشی صنعتی (piping) شاخه ای از لوله‌کشی است که بیشتر در خارج از ساختمان‌های مسکونی، و معمولاً در کارخانه‌های فرایندی، پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها و… اجرا می‌شود. که به منظور انتقال، توزیع، اختلاط، جداسازی، تخلیه، اندازه گیری و کنترل سیالات (مایع، گاز یا دوغاب) مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف اصلی طراحی و اجرای پایپینگ، انجام مناسب فعالیت‌های مذکور با راندمان بالا است.
انواع لوله کشی:
- لوله‌کشی فرایندی (Process piping): معمولاً برای انتقال سیالات بین مخزن‌های مختلف و واحدهای فرایندی انجام می‌شود.
- لوله‌کشی خدماتی (Service Piping): معمولاً برای انتقال آب، بخار و هوای فشرده استفاده می‌شود. به این سیستم لوله‌کشی گاهی لوله‌کشی یوتیلیتی (Utility Piping) نیز گفته می‌شود
- لوله‌کشی دریایی (Marine Piping): مربوط به لوله‌کشی انجام شده داخل کشتی هاست. این لوله‌کشی‌ها معمولاً بسیار گسترده‌است.
- لوله‌کشی انتقال (Transportation Piping): معمولاً لوله‌کشی‌هایی با قطرهای بسیار بزرگ است که برای انتقال نفت و گاز و آب و گاهی زغال‌سنگ (به صورت شناور در آب) به کیلومترها دورتر انجام می‌شود.
- لوله‌کشی شهری (Civil Piping): لوله‌کشی انجام شده برای برای توزیع یوتیلیتی (آب و گاز و فاضلاب شهری)
تجهیزات لوله کشی:
تجهیزات لوله کشی صنعتی ، مجموعه‌ای از قطعات مورد نیاز برای اجرای سیستم‌های لوله کشی هستند. از اقلام اصلی سیستم‌های پایپینگ می‌توان به لوله، ساپورت، پایپ رک، فیتینگ، فلنج و ولو اشاره کرد. با توجه به کاربری مورد نظر، امکان استفاده از تجهیزات و ابزار دیگر نیز وجود دارد.
لوله (pipe): لوله، اصلی‌ترین تجهیزات مورد استفاده در سیستم‌های انتقال سیالات است. سیالات مختلف معمولا از درون لوله‌هایی با مقطع دایره‌ای به محل مورد نظر انتقال داده میشوند. ابعاد و مشخصات مکانیکی لوله از مهم‌ترین پارامترهای انتخاب این تجهیزات برای سیستم‌های لوله‌کشی مختلف هستند.
برای نشان دادن ابعاد لوله از حروف اختصاری زیر استفاده می‌شود:
NPS : اندازه اسمی لوله
DN: قطر اسمی لوله
OD : قطر خارجی لوله
ID : قطر داخلی لوله
SCH : عدد اسکجول یا ضخامت دیواره لوله
STD : ضخامت دیواره استاندارد یا لوله با وزن استاندارد
XS : لوله سنگین
XXS : لوله فوق سنگین
یکی دیگر از معیار های تقسیم بندی لوله ها، شکل انتهای لوله ها می باشد که با علائم اختصاری زیر نمایش داده می شوند:
BBE: دو انتها پخ خورده
TBE: دو انتها رزوه شده
PBE : دو انتها صاف
BLE/TSE : انتهای بزرگ پخ خورده و انتهای کوچک رزوه شده
تیوب (Tube): یکی دیگر از تجهیزات پرکاربرد برای انتقال سیالات تیوب است. به دلیل شباهت‌های زیاد، عبارت‌های لوله و تیوب در اغلب موارد به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما با نگاهی در تعاریف این دو تفاوت آن ها معلوم می شود.
لوله، مقطع توخالی دایره‌ای شکل مورد استفاده برای انتقال مایعات، گازها و غیره است که توسط ابعاد اسمی نمایش داده می‌شود. تیوب، مقطع توخالی دایره‌ای، مستطیلی، مربعی و بیضوی که توسط قطر خارجی و ضخامت دیواره مشخص می‌شود.
تکیه گاه لوله (Pipe Support) یا ساپورت: المانی برای انتقال بارهای اعمال شده از طرف لوله به سازه‌های نگهدارنده است. وزن لوله، فیتینگ، سیال عبوری و پوشش‌ها (نظیر مواد عایق) از بارهای اعمال شده به ساپورت هستند. از عمکلردهای اصلی ساپورت لوله می‌توان به مهار، هدایت، جذب ضربه و نگهداری از یک بار مشخص اشاره کرد. در صورت به کارگیری ساپورت در شرایط دمایی بسیار بالا یا بسیار پایین، از مواد عایق در ساخت این المان استفاده می‌شود.
ساپورت لوله به انواع صلب، فنری و جاذب ضربه تقسیم می‌شود.
پایپ رک (Pipe Rack): شریان اصلی یک واحد فرآیندی است که به منظور نگهداری از ساپورت، کابل‌های برق، تجهیزات ابزار دقیق و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. در برخی از موارد، پایپ رک برای نگهداری از تجهیزات مکانیکی نظیر مخازن و پلتفرم دسترسی به شیرآلات نیز به کار برده می‌شود. لوله‌های متصل بر روی پایپ رک‌های اصلی، معمولا مواد را بین تجهیزات یا انبارها انتقال می‌دهند.
اتصالات : اتصالات المان‌هایی هستند که به منظور اتصال لوله‌ها به یکدیگر و پوشش دهانه لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از فیتینگ، امکان تغییر مسیر، ایجاد انشعاب و تغییر ابعاد لوله‌ها را فراهم می‌کند.
برخی از المان‌های پرکاربرد اتصالات پایپینگ عبارت هستند از:
- زانویی
- سه راهی یا اتصال T شکل
- انشعاب گیری لوله به لوله
- کاهنده
- کپ یا کلاهک
- پلاگ یا درپوش
- سوئیچ نیپل
- پیچ و ساکت ولد
- کوپلینگ
زانویی: زانویی، یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین اتصالات است که به منظور تغییر جهت لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. متداول‌ترین نوع این اتصالات، زانویی ۴۵ تا ۹۰ درجه است. با توجه به شعاع گردش، زانویی‌ها به کلاس‌های LR (شعاع بلند) و SR (شعاع کوتاه) تقسیم‌بندی میشوند.
سه راهی: اتصال T شکل یا سه راهی، اتصالی است که برای ایجاد انشعاب در مسیر لوله‌ها به کار برده می‌شود. از انواع سه راهی می‌توان به سه راهی مستقیم و کاهنده اشاره کرد. به لوله‌ای که از آن انشعاب گرفته می‌شود، لوله اصلی یا «هدر» (Header) و به دیگر لوله‌های متصل به سه‌راهی، لوله‌های فرعی می‌گویند.
کلاهک: کلاهک یا کپ، ابزاری است که به منظور بستن انتهای باز لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف اصلی این وسیله، محافظت از انتهای لوله‌هایی با شکل‌های مختلف و جلوگیری از نشت سیالات است. کپ‌ها در شکل‌ها (دایره‌ای، گرد، مستطیلی، U شکل، I شکل، شش ضلعی)، جنس‌ها (آلومینیوم، پلی‌اتیلن، فولاد ضد زنگ) و ابعاد مختلف ارائه میشوند.
کوپلینگ: کوپلینگ‌ها اتصالات فورج شده‌ای هستند که مطابق با استاندارد ASME B16.11 تولید شده و برای اتصال لوله‌ها استفاده میشوند. این محصول به صورت فول کوپلینگ و نیم کوپلینگ تولید شده با اتصال ساکت ولد و رزوه‌ای موجود می‌باشد. همچنین در شرایط خاص می‌تواند هم دارای اتصال ساکت ولد و هم اتصال رزوه‌ای باشد.
شیر آلات:
شیرآلات لوله کشی صنعتی یا اصطلاحا ولو (Valve)، قطعاتی هستند که به منظور کنترل و تنظیم جریان سیالات در سیستم‌های لوله کشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ولوها وظایف مختلفی را برعهده دارند که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به راه انداختن/متوقف کردن جریان (کلید جریان)، افزایش/کاهش نرخ جریان (تنظیم کننده سرعت)، تنظیم فشار، تنظیم دما، جدا کردن یک واحد از سیستم و برعکس کردن جهت جریان اشاره کرد.
اجزا شیرآلات:
- بدنه
- رگولاتور
- نشیمنگاه
- فلکه
- ساقه
- اتصال انتهایی
- عملگر
انواع شیر آلات:
شیر کشویی (Gate Valve): ولو کشویی، از یک مانع برای قطع و وصل جریان استفاده می‌کند. با تغییر وضعیت مانع، جریان به طور کامل باز یا بسته می‌شود.
شیر کروی (Globe Valve): مکانیزم کنترل جریان در این ولو کروی، از یک دیسک به شکل مخروط ناقص یا نیم کره تشکیل می‌شود. این نوع ولو، به منظور کاهش/افزایش تدریجی جریان مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقاومت در برابر جریان و افت فشار در شیر کروی نسبت به شیر کشویی به میزان قابل توجهی بیشتر است.
شیر زاویه ای (Angle Valve): ولو زاویه ای، به منظور افزایش/کاهش تدریجی جریان و تغییر جهت آن به کار برده می‌شود.
شیر یک طرفه (Check Valve): ولو یک طرفه از بازگشت سیال و حرکت آن در جهت مخالف جلوگیری می‌کند. این نوع ولو، معمولا به همراه ولو‌های کشویی و کروی مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیر یک طرفه نوسانی (Swing Check) و شیر یک طرفه فشاری (Lift Check Valve) از انواع شیرآلات یک طرفه هستند.
شیر توپی (Ball Valve): ولو توپی از یک توپ فلزی توخالی به عنوان رگولاتور استفاده می‌کند. این نوع ولو با بهره‌مندی از یک مکانیزم ساده، مسیر جریان را به طور کامل مسدود یا باز می‌کند.
شیر سماوری یا پلاگ ولو (Plug Valve): نوعی ولو با رگولاتور استوانه‌ای یا مخروطی توخالی است. رگولاتور این شیر با چرخش در جهت محور خود باعث تنظیم جریان یا مسدود کردن کامل آن می‌شود. شیر سماوری به گریس‌کاری مداوم نیاز دارد.
شیر پروانه ای یا باترفلای ولو (Butterfly Valve): ولو پروانه ای برای جدا کردن یا تنظیم جریان سیال مورد استفاده قرار می‌گیرد. پیکربندی این نوع ولو بسیار ساده است و از یک دیسک دایره‌ای دوار تشکیل می‌شود. شیر پروانه‌ای از اغتشاشات و افت فشار کمتر بهره می‌برد. این نوع شیر برای نرخ‌های جریان بالا مناسب است.
شیر تخلیه یا ریلیف ولو (Relief Valve): شیر تخلیه فشار یا PSV، به منظور حفظ فشار سیستم در سطح ایمن استفاده می‌شود. در هنگام افزایش بیش از حد فشار، شیر باز شده و با بازگشتن فشار به سطح ایمن، شیر بسته می‌شود.
شیر کنترلی یا کنترل ولو (Control Valve): معمولا شیرهای خودکار کروی به عنوان ولو کنترلی برای نظارت و تنظیم تغییرات سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شیر دیافراگمی (Diaphragm Valve): در ولو دیافراگمی، مسیر جریان سیال توسط یک دیافراگم الاستومری کنترل می‌شود. بدنه این نوع ولو از دو یا چند قطعه تشکیل شده است. حرکت قطعه دارای دیافراکم بر روی نشیمنگاه، تغییر جریان سیال را به همراه دارد.
شیر گلویی (Pinch Valve): ولو گلویی، از یک شلنگ یا لوله الاستیک به همراه یک قطعه متصل به بخش الاستیک تشکیل می‌شود. اعمال فشار به قطعه مجرابند، جمع شدن بخش الاستیک و بسته شدن مسیر حرکت سیال را در پی دارد.
جنس تجهیزات پایپینگ:
فولاد زد زنگ (stainless steel): یکی از متداول ترین متریال های مورد استفاده در پایپینگ پتروشیمی و پالایشگاه،فولاد زد زنگ است.استیل فورجی به شکل گسترده ای به منظور تولید اتصالات در پایپینگ صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد،در جاییکه در کاربردهای خاص از استیل ریخته گیری استفاده می شود.لوله های مورد استفاده در پایپینگ خطوط لوله در دو نوع درزدار و بدون درز تولید می شوند.
چدن: چدن مقاومت بالایی در برابر خوردگی،سایش و فرسایش دارد و در پایپینگ پتروشیمی به منظور انتقال پسماند جامد حاصل از کوره های سوخت،همچنین در پایپینگ خطوط لوله فاضلاب و لوله های آب زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد.
با این وجود لوله و اتصالات چدنی مورد استفاده در پایپینگ صنعتی بسیار شکننده بوده و به منظور استفاده در خطوط لوله تحت فشار مناسب نیستند.لوله و اتصالات چدنی مورد استفاده در پایپینگ پتروشیمی و پالایشگاه ها و خطوط لوله انتقال نفت و گاز،از گریدهای مختلفی شامل چدن خاکستری،چدن چکش خوار و چدن داکتیل تولید میشوند.
مس: ترکیبات غیر آهنی مانند مس و آلیاژهای مس در پایپینگ خطوط لوله به منظور انتقال آب،در جاییکه دما در اولویت اول نباشد مورد استفاده قرار می گیرد.
چنانچه در حوزه کاری خود به مشکلی برخورد کرده‌اید و در جستجوی فرد و یا شرکت‌های توانمند برای حل مشکلتان هستید می توانید با عضویت در سامانه گلوپ و ثبت مشکل خود با این افراد و شرکت ها ارتباط برقرار کنید.
برای مشاهده مطالب بیشتر به گلوپ پلاس مراجعه فرمایید.