خنک کاری در عملیات هات تپ

خنک کاری در حین برش با دستگاه هات تپ فرایند حائز اهمیتی است که از جنبه های ایمنی و فنی برخوردار است. در عملیات هات تپ خطوط لوله را با استفاده از ماشین هات تپ برش می دهیم. این خطوط در حین برش خوردن با دستگاه هات تپ دارای جریان هستند و سیال درون آن در حرکت است. خطوط لوله ای که دارای جریان هستند، به اصطلاح خطوط لوله تحت فشار نامیده می شوند. صفر تا صد عملیات هات تپ بدون توقف در جریان سیال درون لوله انجام می شود. می توان گفت در حین اجرایش عملیات هات تپ افتی در بهره برداری از خطوط لوله ایجاد نمی کند و واحدها و مناطق پایین دست این خطوط می توانند از خدمات آن بهره گیری کنند.

خنک کاری در عملیات هات تپ
خنک کاری در عملیات هات تپ

خنک کاری در حین اجرای عملیات هات تپ

نکاتی که در بالا ذکر شد مزیت های عملیات هات تپ به لحاظ اقتصادی و خدمات رسانی هستند اما اگر بخواهیم عدم توقف جریان درون لوله را از منظر فنی و ایمنی بسنجیم باید به مراحل مختلف عملیات هات تپ و ماهیت اجرایش این مراحل نگاهی بیاندازیم. اجرای عملیات هات تپ در دو نقطه ی اساسی زاینده ی گرما و حرارت است که این حرارت می تواند موجب اشتعال و انفجار شود. در واقع ماهیت بسیاری از سیالات درون خطوط لوله به صورتی است که با استفاده از حرارت وارد واکنش های شیمیایی می شوند. همچنین حرارت می تواند این سیالات را تحریک کند و اشتعال و انفجار را به دنبال داشته باشد. دو مرحله ی اساسی که در عملیات هات تپ نیاز به خنک کاری و رفع حرارت دارند عبارت اند از:

  • جوشکاری اتصالات بر روی خطوط لوله: در صورتی که اتصالات خطوط لوله از نوع جوشی باشند با استفاده از عملیات جوشکاری تیگ یا جوش آرگون این اتصالات را بر روی خط لوله نصب می کنیم. در حین اجرای عملیات جوشکاری، سیال درون لوله جریان دارد. جوشکاری عملیاتی است که با استفاده از حرارت و ذوب فلزات انجام می شود. جنس لوله ها نیز اکثراً از نوع فولادی و آلیاژهای فلزی است که رسانای خوبی برای انتقال حرارت و گرما هستند و به راحتی می توانند گرمای حاصل از عملیات جوشکاری را از دیواره ی لوله منتقل کرده و در تماس با سیال قرار دهند. در صورتی که سیال درون لوله ساکن باشد، حرارت حاصل از جوشکاری می تواند به راحتی سیال را ترغیب به اشتعال یا انفجار کند. به خصوص اگر ماهیت فیزیکی سیال از نوع گازی باشد.
  • برش هات تپی که با استفاده از دستگاه هات تپ بر روی خط لوله ایجاد می شود، مرحله ی دیگر زاینده ی حرارت است که در صورت سکون سیال قادر به اجرای آن نخواهیم بودیم. دستگاه هات تپ با استفاده از اجزای برشی خود لوله را دریل کرده و سپس آن را برش می دهد. فرایند دریل کردن لوله ابتدایی ترین مرحله از برش هات تپی است. این عملیات با استفاده از قطعه ای به نام مته راهنما (pilot drill) انجام می شود. پس از عملیات دریل، کاتر و الماسه های متصل به آن به دیواره ی خط لوله می رسند. کاتر به صورت چرخشی با دیواره ی لوله تماس برقرار کرده و درون دیواره نفوذ می کند. این فرایند برشی دارای اصطکاک زیادی است و همین اصطکاک تولید نیروی حرارتی فوق العاده زیادی می کند و می تواند نقطه ی عطفی برای اشتعال و انفجار سیال درون لوله باشد.

به منظور جلوگیری از اشتعال و انفجار سیال، می توانیم از جریان سیال درون خط کمک بگیریم. سیالات گازی و مایع درون لوله دارای دماهای تفاوی هستند. این سیالات با فشارهای مختلفی از مقاطع مختلف خطوط لوله می گذرند. این سیالات در حال گذر از موضع عملیاتی هات تپ می توانند، حرارت حاصل از جوشکاری و برش هات تپ را به خود جذب کرده و از نقطه ی عملیاتی دور شوند. جریان سیال درون لوله کمک می کند تا مقدار کمی از سیال میزانی از حرارت را به خود جذب کرده و از منطقه ی زاینده ی حرارت دور شود. در این صورت فرایند خنک کاری انجام می شود و می توان عملیات هات تپ را تا مرحله ی نهایی و برش کامل خط لوله ادامه داد. برای استفاده از فرایند خنک کاری و در صورتی که فشار سیال درون خط پایین باشد و نتواند حرارت حاصل از این مراحل را به خوبی از موضع عملیاتی دور کند، از کارفرما تقاضا می شود تا فشار خط را به صورت موضعی افزایش دهد تا فرایند خنک کاری به درستی اجرا شود.

کنترل ولو و موارد استفاده از آن

کنترل ولو شیری صنعتی است که در مسیر سیالات مختلف نصب می شود و درون مجموعه ای به نام لوپ کنترل قرار می گیرد. با استفاده از کنترل ولو می توان جریان سیالات مختلف در یک پالایشگاه و یا یک واحد صنعتی را کنترل کرد. این شیرهای جریان سیال را با استفاده از محرک ها و به صورت اتوماتیک قطع و وصل می کنند. شیرهای کنترلی انواع مختلفی دارند و براساس نوع جنس، بدنه، نوع سیال و نوع حرکت طبقه بندی می شوند. نوع حرکت در این شیرها به صورت خطی و دورانی است.

وظیفه اصلی این کنترل ولو تنظیم میزان جریان سیال است. این شیرها در مسیر جریانات سیالات بسته می شوند و دبی جریان، فشار سیال و میزان سطح سیال را تحت کنترل می گیرند. سیستم کنترل در یک واحد صنعتی یا پالایشگاهی سیگنال هایی را به سمت محرک شیر می فرستد. محرک نیز قادر است تا پلاگ های مسدود کننده شیر را وادار به تغییر حالت کند. بدین معنی که اگر مسدود کننده ی شیر در حالت بسته قرار دارد آن را باز کند و اگر این قطعه در حالت باز قرار دارد، آن را ببندد. 

کنترل ولو
کنترل ولو

اجزای سازنده کنترل ولو

بدنه شیر: این قسمت تمامی اجزا و اتصالات را در برمی گیرد. همچنین جریان سیال از درون این قسمت می گذرد. بدنه ی کنترل ولو بستری است برای نشینمنگاه و مسدود کننده ی ولو. نشینمنگاه ولو قسمتی است که مسدود کننده در آن حرکت می کند و موجب قطع و وصل شدن جریان می شود.

Bonnet: قسمتی از شیر است که میله ی شیر (Stem) درون آن حرکت می کند. در واقع می توان این قسمت را هدایت کننده ی میله ی شیر دانست. Bonnet می تواند به شکل یک پارچه، پیچی یا فلنجی وجود داشته باشد. همچنین این قسمت دربرگیرنده ی جعبه ی آب بندها می باشد.

محرک: محرک یا actuator شاید مهم ترین قسمت یک شیر کنترلی باشد. این محرک به stem یا میله ی شیر فشار وارد می کند. فشار بر روی ساقه شیر در نهایت موجب تغییر حالت پلاگ یا مسدود کننده جریان می شود.

شیرهای کنترلی با استفاده از برق یا مایعات و یا جریان هوا می توانند وضعیت مسدود کننده را تغییر دهند. این شیرها دارای دو جزء پاوریونیت، پنوماتیک و الکتریکی هستند که جزء پاوریونیت قادر است نیروهای هیدرولیک را به حرکت تبدیل کند و جزء پنوماتیکی می تواند نیروی حاصل از جریان هوا را به حرکت تبدیل کند. جز الکتریکی نیز می تواند نیروی برق را به حرکت تبدیل کند.

کنترل ولو در یک محل ثابت در مسیر جریال سیال قرار می گیرد و سپس به سیستم کنترلی وصل می شود. این سیستم کنترلی است که به ولو سیگنال می دهد که هر کدام از پارامترهای فشار، دبی و سطح را چگونه کنترل کند. به طور مثال اگر بنا باشد شیر کنترلی فشار سیال را کنترل کند، محل دیگری را در نظر می گیرند که فشار سیال در آن نقطه مدام تحت نظر است. فشار سیال در این نقطه ی تحت نظر با شیر مرتبط است و شیر با توجه به فشار سیال در آن نقطه، تنظیمات و کنترل خود را بر روی سیال انجام می دهد.

همه ی کنترل ولوها به لحاظ کارایی و عملکرد یکسان اند اما در شکل ظاهری تفاوت هایی با یکدیگر دارند.

انواع کنترل ولو ها

شیرهای کنترلی را براساس نوع حرکتشان به دو نوه تقسیم می کنند. این طبقه بندی و این نام گذاری ها رایج ترین نوع نام گذاری برای کنترل ولو می باشد.

کنترل ولو با حرکت دورانی (روتاتوری)

بال ولو یا ولو توپی و باترفلای ولو یا پلاگ ولو به صورت دورانی حرکت می کنند تا مؤلفه های گوناگون سیال را کنترل کنند.

کنترل ولو با حرکت خطی

این شیرهای کنترلی گلاب ولو، بنیچ ولو و دیافراگم هستند که حرکتی خطی دارند.

کاربرد کنترل ولوها

این شیرهای در صنایع مختلفی کاربرد دارند. می توان گفت اکثر صنایعی که در محیط کاری خود از خطوط لوله برای جابجایی و انتقال سیالات استفاده می کنند می توانند از ولوهای کنترلی برای کنترل و قطع و وصل کردن جریان سیالات استفاده کنند. سیستم های پالایشگاهی و شیمیایی و همچنین شیرهای آتشفانی به طور حتم باید از این شیر در مسیر سیالات خود استفاده کنند.

به غیر از ولوهای کنترلی ولو های on/off نیز وجود دارند که با استفاده از آن ها می توان جریان سیالات را قطع و وصل کرد. از این ولوها در عملیات هات تپ استفاده می شود. 

اسپلیت تی مکانیکی و شرایط نصب آن بر روی خط لوله

اسپلیت تی مکانیکی جزء اتصالات مکانیکی خط لوله است و در هات تپ استفاده می شود. اسپلیت تی مکانیکی با اسپلیت تی جوشی تفاوتی به لحاظ عملکرد ندارد و تنها تفاوت آن ها نوع نصب آن ها بر روی خطوط لوله است. اسپلیت تی مکانیکی را ابا استفاده از پیچ و مهره یا فرایند bolting بر روی خط لوله نصب می کنند (به صورت مکانیکی) و اما اسپلیت تی جوشی را با استفاده از عملیات جوشکاری و یا هوا جوش بر روی خط لوله جوش می دهند. بدیهی است که برای تعبیه کردن محل مناسب به منظور بستن پیچ و مهره ها، نیاز داریم تا شکل ساختار اسپلیت تی جوشی را تا اندازه ای تغییر دهیم.

اسپلیت تی مکانیکی
اسپلیت تی مکانیکی

استفاده از اسپلیت تی مکانیکی

استفاده از این اتصال مکانیکی بسته به شرایط خط لوله دارد. چندین پارامتر وجود دارند که با توجه به آن ها از نوع مکانیکی این اتصال استفاده خواهیم کرد. یکی از این پارامترها جنس خط لوله است. پرواضح است در صورتی که جنس خط لوله از نوعی باشد که عملیات جوشکاری بر روی آن غیر ممکن باشد، باید از اسپلیت تی مکانیکی استفاده کنیم.

اما علاوه بر این مورد پارامترهای زیر مجموعه ای نیز وجود دارند که حتی در صورت مناسب بودن جنس خط لوله برای جوشکاری نیز باید مد نظر قرار گیرند. ضخامت خط لوله نیز یکی دیگر از این پارامترها است. در صورتی که ضخامت خط لوله کم باشد آن گاه استفاده از عملیات جوشکاری همراه با ریسک خواهد بود. ممکن است حرارت حاصل از جوشکاری موجب برهمکنش و فعل و انفعالات سیال شود. همچنین ماهیت سیال نیز در این منظر بسیار مهم است. سیالات و به خصوص سیالات گازی بنابر ماهیت خود به راحتی می توانند توسط حرارت تحریک شده و این تحریک پذیری می تواند در نهایت اشتعال و آتش سوزی را به دنبال داشته باشد.

پس از بررسی تمامی پارامترهای ذکر شده و در صورت احتمال بروز نقص فنی و ایمنی در استفاده از عملیات جوشکاری از اسپلیت تی مکانیکی استفاده می کنیم.

ساخت اسپلیت تی مکانیکی

برای ساخت اسپلیت تی مکانیکی پدهایی را از یک قطعه لوله به دست می آوریم. برای این کار یک قطعه لوله متناسب طول منطقه ی عملیاتی بر روی خط لوله انتخاب کرده و آن را از قسمت طولی به دو قسمت مساوی تقسیم می کنیم.

سپس لبه های هر پد را برای بستن پیچ و مهره ها، خم کرده و یا قطعه ی مستطیلی شکل را با زاویه ۹۰ درجه به آن جوش می دهیم. بر روی این لبه های برگشته و یا قطعات جوش خورده سوراخ هایی وجود دارند که پیچ ها درون آن ها قرار گرفته و از قسمت بیرونی با استفاده از مهره ها بسته می شوند و اتصال محکمی را به وجود می آورند. در نوع مکانیکی اسپلیت تی نیز همانند اسپلیت تی جوشی، نیپل در مرکز یکی از پدها قرار می گیرد و پس از نیز فلنجی بر روی آن جوش داده می شود.

پس از این که اتصال را به فاز عملیاتی انتقال دادند از قطعات آب بند لاستیکی یا فلزی برای آب بندی این نوع اسپلیت تی استفاده می شود. به دلیل اینکه نمی توان این نوع اسپلیت تی را بر روی خط لوله جوش داد، نشت گیری و درز بندی این اتصال از اهمیت ویژه ای نصبت به اتصالات دیگر برخوردار است.

برای نشت گیری این اتصال مکانیکی آب بند ها یا نشتی گیرهایی را انتخاب می کنند که مقاومت لازم را در برابر حرارت و فشار سیال داشته باشند. همچنین مواد و متریال سازنده ی این قطعات آب بند نباید با سیال وارد واکنش شیمیایی شوند. هر گونه تغییر شکل در این قطعات می تواند موجب نشت سیال شود پس در انتخاب آن ها در هر عملیات باید بهترین و متناسب ترین آب بند را انتخاب کنیم.

این قطعات به شکل نواری در فاصله ی طول بین دو پد قرار می گیرند. دو قطعه ی آب بند اورینگ یا دایره ای شکل نیز در دو انتهای اسپلیت تی مکانیکی قرار می گیرند و اتصال را نشت گیری می کنند. پس از جایگذاری قطعات نشت گیر، پیچ و مهره ها نیز در دو سوی پدها بسته می شوند. در این حالت فلنج بر روی اتصال بسته شده و دستگاه هات تپ نیز مستقر می شوند و پس از آن عملیات هات تپ نیز استارت می خورد.

عملیات هات تپ به منظور انشعاب گیری از خطوط لوله و مخازن ذخیره سازی مختلف انجام می شود. این خطوط لوله در اماکن مختلفی از جمله پالایشگاه های نفتی و گازی، مجتمع های پتروشیمی، نیروگاه های سیکل ترکیبی، آب و فاضلاب و خطوط گاز رسان شهری انجام می شود. در این عملیات از انواع اتصالات جوشی و مکانیکی بنابر نوع خط لوله و ماهیت شیمیایی سیال آن استفاده می شود. اسپلیت تی مکانیکی یک نمونه از این اتصالات می باشد.

کلمپ نشت بند خطوط لوله

کلمپ نشت بند خطوط لوله در تعمیرات انواع خطوط لوله در سطح زمین و حتی در زیر سطح آب استفاده می شود. کلمپ نشت بند، اتصالاتی است که به صورت مکانیکی بر روی خط لوله نصب می شود. خطوط لوله ی مختلف در سطح پالایشگاه ها، نیروگاه ها، شبکه های آب و فاضلاب شهر، خطوط گازرسانی و غیره در برخی مواقع با آسیب خفیف تا شدید مواجه می شوند. ترک خوردگی  و سوراخ شدن لوله به صورت موضعی بخشی از این آسیب دیدگی ها است.

کلمپ نشت بند
کلمپ نشت بند

موارد استفاده از کلمپ نشت بند

خطوط لوله ممکن است توسط ضربه ای به آن ها وارد می شوند دچار ترک خوردگی شوند. و یا ممکن است در برخورد با جسمی تیز سوراخ شوند. همچنین خوردگی و پوسیدگی لوله توسط اکسیژن موجود در جو یا سیالات موجود درون لوله نیز دیواره ی آن را نازک خواهد کرد. در این حالت لوله دچار نشتی سیال می شود. این نشتی ممکن است در زیر سطح زمین، زیر سطح آب و یا بر روی سطح زمین و ارتفاعات اتفاق بیافتد.

در چنین شرایطی خط لوله را با استفاده از اتصالات نشت گیر یا کلمپ نشت بند، تعمیر می کنند.

کلمپ چیست؟

صنایعی که با خطوط لوله سر وکار دارند بیشتر از لوله های فولادی برای انتقال سیالات استفاده می کنند. دلیل این امر مقرون به صرفه بودن استفاده از این لوله و راحتی در جوش زدن و اتصال قطعات لوله های فولادی به یکدیگر است. اما لوله های فولادی بیشتر از دیگر لوله ها دچار خوردگی می شوند. نشت گیری از این خطوط را با استفاده از کلمپ ها انجام می دهند. کلمپ نشت بند سازه ای است که از دو بخش تشکیل شده. این نشت بند در سایزهای مختلفی ساخته می شود و بنا به سایز لوله متناسب ترین نشت بند را انتخاب می کنند. هر کدام از اجزای کلمپ نیمی از جداره ی لوله را دربرمی گیرد و با استفاده از پیچ و مهره به هم وصل می شوند. پیش از اینکه دو نیم قطعه ی این نشت بند به یکدیگر پیچ و مهره شوند، نشت بندهای لاستیکی و فلزی را در مابین کلمپ نشت بند و لوله قرار می دهند تا نشت بندی را با تضمین صد در صدی انجام دهند.

کلمپ ها را با متریالی می سازند که به سرعت دچار خوردگی نشوند و همچنین به منظور طولانی شدن عمر آنها موم ها و رنگ هایی را بر روی سطح آن ها به کار می برند تا اکسیژن و رطوبت به راحتی نتواند درون ساختار سازنده ی نشت بند نفوذ کند. در این صورت است که محل نشتی بر روی خط لوله را با بستن کلمپ نشت بند بر روی آن می توان نشتی گیری کرد.

مزایای استفاده از کلمپ نشت بند خط لوله

زمانی که خط لوله ای دچار نشتی می شود دو راه حل برای تعمیر خط لوله وجود خواهد داشت. برداشتن و جدا کردن موضع آسیب دیده از خط لوله و نیز استفاده از اتصالات نشت بند.

در صورتی که آسیب به لوله به حدی باشد که استفاده از نشت بندها غیر ممکن باشد باید از روش های تعمیراتی مثل استاپل استفاده کنیم. اما در صورتی که نشتی جزئی باشد می توان محل نشتی را با نشت بندها تعمیر کرد.

خطوط لوله گاهی اوقات بسیار طویل هستند و درون آن ها سیالاتی وجود دارد که یا از این سیالات بهره برداری می شود و یا اینکه ی عده ی زیادی از افراد در حال استفاده از این سیالات (آب شرب) می باشند. توقف در جریان سیال موجب می شود بهره برداری و خدمات رسانی از خط لوله برای مدتی متوقف شود. این می تواند مشکلات خدمات رسانی و ضررهای اقتصادی را متوجه تیم ناظر بر خط لوله کند. به منظور جلوگیری از وقوع آسیب هایی که پس از متوقف نمودن سرویس دهی خط لوله ایجاد می شود، از نشت بندها و عملیاتی استفاده می شود که نیاز به قطع کردن جریان سیال ندارند.

استفاده از کلمپ نشت بند برای تعمیرات و نشتی گیری از خطوط لوله نیازی به توقف جریان خط لوله نخواهد داشت. همچنین سرعت در تعمیر و نشت گیری خط لوله با استفاده از اتصالات نشت گیری افزایش خواهد یافت.

شرکت پیشگام صنعت ابزار مجری عملیات نشت گیری و تعمیرات خطوط لوله است و این عملیات را با سرعت و کیفیت بالا و توسط انواع کلمپ نشت بند اجرا خواهد کرد.

عملیات هات تپ و انشعاب گیری از خطوط لوله

عملیات هات تپ در واقع کار گرمی است که بستر مناسب برای تهیه ی انشعاب از خطوط لوله ی تحت فشار را فراهم می کند. پروسه ی هات تپ به این صورت است که برای انشعاب گیری از یک لوله، ابتدا برشی را بر روی آن ایجاد می کنند. این برش بدون توقف در سرویس دهی لوله، ایجاد می شود. عدم توقف در سرویس دهی لوله از بروز خسارت ها و غرامت های مالی جلوگیری می کند. خارج کردن لوله از سرویس دهی موجب قطع خدمات رسانی لوله و یا بهره برداری از آن می شود. توقف در بهره برداری از لوله قراردادهای ذیربط را تحت تأثیر قرار داده و صاحبان خط لوله را متحمل زیان خواهد کرد. عملیات هات تپ روشی به روز است که مهم ترین وجه عملکردی آن انشعاب گیری از خطوط لوله است. اما انشعاب گیری با استفاده از روش هات تپ مزیت هایی دارد که این مزیت ها موجب گستردگی اجرای عملیات هات تپ در سراسر جهان شده است. این مزیت ها عبارت اند از:

  • عدم توقف در سرویس دهی خط لوله و به تبع آن عدم افت در بهره برداری و خدمات رسانی در نقاط پایین دست خط.
  • صرفه جویی اقتصادی
  • صرفه جویی در وقت و انرژی
عملیات هات تپ و جوشکاری اسپلیت تی
عملیات هات تپ و جوشکاری اسپلیت تی

چگونگی اجرای عملیات هات تپ

پیش از اجرای عملیات هات تپ می بایست مؤلفه هایی را به منظور پردازش و ساخت تجهیزات مورد نیاز در عملیات به دست آوریم.

خطوط لوله ای که عملیات هات تپ بر روی آن انجام می شود درون پالایشگاه ها، مجتمع های پتروشیمی و صنعتی و همچنین در سطح شهرهای مختلف قرار دارند. درون این خطوط لوله، نفت و مشتقات آن، آب شرب، گاز شهری و دیگر سیالات مایع و گازی با خاصیت ها و ماهیت های شیمیایی مختلف در جریان اند.

هر کدام از این سیالات، در هر خط لوله ای جریان داشته باشند، ماهیت جداگانه ای به عملیات می دهند. یک عملیات با ریسک بیشتر و دیگری با رسیک و خطر کمتر.

عملیات هات تپ با جمع آوری اطلاعات از روی خط لوله، کلید می خورد. این اطلاعات شامل مؤلفه هایی مثل ماهیت، فشار و دمای سیال هستند. همچنین پارامترهایی در مورد خط لوله که شامل جنس لوله، سایز و ضخامت آن است، مورد بررسی قرار می گیرد.

این پارامترها و فاکتورهای اندازه گیری شده را با سایز لوله ی انشعابی منطبق می سازند و در نهایت اقدام به ترسیم نقشه ی اتصالات می کنند.

اتصالات

اتصالات را در محل کارگاه هات تپ و از روی قالب به دست آمده از نقشه های تیم فنی و مهندسی، می سازند. با استفاده از اعمالی همچون تراشکاری، برش کاری، فرزکاری، پخ زنی، سنگ زنی و جوشکاری در نهایت سازه هایی به دست می آید که اتصالات خطوط لوله نامیده می شوند.

اتصالات را پیش از شروع عملیات هات تپ بر روی خط لوله و در قسمتی که قرار است برش هات تپی ایجاد شود، نصب می کنند. زمانی که انشعابی را از خط لوله خارج می کنیم باید این اطمینان را داشته باشیم که محل خروج انشعاب از خط اصلی مقاومت لازم را در برابر فشار سیال دارد.  در صورتی که این نقطه با مقاومت و استحکام حداکثری ساخته نشود، ممکن است پس از چندی لوله ی انشعابی از متعلقات خود بر روی خط لوله جدا شود و تیم حاضر در اماکن مربوط به خطوط لوله را با مشکل مواجه سازند.

اتصالات به منظور جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی بر روی خط لوله نصب می شوند. در صورتی که فشار سیال بالا باشد از اتصالاتی با مقاومت بسیار بالا همچون اسپلیت تی استفاده می شود. در صورتی که فشار سیال ورودی به لوله ی انشعابی بالا نباشد از اتصال مقاوم به این میزان فشار مثل سدل نیپل یا ولدولت استفاده می شود.

این اتصالات شکل های گوناگونی دارند که هرکدام محل برش روی خط لوله را به نحوی پوشش می دهند تا مانع از نشت سیال به محیط بیرونی لوله شوند.

اتصال اسپلیت تی به دلیل پوشش دهی کامل دیواره ی لوله، استحکام و مقاومت بخشی بالاتری نسبت به دیگر اتصالات دارد. بنابراین میزان استفاده از این اتصال در عملیات هات تپ به مراتب بیشتر از دیگر اتصالات است.

ولو (VALVE)

ولوها شیرهای صنعتی هستند که برای قطع و وصل کردن جریان سیال، از خط لوله ی اصلی به خط لوله ی انشعابی مورد استفاده قرار می گیرند. در هر یک از پروژه های هات تپ، بسته به نوع اتصال، نوع خط لوله و ماهیت سیال، از یک نوع ولو استفاده می شود. انواع ولوهایی که در عملیات هات تپ مورد استفاده قرار می گیرند عبارت اند از ولو دروازه ای، ولو پروانه ای، ولو توپی و ولو ساندویچی.

این شیرها را با استفاده از فلنج بر روی اتصالات می بندند.

اجرای عملیات هات تپ توسط دستگاه هات تپ
اجرای عملیات هات تپ توسط دستگاه هات تپ

دستگاه هات تپ (Hot tapping machine)

این دستگاه برش روی لوله را ایجاد می کند و عملیات هات تپ را به انتها می رساند. دستگاه هات تپ دارای اجزای چند گانه است که شامل اهرم، شفت، هولدر کاتر، آداپتور، گیربکس، کاتر و مته راهنما می شود.

دستگاه هات تپ دستگاهی است که برای اجرای عملیات هات تپ نیاز به اپراتور دارد. اپراتور دستگاه هات تپ نیرویی را به دستگاه وارد می کند که این نیرو موجب پیشرفت اجزای برشی از بالا به پایین و به سمت لوله می شود.

اپراتور اهرم دستگاه را می گرداند. با گردش اهرم، شفت رو به جلو حرکت می کند و اجزای برشی دستگاه شامل کاتر و مته راهنما را به لوله نزدیک می کند. این اجزا از درون ولو می گذرند تا به دیواره ی لوله برسند.

کاتر دستگاه هات تپ دو نیروی محرک را از دو سمت دستگاه هات تپ می پذیرد. یکی نیروی گشتاور اپراتور است که با چرخش اهرم به شفت و از شفت به اجزای برشی القا می شود و موجب حرکت رو به جلوی کاتر به سمت لوله می شود. نیروی دیگر گشتاور ناشی از چرخش گیربکس است که موجب حرکت چرخشی کاتر می شود. کاتر دایره ای شکل است و با حرکت چرخشی خود برشی به شکل دایره و همسان با مقطع لوله ی انشعابی بر روی خط لوله ایجاد می کند.

اتمام عملیات هات تپ و دسترسی به سیال
اتمام عملیات هات تپ و دسترسی به سیال

گیربکس نیروی خود را از دستگاه پاوریونیت دریافت می کند. دستگاه پاوریونیت یا پاور پک خارج از محیط دستگاه هات تپ مستقر است و با استفاده از دیزل ژنراتور راه اندازی می شود. نیروی برق توسط دستگاه پاوریونیت به نیروی هیدرولیکی تبدیل می شود و نیروی هیدرولیکی حاصل می توانند گیربکس را واردار به حرکت کند. 

با چرخش گیربکس، کاتر نیز شروع به چرخش می کند و رفته رفته به دیواره ی لوله نزدیک می شود. اولین عضوی که در دستگاه هات تپ خط لوله را لمس می کند مته راهنما است. ارتفاع مته راهنما از لبه های کاتر بلند تر است و پایین تر از کاتر قرار دارد. ابتدا مته راهنما لوله را دریل می کند و پس از آن کاتر نیز به لوله رسیده و دیواره را برش می دهد.

قسمتی از دیواره ی لوله که بریده می شود کوپن نام دارد. کوطعه ی دایره ای شکل فلزی است که پیش از عملیات هات تپ بخشی از خط لوله بود. با اتمام فرایند برش می بایست دستگاه را از محل خود بر روی لوله خارج کنیم. در این موقعیت کاتر را به صورت عقب گرد از درون ولو بالا می کشیم. بدیهی که سیال از محل برش خورده به همراه دستگاه بالا می آید. پیش از خروج کامل دستگاه از محل خود شیر را در حالت بسته قرار می دهیم و پس از آن فلنج اتصال دستگاه به ولو را باز می کنیم. در این حالت دستگاه از جای خود خارج شده و مقدار کمی ا سیال که پیش از بستن ولو بالا آمده بود از محل فلنج خارج می شود. 

آون الکترود و مواد کاربرد آن در هات تپ

آون الکترود دستگاهی است که با استفاده از آن رطوبت پوسته ی الکترود را کنترل کرده و یا آن را خشک می کنند. این دستگاه ها دارای ظرفیت های متفاوتی هستند و تعداد زیادی الکترود جوشکاری نیز در خود جای می دهند. از آون الکترود در شرایط جوشکاری زیر صفر نیز استفاده می شود. در این گونه عملیات نیاز است تا دمای الکترودها را پیش از آغاز جوشکاری به حد معینی برسانند تا قوس الکتریکی به درستی انجام شود و هم چنین کیفیت جوش ارتقا یابد. در این مطلب به توضیح و تشریح مبحث آون الکترود می پردازیم و موارد کاربرد آن را در پروژه های هات تپ شرح خواهیم داد.

آون الکترود
آون الکترود

خشک کردن الکترود توسط آون الکترود 

میزان خشک کردن الکترودها بنابر پوشش آن ها مشخص می شود. به طور مثال:

الکترودهایی که پوشش سلولزی دارند، تا حدود ۳ درصد رطوبت را ددر پوسته ی خود لازم دارند تا بتوان جوش مناسبی را با استفاده از آن ها به دست آورد. این الکترود سلولز دارای مواد آلی در ساختار خود می باشد بنابراین با خشک شدن بیش از حد مواد آلی خود را از دست می دهد. در این شرایط است که با افت ولتاژ قوس و پایین آمدن کیفیت جوش مواجه می شویم.

این الکترود اگر در درجه حرارت محیط نگهداری شود برای جوشکاری مناسب است اما باید توجه داشت که محل نگهداری این الکترودها عاری از هر گونه آب، رطوبت، حرارت و آلودگی های دیگر باشد. برای نگهداری الکترودها در دمای اتاق نیازی نیست تا در حین جوشکاری از آون الکترود استفاده کنیم. 
برخی الکترودها را برای جوشکاری در دمای پایین مورد استفاده قرار می دهند. دلیل این امر این است که در جوشکاری دمای پایین به آمپر کمتری نیاز داریم بنابراین در این شرایط حرارت کمتری نیز در پوشش الکترودها لازم است. این الکترودها را به دلیل پیچیدگی کمت فلز مبنا برای جوش های نازک به کار می برند.

هنگامی که در جوش فولاد کربنی نیاز به کیفیت بالا داشته باشیم و اگر جوش را با روش پرتونگاری بازرسی کنند، آنگاه از این گونه اکترودها برای جوش فولاد کربنی استفده می کنیم. 

این نوع الکترود را یک ساعت قبل از مصرف در مجاورت دمای ۱۵۰ تا ۱۶۰ درجه ی سانتیگراد درون آون الکترود قرار می دهند تا پوشش آن خشک شده و رطوبت اضافی خود را از دست بدهد. 
اما پوشش برخی دیگر از الکترودهای مورد استفاده در جوشکاری جنسی قلیایی دارد. مواد قلیایی دارای اتم های هیدروژن درون ساختار خود هستند و برای کیفیت جوش باید میزان هیدروژن این روکش ها را کنترل کنیم. رطوبت موجود در این الکترودها را قبل از شروع جوشکاری کاملاً از بین می برند و خشک می کنند. 

رطوبت گیری از پوشش این الکترودها درون آون الکترود به مدت دو ساعت و در دمای ۳۰۰ تا ۳۵۰۰ درجه سانتیگراد کاملاً از بین می رود. . الکترودهای قلیایی را ابتدا درون آون الکترود صنعتی قرار می دهند و رطوبت آن ها را برطرف می کنند سپس آن ها را از این آون ها خارج کرده و وارد آون الکترود دیگری می کنند که سیار است و در محل جوشکاری در کنار جوشکار قرار دارد و جوشکار الکترودها را یکی پس از دیگری از درون آن خارج می کند تا هیچ گونه رطوبتی بر روی پوشش الکترود وجود نداشته باشد. دمای این آون باید در حدود ۱۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد باشد و گرمکن آن نیز باید در حین کار روشن باشد. 

آون الکترود

تولیدکنندگان الکترودها دستورالعمل هایی را بر روی بسته های تولیدی خود درج می کنند که در این دستورالعمل ها میزان رطوبت مورد نیاز در پوشش الکترود در حین جوشکاری درج شده است. همچنین مدت زمان قرارگیری در آون الکترود را به علاوه ی درجه حرارت در این دستورالعمل ها مشخص خواهند کرد. 

کوره های صنعتی الکترود خشک کن وجود دارند که الکترودها درون آن ها قرار می گیرند و رطوبت الکترود در آن ها براساس توصیه ی تولید کننده کنترل می شود.

 آون الکترود سیار و دستی نیز در سایزهای متفاوت ساخته می شود تا در در عملیات هایی که وسعت زیادی ندارند و رطوبت هوای محیطشان خیلی بالا نیست مورد استفاده قرار گیرند. این آون ها در کنار دست جوشکار یا دستیار او قرار می گیرند و الکترودهای مورد نیاز درون آن ها چیده می شود. هر الکترود در زمانی که به آن نیاز پیدا می شود از درون آون خارج شده و بلافاصله مورد استفاده قرار می گیرد. تمامی آون الکترودها دمای مورد نیاز برای خشک کردن الکترود را با استفاده از المنت هایی که با جریان برق گرم می شوند، تأمین می کنند. این الکترودها قابلیت تنظیم دما داشته و دارای ترموستات نیز هستند. 

انبار کردن الکترود 

دمای حرارت محیط انبارش الکترودها باید از ۱۰ درجه سلسیوس بالاتر باشد. همچنین میزان مورد نیاز از این الکترودها باید از پیش مشخص باشد تا بتوان انبارش را به اندازه ی نیاز انجام داد. در صورتی که جنس پوشش الکترود قلیایی باشد باید دمای محل انبارش آنها را اندازه گیری کنیم تا بیش از ۱۵ درجه سلسیوس باشد. الکترودهای قلیایی باید رطوبتی در حدود ۴۰ درصد کمتر از دیگر الکترودها داشته باشند تا بتوان میزان هیدروژن موجود در پوشش آن ها را کنترل کرد. در زمان نیاز به الکترودها باید آن ها را به اندازه مصرف خارج کرده و بلافاصله مورد استفاده قرار داد در غیر این صورت رطوبت محیط به سرعت پوشش آن ها را تحت تأثیر قرار خواهد داد. همچنین تمامی این الکترودها را باید طبق توصیه ی تولید کننده حرارت دهی و رطوبت گیری کنیم. 

کاربرد آون الکترود در عملیات هات تپ

همان طور که می دانید جوشکاری یکی از اعمال جدایی ناپذیر از هات تپ و خدمات خطوط لوله است. پروژه های هات تپ نیز می توانند در شرایط و اقلیم های متفاوتی اجرا شوند. یکی از این شرایط و مستثناهای کاری اجرای عملیات هات تپ در درجه دمای زیر صفر است. در این حالت الکترودها دمای مناسب خود را از دست می دهند و قوس الکتریکی را با مشکل مواجه می کنند. بنابراین جوشی که در این شرایط و با الکترود غیر استاندارد ایجاد شود کیفیت و مقاومت لازم را نخواهد داشت.
بنابراین از یک آون الکترود به صورت سیار در عملیات هات تپ استفاده می کنند تا دمای پوشش الکترود را به حد استاندارد خود نزدیک کنند.