نقش مهندسی Piping در پروژه های ساختمانی

مهندسی Piping سه شاخه کلی را شامل می شود 1) Material of Piping 2) Supporting Stress Analyse 3) Design در این جا به بررسی مدارک مورد نیاز برای شروع یک پروژه در یک واحد فرآیندی می پردازیم هر پروژه شامل سه بخش و یا سه مرحله می باشد که شرکتهای مجری انجام پروژه براساس نوع فعالیت تقسیم بندی می شوند سه بخش کلی پروژه عبارتند از 1) Engineer

دسته بندی	مکانیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	103 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	165

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

مهندسی Piping سه شاخه کلی را شامل می شود:

1) Material of Piping

2) Supporting & Stress Analyse

3) Design

در این جا به بررسی مدارک مورد نیاز برای شروع یک پروژه در یک واحد فرآیندی می پردازیم هر پروژه شامل سه بخش و یا سه مرحله می باشد که شرکتهای مجری انجام پروژه براساس نوع فعالیت تقسیم بندی می شوند. سه بخش کلی پروژه عبارتند از:

1) Engineering 2) Procurment 3) Construction

مرحله اول: بخش مهندسی یا همان بخش طراحی انجام پروژه می باشد.

مرحله دوم: تهیه ابزار آلات لازم برای انجام پروژه می باشد.

مرحله سوم: ساخت و ساز پروژه می باشد.

شرکتهای مختلف بنا به نوع فعالیت به شرکتهای EPC یا EP و یا PC تقسیم بندی می شوند عمده شرکتهای معتبر در این صنعت از نوع شرکتهای EPC هستند.

در این مرحله به معرفی نقشه ها و مدارک مورد نیاز برای انجام یک پروژه می‌پردازیم.

نقشه ها و مدارک مورد نیاز در طراحی Piping

به منظور انجام فعالیتهای مربوط به یک پروژه لازم است که یک تیم پروژه تحت نظر یک مدیر پروژه مشغول شوند. مدیر پروژه مسئول و کنترل کننده تمامی فعالیتها بوده و پاسخگوی مسائل مربوط می باشد. افراد مشغول در انجام پروژه مسائلی از قبیل طراحی مهندسی، زمان بندی و قیمت تمام شده را در موارد مختلف به مدیر پروژه ارائه می کنند که البته معمولاً این موضوع شامل مسائل فنی پروژه نمی شود.

دپارتمان مهندسی مکانیک مهندسین را برای انجام یک پروژه خاص در زمینه های زیر بکار می گیرد. این زمینه ها عبارتند از: طراحی سیستمها و تجهیزات، ساخت و گرمایش و تهویه مطبوع و نیز طراحی تیم های Piping.

مهندسین Piping موظفند پروژه را طوری هدایت کنند که اهداف نهایی پروژه تامین شود برخی از این مسئولیت ها شامل موارد زیر است:

- انجام مراحل طراحی مهندسی کارخانه فرآیندی و ارائه طرح سیستم Piping

- تحلیل تنش لوله‌ها

- طراحی تکیه گاه‌ها

- پیشگیری از واماندگی و خروج سیال از سیستم

- به پایان رساندن موارد مشخص شده در قرارداد پروژه

- ارتباط با بخشهای دیگر پروژه به منظور هماهنگی میان تمام گروه‌های مربوطه

و تطابق لازمه با مشخصات استاندارد، مشخصات فنی، برنامه زمانبندی تعیین شده و در نهایت بودجه در نظر گرفته شده است.

برای کنترل تمامی فازهای طراحی، آنالیز، تدارکات، ساعت و نصب لوله ها و تکیه گاهها و سایر قسمتهایی که در شکل گرفتن تیم Piping لازم است سندهای فنی موجگود است که ابزار و روشهای لازم را فراهم می کنند.

مهندسین Piping با مطالعه دقیق نیازها تشخیص می دهد که چه مدارکی لازم است و در چه زمانی باید مورد استفاده و یا برای تایید به دیگر اعضای پروژه تحویل داده شود.

مدرک های مورد نیاز در مهندسی ‍Piping شامل موارد زیر است:

• دیاگرام جریان یا فرآیند Process Flow Diagram (PFD)
• دیاگرام لوله کشی به همراه ابزار دقیق Piping and Instrument Diagram (P&ID)
• Line List لیست خطوط
• Piping Specification مدارک محدود و یا مشخصات فنی کار
• Plot Plan جانمایی کلی واحد فرآیندی
• Piping Layout نقشه های طراحی لوله کشی
• ایزومتریک لوله کشی Piping Isometric
• ایزومتریک ساپورت Support Isometric
• نقشه های مرکب
• نقشه های قیود و تکیه گاهها
• مدل اشل Scale Model
• گزارشهای مربوط به تحلیل تنش
• نقشه های مربوط به بازرسی در حال سرویس
• گزارش تغییرات در طراحی

دیاگرام جریان یا فرآیند (PFD)

نقشه شماتیکی است که تعریف کلی از فرآیند سیستم را توسط نمایش تجهیزات و خطوط اصلی فرآیند همراه با مشخصات پروسی این خطوط ارائه می دهد این مشخصات عموماً شامل درجه حرارت و فشار کاری (عملیاتی)، دبی جریان، دانسیته و ویسکوزیته، میزان و یا درصد عناصر مهم در خطوط مختلف می باشد. این مهم توسط مهندسی شیمی- فرآیند آماده شده و هدف پروژه و نحوه فعالیت کارخانه را از لحاظ جریان فرآیند معین می کند این دیاگرام در مرحله Basic Design ایجاد می شود.

دیاگرام لوله کشی به همراه ابزار دقیق (P&ID)

سندی که براساس P.F.D پایه گذاری می شود وی با جزئیات کاربردی
Piping and Instrument Diagram می باشد.

این دیاگرام مشخصات فرآیندی تجهیزات، اجزاء و اقلام مورد نیاز در سیستم لوله کشی نیازهای ابزار دقیق و محل قرارگیری آنها، نحوه اتصالات لوله ها را بین تجهیزات مختلف، سیستم عایق بندی، سایز لوله ها، کلاسهای مختلف کاری براساس نوع سرویس و فشار کاری (Rating)، خطوط شیبدار و مقدار شیب، جهت جریان و… را براساس شماره خطها نشان می دهد. نکته قابل توجه در توضیحات بالا این است که آندسته از اقلام لوله کشی که در طراحی Piping Layout (چیدمان لوله‌کشی) مورد نیاز واقع می شوند در نقشه P&ID دیده نمی شوند. از جمله زانویی ها که دقیقاً بستگی به طریقه چیدمان لوله کشی دارند.

نکته دیگر در این مبحث این است که مجموعه سرویس که تعیین کننده جنس لوله و فشار کاری که اصطلاحاً Rating می گویند را با کلاس کاری نمایش می دهند. نکته بعدی که در (P&ID) به آن اشاره می شود.

که برای ارجاع به Line List پروژه Piping بکار می رود این شماره تا وقتی که پارامترهای طراحی تغییر نکند ثابت باقی خواهد ماند لذا وقتی یک شماره خط تغییر می کند.

باید انتظار داشت که برخی از پارامترها از قبیل سرویس خطوط (سیالی که در داخل لوله جریان دارد)، ماده بکار رفته، دما، فشار و یا هر ترکیب دیگری از این خصوصیات تغییر کرده باشد.

به طور خلاصه شماره خطوط شامل اطلاعات زیر است:

- قطر اسمی

- سرویس داخل لوله

- اعدادی که شماره خط را مشخص می کند

- کلاس کاری

بعنوان مثال CWS-1005-150CS-16 یک شماره خط است که به ترتیب از سمت راست مشخص کننده لوله با قطر اسمی 16 اینچ و کلاس کاری 150CS به معنای 150 پوند rating و جنس کربن استیل CS و شماره خط 1005، در یک سیستم تغذیه آب سرد Cooling Water Supply.

Line List

اعداد نشانگر شماره خط در P&ID به منظور مشخص شدن در لیست خط
(Line List) در نظر گرفته می شوند. لیست خط شامل تمام خطوط پروژه می شود که با توجه به سیستم مربوطه و سپس با توجه به اعداد نشانگر طبقه بندی می شوند. این لیست تمام پارامترهای طراحی خط مربوطه شامل قطر لوله، ضخامت دیواره، نوع سیال، دمای طراحی و دمای کاری جنس ضخامت عایق و استاندارد بکار رفته را در بر می گیرد. علاوه بر Line List اکثر پروژه ها لیستی از شیرهای مورد استفاده در سیستم Piping نیز دارند شماره شیر که برای هر شیر بطور منحصر به فرد تعیین می شود، سیستم مربوطه، کلاس و احتمالاً نوع شیر را مشخص می کند؛ نمونه Line List در ادامه آورده شده است.

لیست تجهیزات (Equipment List)

این مدرک تجهیزات را که باید در محدوده واحد فرآیند یا واحدهای جانبی قرار گیرند همراه با شماره بندی توضیحات فرآیندی لیست می کند. نمونه لیست تجهیزات در ادامه آمده است.

Piping Specification

مدرکی است که براساس استانداردهای مختلف طراحی خارج می شود. چکیده استانداردهای طراحی است. این مدرک محدودیت های کاری را در طراحی و خرید و ساخت و ساز و… براساس مسائل اقتصادی منطقه، مسائل فنی و هماهنگی گروههای مختلف کاری ایجاد می شود. این مدرک در حقیقت بایدها و نبایدهای موجود در استاندارد را پوشش می دهد.

مزیت های این مدرک شامل موارد زیر است:

1- جلوگیری از اتلاف دقت در پروژه در مراجعه به تک تک استانداردها.

2- سلیقه ای کار نشدن پروژه و یک دست و تیپ بودن کار.

3- جلوگیری از اشتباهات فنی در مسائل حائز اهمیت.

4- مسائل و محدودیت اقتصادی منطقه در موجود و یا نبودن امکانات ساخت و یا خرید از جمله مهمترین Specها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- Piping Material Specification (P.M.S)

- Insulation Specification

- Painting Specification

- Supporting Specification

Plot Plan

Plot Plan یکی از مدارک مهم وکلیدی می‌باشد که طی فاز مهندسی ایجاد می‌گردد و از آن برای جانمایی تجهیزات و قسمتهای مختلف مانند واحدهای پروسس، لوله کشی و… و همچنین ثبت روال فعالیتهای عمده مهندسی و ساخت استفاده می گردد.

Plot Plan واحد فرآیند عبارت است از یک نقشه آرایش یافته که مشخص کننده محدوده کار یک کارخانه، جاده، ساختمانهای صنعتی و غیرصنعتی، تجهیزات و محل قرارگیری آنها سازه های مورد نیاز واحد، مانند Piperack (سازه ای است که لوله به صورت دسته بر روی آن قرار می گیرد) و… که این موارد برای یک فرآیند مشخص طراحی می گردد.

Plot Plan نهایی تمام اجزاء را با شماره های مخصوص مشخص می کند و با مقیاس اشکال تجهیزات و امکانات نگهداری را در نمادهای عمودی و افقی دو بعدی نشان می دهد، عموماً آرایش ها و نقشه های سه بعدی برای تجسم بهتر به کار برده می شود.

زمینه‌های مختلف استفاده از Plot Plan در قسمت های مختلف پروژه در بخش زیر توضیح داده شده است.

- طراحی لوله: Plot Plan به منظور جانمایی تجهیزات و تیم های لوله کشی فرآیند و بررسی عدم برخورد لوله ها به هم و همچنین برآورد اجناس و مقادیر لوله مورد استفاده قرار می گیرد.

- سازه: Plot Plan به منظور ایجاد نقشه های نواحی مختلف از لحاظ ارتفاعی و محلهای تخلیه و زیرزمینی، طراحی فونداسیون و سازه ها و لوله ها، محیطهای محصور و محیطهای مسقف و برآورد تمامی اجناس عمده بکار می رود.

- مهندسی برق: Plot Plan به منظور ایجاد نقشه های تفکیکی محیط تعیین مکان سویچرها و پستهای فرعی و مراکز کنترل موتور، تعیین مسیر کابلها و تخمین اجناس عمده به کار می رود.

- مهندس ابزار دقیق: Plot Plan جهت تعیین مکانهای ابزار دقیق اتاقهای کنترل، مسیر کابلها، کنترل خانه اصلی و برآورد اجناس عمده مورد استفاده قرار می گیرد.

- مهندسی سیستم ها: Plot Plan جهت تسهیل طراحی هیدرولیکی، سایز کردن لوله و نیازهای قطع جریان امکانات مورد استفاده قرار می گیرد.

- زمان بندی و کنترل پروژه: Plot Plan جهت زمان بندی فعالیتهای مهندسی در دوره های تعیین شده مورد استفاده قرار می گیرد.

- ساخت: Plot Plan جهت زمان بندی مراحل ساخت تمام تجهیزات کارخانه مطالعات مربوط به طنابها و کابلهای مورد استفاده در جابجایی های تجهیزات و باربرداریهای عظیم بررسی قابلیت های ساخت و فضاهای لازم جهت هدایت در طول دوره ساخت مورد استفاده قرار می گیرد.

- برآورد هزینه: Plot Plan جهت برآورد کلی کارخانه یا پالایشگاه بکار برده می‌شود.

- استفاده کارفرما: Plot Plan جهت بررسی های امنیتی، اپراتوری، نگهداری و نیز به منظور ایجاد یک نقشه همزمان با ساخت از چیدمان کارخانه و مسائل کنترل پیمانکاران مورد استفاده قرار می گیرد.

نمونه یک Plot Plan در ذیل آمده است.

نقشه های طراحی Piping

براساس P&ID و Plot Plan و Specها نقشه های طراحی Piping تهیه می شوند این نقشه ها مسیر و شکل دقیق سیستم Piping را نشان می دهد و اصلی ترین document مورد استفاده توسط مهندسین Piping است. این نقشه ها معمولاً شامل نماهای elevation و Plan می شوند (نمای Plan نما از بالا و نمای elevation نمای از جانب است).

یک نمای Plan از یک سیستم Piping به طور نمونه در شکل A آورده شده است. این نما لوله ها و مخازن اصلی و همچنین چگونگی عبور لوله از ساختمان را نشان می‌دهد وی از طرف دیگر نمای پلان تفاوت ارتفاع را به خوبی نشان نمی دهد لذا برای مشخص شدن مسیر Piping هر دو نمای Plan و elevation لازم است. (شکل B نمای elevation را نشان می دهد) برای مثال ارتفاع نازل A به آسانی قابل تشخیص نیست همان طوری که در این شکلها دیده می شود. Piping به صورت یک خط توپر نشان داده می شود.

زمانی که مسیر Piping مشخص شد باید با اندازه گیری نسبت به نقاط مبنا روی نقشه تعیین گردد. معمولاً Piping نسبت به دیوار یا ستون ساختمان که محل آنها ثابت است، اندازه گیری می شود.

مبنای دیگر در سیستم Piping موقعیت شمال (Plant North Arrow) است موقعیت شمال در نقشه های Piping نمایش داده شده و بعنوان یک جهت ثابت مبنا برای طراحی Piping به کار می رود، البته جهت شمال نشان داده شده در نقشه لزوماً شمال واقعی نیست بلکه به صورت قراردادی اینطور فرض می شود موقعیت شمال معمولاً موازی با یک سری خطوط ستونهای ساختمان انتخاب می شود و مرسوم است که مسیر Piping حتی المکان موازی یا عمود بر موقعیت شمال باشد، تا بتوان بیشترین استفاده را از سازه های ساختمان به عنوان تکیه گاه (Support) کرد.

مدلهای اشل (Scale) و نقشه های مرکب

برای جلوگیری از تداخل کارها و ایجاد فضای لازم برای نصب تمام دستگاهها از نقشه های مرکب استفاده می شود. به این ترتیب هر گروه قادر خواهد بود بطور مستقل از گروههای دیگر کار خود را انجام دهد.

نقشه های مرکب ترکیبی از نقشه های سازه ای، وسایل سیستم و Piping در هر حوزه که شامل سیستم Piping سیستمهای HVAC و تجهیزات دیگر می شود. این نقشه ها به عنوان ابزار طراحی امکان استفاده موثر از فضای موجود را فراهم می کند.

از طرفی ممکن است از نقشه مرکب استفاده نشود. در عوض مدل اشل شده یا ماکت بکار رود مدل Scale در واقع نسخه کوچک شده پروژه واقعی است که شامل سازه ها، تجهیزات و Piping می شود. این طرز نمایش در طراحی، ساخت و نصب Piping و Supportها کمک می کند.

هزینه ساخت یک Scale ممکن است تا حدود 1/0 درصد از هزینه نهایی باشد. نمونه یک نقشه مرکب در ادامه آمده است.

نقشه های ایزومتریک Piping

در مراحل اولیه از نقشه های Piping بعنوان منبع استفاده می شود. در بعضی مواقع لازم است که از نقشه های ایزومتریک استفاده شود. نقشه های ایزومتریک در واقع همان طور که از نامشان پیداست نمایش سه بعدی از سیستم Piping است که در نقشه‌های Piping دو بعدی نشان داده می شود. ایزومتریک Piping زمانی استفاده می‌شود که نمایش مفهومی و طرح کلی مهمتر از ابعاد دقیق اشل باشد این نقشه ها در نصب و راه اندازی Piping و مدلهای تحلیل تنش استفاده می شود.

ایزومتریک خطوط لوله را به طور کامل بین تجهیزات نشان می دهد و برای اسمبلی و ساخت لوله به کار می رود. در شکل کامل شده ایزومتریک ممکن است اطلاعات مناسبی در مورد ساخت لوله و احداث تیم Piping وجود داشته باشد. به همین دلیل وقتی توسط گروههای طراحی تحلیل ساخت و احداث استفاده می شود نمایش بهتری از سیستم Piping نسبت به نقشه های elevation فراهم می کند.

اساس بارهای طراحی، اندازه لوله، شکل تیم و موقعیت اولیه تکیه گاهها بایستی روی ایزومتریک مشخص شود. تا توسط تحلیل کننده تنش لوله ها استفاده شود. نمونه ایزومتریک Piping در ادامه آمده است.

ایزومتریک ساپورت

ایزومتریک ساپورت با استفاده از نقشه های Piping و ایزومتریک Piping به عنوان مرجع ساخته می شود. این نقشه های ایزومتریک در واقع مدلهایی بر کار تحلیل تنش هستند. و بایستی تمام اطلاعات لازم برای این کار را فراهم کنند. موارد زیر در این نقشه پوشش داده می شود.

1- سیستم مختصات سراسری global بایستی با جهات مثبت خطی و زاویه‌ای برای محورهای مرجع z,y,x نمایش داده شود.

2- سیستم Piping باید نسبت به یک ساختمان مبنا مشخص شود.

3- نقاط گره ای لوله باید در جاهایی مانند نقاطی که تنش یا خیز بالایی از آن انتظار می رود انتخاب شوند تشخیص نقاطی که تنش یا خیز بالا دارند با مطالعه بارگذاری روی طول لوله و شرایط مرزی لوله ها ممکن است.

4- موقعیت، کارکرد و راستای عکس العمل تکیه گاهها باید مشخص شوند.

5- ابعاد بین نقاط گره ای باید با تجزیه به مولفه هایی موازی با سه محور اصلی تعیین شوند.

6- پارامترهای دیگر طراحی Piping (مانند اندازه لوله، وزن، دما، فشار، مواد، وزن شیرها، سختی تکیه گاهها و عوامل زلزله و…) را می توان نشان داد.

نقشه های بازرسی تیم در حال سرویس

هنگامی که سیستم در حال سرویس و کارات طبعتاً بنا به حساسیت سیستم باید مراقبت های ویژه ای صورت گیرد تا طی بررسی های دوره ای خطر وقوع خرابی و واماندگی در سیستم آشکار شود.

در برخی سیستم ها، بازرسی در حال سرویس (ISE) تا موقعی که از سیستم سیال نچکد انجام نمی شود. در حالیکه در Piping نیروگاهها این بازرسی ها ضروری است.

این نقشه ها به منظور کمک به گروه بازری در امتحان کردن اجزاء و قسمتهایی نظیر جوشها که نیاز به بازرسی دارند تهیه می شوند. این مدرک آخرین مدرک در اتمام پروژه است.

شکل ارائه شده در ارتباط با این قسمت نقشه کامپیوتری ISE تولید شده برای یک حالت نمونه را نشان می دهد جاهایی که در این مسیر لوله احتیاج به بازرسی دارند (مثل شیرها و ابزار و پایه ها و…) در این نقشه مشخص شده است.

Material of Piping

در این مرحله به بررسی شاخه Material of Piping می پردازیم.

اقلام مورد نیاز در انجام یک پروژه در مدارک نهایی آن مثل P&ID اشاره شده است و کاملاً باید براساس مدارک تهیه شود. قطعات و تامین کننده آنها به شکل زیر است.

1- Requisition: بسته مزیدی که به سازنده سفارش داده می شود. که قبل از مرحله بالا است و بعد از بررسی قطعه ساخته شده بنا به ایتمهای مهم نسبت به انتخاب سازنده اقدام می شود.

2-

Techninal/ Commerical Bid

Techninal/ Commerical Propasal

Techninal/ Commerical Offer

3- Purchase Order: سفارش دادن قطعات بنا به دو بررسی انجام شده در مرحله قبلی و انتخاب سازنده مناسب برای انجام پروژه.

اقلام مورد نیاز برای انجام پروژه به دو نوع کمی تقسیم بندی می شوند.

1) Stundrditem: که توسط استاندارد مورد استفاده در پروژه نوع جنس مشخص می شود.

2) Specialitem: که از روی نقشه های پروژه و بنا به تشخیص بخش Material انتخاب می شود. فرد نیز باید قطعه استاندارد باشد.

اقلام مورد نیاز برای انجام پروژه عبارتند از:

Pipe:

1) NPS (Nominal Pipe Size): اندازه اسمی لوله که از 2in شروع می شود. دارای اندازه بزرگتری می شود. نکته قابل توجه در NPS این است که در اندازه های NPS زیر 14in قطر خارجی لوله بزرگتر از NPS می باشد. مثلاً برای NPS، Lin، قطر خارجی (OD) تقریباً برابر 214 می باشد.

2) OD (Outside Diameter): قطر خارجی هم یک پارامتر مهم برای انتخاب لوله است.

3) Thickness: ضخامت که توسط فرمول زیر محاسبه می شود. باید توجه شود که ضخامت مورد استفاده برای انجام پروژه باید بیشتر از ضخامت محاسبه شده باشد.

پارامترهای فرمول

P: فشار داخلی (internal pressure) :D قطر لوله

:E فاکتور کیفیت، که براساس میزان در زلزله محاسبه می شود که از روی روش ساخت لوله معین می شود. این فاکتور برای لوله بدون درز برابر 1 می باشد.

:S میزان تنش حد تحمل جنس لوله.

:Y عدد ثابتی است که از جدول خاصی از استاندارد که بنا به سیال عبوری و شرایط کارکرد. لوله از جدول خوانده می شود.

M.T (Manufatiuring Telorance): تلرانس سازنده لوله که جزء مشخصات هر لوله ساخته شده توسط شرکت سازنده می باشد.

Allowannces: که یک عدد ثابت است و به دو قسمت تقسیم می شود.

Crossure Allowannces: میزان خوردگی فلز مورد استفاده برای لوله در طی یک مدت مشخص.

Threaded Allowannces: هنگامی لحاظ می شود که لوله دنده می شود و برای جلوگیری از کم شدن مقاومت لوله لحاظ می شود. با قرار دادن مقادیر مطرح شده ضخامت لوله بدست می آید.

Internal Pressure: فشار داخلی لوله که جزء مشخصات فرآیندی طرح است.

External Pressure: فشار خارجی وارد به لوله، مثلاً ممکن است باری از خارج به لوله وارد شود که باید در انتخاب لوله لحاظ شود.

Seam Weld: روش ساخت لوله، از اهمیت بسیاری در انتخاب لوله برخوردار است.

Spiral: که در این روش لوله را به صورت فنری می سازند به هم جوش می دهند.

Long itutudinal: که ورقها را به صورت لوله خم می کنند و دو طرف را به هم جوش می دهند.

SAW-Submerged Are Welded: الکترود ذوب می شود و باعث جوش دو قطعه به هم می شود.

EFW-Electric Fusion Welded: که در این روش قطعه ذوب می شود و باعث جوش می شود.

ERW-Electrie Resistance Welded

FBW-Furnace

7) Joints: روش اتصالات لوله ها به یکی از صورتهای زیر انجام می شود.

Threaded: که دو لوله به وسیله دنده به هم وصل می شوند و به هیچ کاری موسوم است.

:Bult Weld که دو لوله به صورت لب به لب با هم جوش می شوند.

:Socicet Weld که دو لوله به وسیله یک رابطه به نام Foll Copling به هم جوش می شوند.

:Fillet Weld که در اتصال دو لوله عمود بر هم استفاده می شود.

:Flange که برای مواردی خاص استفاده می شود که در ذیل به آن اشاره می شود. سه نوع اتصال اول برای موارد خاصی استفاده می شود که به صورت زیر است.

در سایزهای پایین که تنش حرارتی حاصل از جوش به طرف دیگر لوله می رسد از جوش نوع Socket استفاده می شود. وی برای سایزهای بالا این مشکل را نداریم باید توجه شود. که در Socketweld جوش به عمق لوله نفوف نمی کند. اما در
Butt Weld نفوذ می کند. در Butt Weld دو لوله حتماً باید ضخامت برابری داشته باشند. وی در Socket و Threaded الزامی به هم ضخامت بردن نیست.

از اتصال Threaded در جایی استفاده می کنیم که نتوانیم از جوش استفاده کنیم مثلاً اتصال لوله برنزی به فولاد معمولاً از تا 2 in برای جوش از Socket و از 2in به بالا از Butt استفاده می شود. نکته قابل توجه در این تغییرات این است که معمولاً شرکتهای کره ای اتصال 2in را Socket می کنند وی شرکتهای آمریکایی و ژاپنی از Butt Weld استفاده می کنند.

: Length (8 طول لوله فیزیکی از مواردی است که باید مورد توجه قرار بگیرد. که معمولاً 6m یا 12m هستند برای آسانتر شدن حمل و نقل لوله های زیر 2in، 6متری و لوله های بالای 2in را 12 متری می سازند.

:Marking (9 هر کدام از مشخصات لوله را خواستیم می توانیم به سازنده سفارش دهیم که بر روی لوله حک شود.

:Color Coding (10 ابتدا و انتهای لوله ها برای کاربردهای مختلف را رنگهای مختلف می زنند که استاندارد مورد استفاده رنگ را مشخص می کند.

:Packing (11 دسته بندی لوله های مختلف مثلاً لوله های زیر 2in در دسته های 24 تایر دسته بندی می کنند.

:Test S (12 قسمتهای مختلفی برای لوله وجود دارد. که به چهار صورت انجام می‌شود.

:PT-Penetratio Test (a که این تست ترکهای سطحی را نشان می دهد. به صورت زیر انجام می شود. ابتدا سطح لوله را با یک اسپری به نام Cleaner تمیز می‌کنند. سپس اسپری دوم به نام Penet را به سطح لوله می زنند که به رنگ قرمز یا سبز است و از یک ماده نافذ در خلال و خرج لوله تشکیل می شود. سپس اسپری سوم به نام Developer، استفاده می کنند که بعد از این مرحله می توان ترکهای احتمالی روی لوله را مشاهده کرد.

:MT-Magnetic Partical Test (b از دستگاهی که از خاصیت مغناطیسی استفاده می کند برای تست استفاده می شود. ترکهای سطحی را نشان می دهد.

:UT-Ultrasonic Test (c که این قسمت هم ترکهای سطحی را نشان می‌دهد و از دستگاهی استفاده می شود که موج را انتشار می دهد و اگر به ترک در سطح لوله برخورد کرد، بر می گردد. امواج را به فرکانس در صحنه مانیتور تبدیل می کند.

RT-Radiography Test: که دقیق ترین تست مورد استفاده است و با عکس برداری دقیق از سطح لوله انجام می شود و ترکهای عمقی را نشان می دهد و روش گرانی است.

PWHT (Post Weld Heat Tratment) (13: عملیات حرارتی قبل از جوشکاری که در 2 جا لازم است.

1) موارد مشخص شده در آدرس زیر که مشخص می کند همه جا ضخامت از یک دی بیشتر شود باید عملیات حرارتی داشته باشد.

B31.3 Requirement asper Table 331.1.1

2) Process Requirement: نیازهای فرآیندی مثل اینکه آیا سیال لکه دارد. اگر لکه داشته باشد حتماً باید از عملیات حرارتی پیش از جوشکاری استفاده کرد. و یا اینکه سیال خطرناک است یا نه. و اگر خطرناک بود باید عملیات حرارتی انجام شود.

عملیات حرارتی در یک سایت با استفاده از المنت حرارتی و پیچیدن تپه به دور لوله انجام می شود.

استانداردهای مورد استفاده در لوله برای بخشهای مختلف در ذیل آمده است.

NPS-OD ASME B31.3

Thickness- Internal Pressure- External Pressur

ASME B 36.10 M

ASME B 3619 M

Seamweld APL 5L

Joint ASME B 16.25

ASME B 1.20.1

قلم دیگری که مورد بررسی قرار می گیرد. Fitting ها هستند fitting ها شامل سه دسته کلی هستند.

1) Line Direction Size

2) Line Size Reduction

3) Branches

fitting: اتصالاتی هستند که برای سه منظور بالا به کار می روند. در سه نوع
Butt Weld و Socket Weld و Threaded به لوله متصل می شوند. استفاده از این سه نوع اتصال در موارد زیر صورت می گیرد.

در استاندارد ASME B16.11 مربوط به fitting از سایز تا سایز برای Socket مجازات، در حالی که معمولاً تا را Socket می کنند. اگر سیال بسیار خطرناک باشد حتی اتصالات زیر 2in را هم Butt Weld می کنند و این به خاطر این است که اتصال Socket را نمی توان رادیوگرافی کرد. ولی در Butt Weld می توان از تست رادیوگرافی استفاده کرد. اگر نتوانیم از دو اتصال بالا استفاده کنیم. باید از Threaded استفاده کنیم. رنج استفاده از Butt Weld Fitting به صورت زیر در استاندارد آمده است.

حال به سراغ دسته اول از fitting ها می رویم که برای تغیر مسیر استفاده می‌شوند.

Line Direction Change

1) Miter bend: تکه لوله هایی هستند که با زوایایی مختلف به هم جوش می شوند در Miter bend عوامل زیر موثرند.

(A Number of pieces: تعداد تکه های لوله برای ساخت مایتربند.

(B Degree: زاویه انحراف.

(C Radius: شعاع مایتربند که معمولاً به صورت ضریبی از قطر لوله بیان می شود.

(D Allowable working pressure: فشاری که مایتربند تحت آن کار می کند.

شرایط استفاده از Miter bend، فشار پایین، سایز بالا و سیال ساده می باشد. چون اگر برایمثال فشار بالا باشد یا سیال خورنده باشد باعث تمرکز تنش در محل جوش می‌شود. مزیت استفاده از Miter bend ارزان بودن آن است.

استاندارد مورد استفاده در Miter bend، ASME B31.3 می باشد.

2) ELBOW: زانویی، وسیله ای است که برای تغییر مسیر استفاده می شود. که محدودیت در اندازه شعاع به میزان 1 یا 1/5 برابر قطر دارد. برای تغییر زاویه به استفاده می شود.

یکی از نکاتی که باید در بحث زانویی که باید اشاره شود. این است که معمولاً کمتر از زانویی 180° استفاده می شود. از دو زانویی 180° استفاده می شود. علت این کار بحث خرید اقلام است مثلاً اگر برای انجام پروژه به 3 زانویی 180° نیاز داشته باشیم (زانویی 180° بسیار کم استفاده می شود) باید 5 عدد از این نوع زانویی سفارش دهیم و این به خاطر ملزومات پروژه است که ممکن است اشکالاتی در موقع نصب ایجاد شود. مجبور شویم از یک قلم دیگر استفاده کنیم برای جلوگیری از هزینه اضافی از زانویی 90° که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده می کنیم.

نکته مجدد مزیت استفاده از زانویی می باشد که می توان آن را در فضا به هر جهت دلخواه چرخانده از این مزیت در متصل کردن خط لوله به تجهیزات استفاده می شود.

استانداردهای زانویی عبارتند از:

BS 3799, ASME B16.28, ASME B16.11, ASME B16.9, MSS SP-75, MSS SP-43.

3) Bend: که از خم کردن لوله بدست می آید، و برای تغییر مسیر خط لوله استفاده می شود. شعاع و زاویه خم در انتخاب Bend نقش دارند.

موارد استفاده از Bend

(A اگر سیال با ویسکوزیته بالا داشته باشیم نمی توان از Elbow استفاده کرد. چون ممکن است سیال در آن گیر کند، و از Bend استفاده می شود.

(B در حالتی که در صورت استفاده از Elbow افت فشار زیاد شود، از زانویی استفاده می شود.

(C برای خطوطی که می خواهیم آنها را پیک رانی کنیم. پیک رانی عبارت است از وارد کردن تکه ای به خط لوله و حرکت قطعه با فشار آب درون خط برای تمیز کردن خط لوله، اگر از زانویی استفاده شود. احتمال گیر کردن قطعه در خط لوله زیاد است.

اقلام مورد استفاده در تغییر سایز Line Size Reduction

1) Reducer که برای کوچکتر یا بزرگتر کردن خط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد. که ممکن است دو سر آن Male یا دو سر آن Female یا یک سر Male و سر دیگر Female باشد. که در انواع زیر تقسیم بندی می شود.

Concentxi Reducer: اگر ردیوسر، دارای مرکز تقارن باشد در این گروه از ردیوسرها قرار می گیرد.

:Eccentric Reducer اگر ردیوسر از مرکز تتاونش نصف شده باشد و مورد استفاده قرار گیرد. در این گروه قرار می گیرد.

:Conical Reducer اگر ردیوسر به صورت مخروطی باشد که ابتدا و انتهای آن یا دو خط صاف به هم وصل شده باشند از این دسته است.

:Knuckle Reducer اگر ردیوسر به صورت مخروطی باشد که ابتدا و انتهای آن با دو خط منحنی شکل به هم وصل شده باشند و اندازه آن به تدریج کم شود. در این دسته قرار می گیرد.

یکی از پارامترهای مهم در انتخاب ردیوسر طول دریوسر می باشد. باید توجه شود که برای تمامی قطرهای ورودی طول ردیوسر یکی است. مثلاً برابر قطر ورودی 10 داریم:

10 * 8 7 in

10 * 6 7 in

10 * 4 7 in

. .

. .

. .

در انتخاب ردیوسر باید مسیری را انتخاب کنیم که دارای طول کمتر و تعداد کمتری ردیوسر باشد. برای دستیابی به هدف بالا باید بلندترین کامها را در انتخاب ردیوسر برداریم مثلاً برای تبدیل لوله 10in و 2in چند راه وجود دارد. که در زیر آمده است اما مناسب ترین آن آخرین راه است چون طول و تعداد کمتری ردیوسر استفاده می شود.

A) 10 * 8 8* 6 6 * 4 4 * 2

B) 10 * 6 6* 4 4 * 2

C) 10 * 4 4 * 2

نکته دیگری که در ردیوسر باید مورد توجه قرار بگیرد. این است که انتهای ردیوسرها Butt Weld و به صورت نری یا مادگی در لوله قرار نمی گیرند که این خود باعث محدودیت می شود. برای جلوگیری از این مشکل قلم دیگری به نام Swage Nipple ساخته شد.

2) Swag Nipple: که برای تغییر سایز خط لوله به کار می رود. و ابتدا و انتهای آن می تواند، تنوع بالایی داشته باشد و به صورت های زیر است. و به صورت نری و مادگی هم در می آید.

TLE, PSE, BLE, PBE, TBE, PLE, TSE

برای مثال TSE مخفف Threaded Socket End TSE می باشد.

یعنی یک طرف آن Threaded و طرف دیگر آن Socket می باشد.

استاندارد مورد استفاده در Reducer، ASME B16.9 می باشد.

استاندارد مورد استفاده در Swage Nipple، MSS SP-95 و BS 3799 می باشد.

3) مهره ماسوره: که این اتصال نیز برای تغییر اندازه خط لوله به کار می رود. در جاهایی استفاده می شود که در بعضی از موارد لازم است. خط لوله از هم جدا شود. کاربرد بالایی دارد.

Branches: دسته سوم از fitting ها برای شاخه گرفتن از خط لوله استفاده می‌شود. قبل از اینکه به معرفی اقلامی که برای شاخه گرفتن از خط لوله مورد نیازمند باید به این نکته توجه کرد. که آیا می توان از خط لوله شاخه گرفت یا نه.

برای بررسی این موضوع به روش زیر عمل می کنیم.

ابتدا سعی از لوله ای که می خواهیم از آن شاخه بگیریم را محاسبه می کنیم.

سپس مواردی که بابت تقویت دو قطعه می پردازیم به مساحت تبدیل می کنیم، توجه نشود. در محاسبه مساحتی که از لوله اصلی باید بریده شود. نباید مساحتی را که به عنوان MT (تلرانس ساخت) و کروژر الوانس وجود دارند محاسبه شود. بلکه این موارد به عنوان تقویت کننده مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین مساحت جوش شده نیز به عنوان تقویت کننده ای می شود.

اگر مساحت بریده شده را A₁ و مساحت های تبدیل شده از MT و کروژر الوانس و مساحت جوش را به ترتیب A₄,A₃,A₂ بنامیم اگر شرط زیر برقرار باشد می توان از هدر یا لوله اصلی شاخه گرفت.

A₂ + A₃ + A₄ > A₁

باید توجه داشت که برای مثال اگر فشار کاری 10bar باشد. جایی که می‌خواهیم شاخه بگیریم دارای فشار، 5bar باشد. چون ضخامت لوله براساس 10bar محاسبه شده است می توان این ضخامت را به عنوان تقویت کننده در نظر گرفت حال به معرفی اقلامی که در branch گرفتن مورد استفاده قرار می گیرند، می پردازیم.

1) Tee: سه راهی وسیله ای است برای شاخه گرفتن از هدردر اکثر مواقع شاخه گرفته شده از سه راهی یا هم اندازه هدر است یا نصف اندازه هدر

اگر شاخه با زاویه ای غیر از نسبت به هدر باشد آنگاه Tee را Latral Tee می‌نامند.

2) Owlets (outlet): اولت وسیله ای است که برای گرفتن انشعاب بعد از سوراخ کردن هدر به هدر وصل می شود. برای سایزهای مختلف انواع مختلف Butt Weld و Threaded و Socket Weld وجود دارد. معمولاً برای گرفتن انشعاب از لوله های با سایز بالا و گرفتن انشعاب برای سایزهای کوچک استفاده می شود.

نکته قابل توجه در استفاده از اولت ها این است که کف اولت ها دارای انحناء است. و اگر سایز لوله خیلی بالا رود. نمی توان از اولت برای گرفتن braNCHE استفاده کرد. چون جایی که اولت قرار است در آن قرار گیرد. تقریباً صاف است و این در حالی است که کف اولت دارای انحناء می باشد. برای حل این مشکل از
half coupling استفاده می کنند که شکل آن همانند یک کوپلینگ نصف شده است.

3) Socolet: که برای شاخه گرفتن از هدرهای با سایز پایین و شاخه های با سایز پایین می باشد.

موارد استفاده این نوع fitting ها در جدول آمده است.

Fitting	Branche	Meader
Socolet	Y<2	2
Socket Weld Tee	Y<2	X<2
Half Copling	Y<2	x>12
Welding Owlet		X
Tee	اگر شاخه سه سایز پایین تر از هدر باشد	X

در اینجا به معرفی استانداردهای اقلام معرفی شده در بالا می پردازیم:

Tee ASME B16.19 ASME B16.11 1353799

MSS SP-43 MSS SP-75

Owlets MSS SP-97

Half Coupling ASME B16.11, BS 3799

شیرها (Valves)

در این قسمت به معرفی انواع شیرهای مورد استفاده در صنعت Piping می پردازیم در کاتالوگ های سازندگان شیر معمولاً موارد زیر را می توان برای قسمت های مختلف یک شیر در نظر گرفت.

1- دیسک و نشیمنگاه (Seat) که مستقیماً در دبی جریان تأثیر دارد.

2- دسته (Stem) که دیسک را حرکت می دهد و در بعضی از شیرها جریان تحت فشار کار Stem را انجام می دهد.

3- بدنه و درپوش (Bonnet) که محل قرارگیری دسته می باشد.

4- اپراتور (Operator) که دسته را حرکت می دد به اپراتور Handweel هم می‌گویند.

مهندسی Pipingپروژه های ساختمانینقشه های مرکبایزومتریک ساپورت