جوشکاری تیگ و موارد کاربرد آن در هات تپ

جوشکاری تیگ یا TIG یکی از بهترین روش های جوشکاری با استفاده از قوس الکتریکی است. جوشکاری در عملیات هات تپ فرایندی است که بسیار مورد استفاده و کاربردی است و از آن برای ساخت اتصالات و فیتینگ ها و همچنین نصب این اتصالات بر روی خط لوله استفاده می شود. با پایان یافتن عملیات هات تپ انشعاباتی از خطوط لوله ی مختلف گرفته می شود که این انشعابات در هر عملیات هات تپ با کمک فرایندهای جوشکاری مختلف و با طراحی به روز ایجاد خواهند شد. جوشکاری تیگ یکی از انواع فرایندهای جوشکاری است که قصد بر توضیح آن در این نوشته داریم.

جوشکاری تیگ TIG
جوشکاری تیگ TIG

جوشکاری تیگ (TIG)

جوشکاری تیگ یا Tungsten Inert Gas که با نام فنی جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ نیز شناخته می شود یکی از مهم ترین و پرکاربردترین روش های جوشکاری در صنایع بخصوص نفت و پتروشیمی است.

جوشکاری تیگ بیشتر با نام جوش آرگون شناخته می شود و دلیل این نام گذاری استفاده از گاز آرگون (Ar) در این روش جوشکاری می باشد.

جوشکاری قوسی

قوس الکتریکی به حالتی از تخلیه ی الکتریکی درون هوا یا یک ماده ی نارسانا اطلاق می شود.

جوشکاری قوسی روشی در جوشکاری است که در آن حرارت لازم برای ذوب کردن آلیاژ و متریال قطعه ی مورد نظر را با استفاده از قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه ی مورد نظر به وجود می آید.  جوشکاری قوسی (arc welding) یک روش جوشکاری است که از یک منبع تغذیه جوشکاری برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و ماده ی پایه برای ذوب کردن فلزات در محل جوش استفاده می ‌کنند.

روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی شامل موارد زیر است.

  • جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار یا  SMAW
  • جوشکاری زیر پودری یا  SAW
  • جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW و MIG/MAG
  • جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا  TIG

در این نوشته قصد داریم تا یکی از روش های جوشکاری به روش قوس الکتریکی و با استفاده از الکترود تنگستن یا جوشکاری تیگ را توضیح دهیم.

جوشکاری تیگ

در جوشکاری تیگ یا جوش آرگون برای ایجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود. الکترود تنگستن حین انجام عملیات جوشکاری مصرف نمی شود. در جوشکاری تیگ یک فضای خالی را بین الکترود و قطعه ی پایه در نظر می گیرند. سپس با استفاده از یک گاز خنثی که عموما آرگون است ، هوا را این فضای خالی بیرون می رانند. با این کار در این فضا خلاء ایجاد می شود. خلاء ایجاد شده در فضای جوشکاری مانع از اکسید شدن و مصرف الکترود تنگستن می شود. کاربرد الکترود در جوشکاری تیگ برای به وجود آوردن قوس الکتریکی و تخلیه ی برق است. دمای ایجاد شده از طرف قوس الکتریکی موجب ذوب فلزات در این نوع جوشکاری می شود.

الکترودهای تنگستن

در جوشکاری تیگ انتخاب قطر الکترود ، بستگی به شدت و نوع جریان مورد استفاده دارد. الکترودهای تنگستن اغلب در قطرهای ۰٫۲۵ تا ۶٫۳۵ میلی متر و طول ۷۶ تا ۶۱۰ میلی متر ساخته می شوند. الکترودهای تنگستن خالص نسبت به سایر الکترودها ارزان تر هستند. الکترودهای تنگستن ظرفیت حمل جریان الکتریکی کمتری دارند ، عمر کوتاهتری داشته و تنها قابل استفاده با جریان متناوب (AC) می باشند. از این الکترودها در مواردی که حساسیت کار کمتر است ، استفاده می شود.

الکترودهای تنگستن توریُم دار، ظرفیت حمل الکتریسیته بالاتری داشته و دارای عمر طولانی تری هستند. شروع قوس با این الکترودها راحت تر بوده و ثبات قوس بیشتری ایجاد می کنند. از این الکترودها اغلب در جریان مستقیم (DC) استفاده می شود.

الکترودهای زیرکونیوم دار بهترین نوع الکترود برای جوشکاری آلومینیوم و منیزیم هستند. این الکترودها مزایای هر دو نوع الکترود قبلی را دارا بوده و زمانی که از این الکترودها با جریان متناوب (AC) استفاده می شود ، پایداری قوس به همراه ظرفیت حمل جریان الکتریکی و شروع قوس مناسب را به طور همزمان فراهم می آورند.

مزیت جوشکاری تیگ

  • ایده آل بودن ظاهر جوش
  • عدم نیاز به تمیز کاری پس از جوشکاری
  • توانایی حداکثری در کنترل فرایند جوشکاری
  • مناسب برای پاس ریشه
  • کیفیت بالا
  • امکان استفاده از الکترودهای مصرفی و غیر مصرفی به صورت انتخابی و بنا به صلاح دید عملیاتی

محدودیت ها در جوشکاری تیگ

  • بالا بودن هزینه و پیچیدگی تجهیزاتی
  • نرخ رسوب کم و سرعت جوشکاری پایین
  • حساسیت بالا نسبت به آلودگی فلز پایه و الکترود مصرفی

 

عملیات جوشکاری در عملیات هات تپ می تواند برای ساخت اتصالات انشعابی در محل کارگاه و هم چنین برای نصب انواع اتصالات از جمله اتصال اسپلیت تی و سدل نیپل و غیره روی خطوط لوله مورد استفاده قرار گیرد. در عملیات هات تپ فرایندهای جوشکاری بنابر طراحی های فنی و مهندسی تعیین می شود. در این طراحی ها پس از در نظر گرفتن جنس و ضخامت لوله ، هم چنین جنس اتصالات و ماهیت سیال درون لوله روش جوشکاری انتخاب می شود. جوشکاری تیگ یا جوش آرگون یکی از پرمصرف ترین انواع عملیات جوش در پروژه های هات تپ می باشد که بنابر اصول فنی و مهندسی در بسیاری از پروژه های هات تپ به کار می روند.

ولو در هات تپ

ولو در هات تپ همان شیری است که با استفاده از آن می توان جریان خروجی را از خط لوله اصلی به انشعاب منحرف و قطع و وصل کرد. ولو در هات تپ یکی از اجزای مهم عملیات را تشکیل می دهد. بلافاصله پس از قرارگیری اتصال مورد نظر روی خط لوله اصلی شیر یا ولو روی فلنج اتصال سوار خواهد شد. در این مواقع فلنج ولو با فلنج اتصال در کنار یکدیگر قرار می گیرند.

ولو در هات تپ
ولو در هات تپ

کاربرد ولو در هات تپ و دیگر صنایع

ولو وسیله ای است که در صنعت کاربرد دارد. از ولو برای قطع و وصل کردن یا تنظیم میزان جریان و یا منحرف کردن مسیر سیالاتی هم چون گازها و مایعات استفاده می شود.

ولوها اصولا جزء اتصالات لوله هستند. ولی معمولا برای بررسی نوع کاربرد آنان می توان از دسته بندی های جداگانه استفاده کرد. در یک ولو باز سیال از فشار بالاتر به فشار پایین تر جریان می یابد.

ولوها می توانند به صورت دستی به وسیله ی یک دسته ، اهرم ، پدال و یا فلکه و یا به صورت اتوماتیک و در اثر تغییر در فشار ، دما و یا جریان کار کنند. این تغییرات ممکن است بر یک دیافراگم یا یک پیستون اثرگذار باشد و به نوبه ی خود ولو را فعال کند.

ولوها کاملا متنوع هستند و می توانند در دسته بندی های مختلفی طبقه بندی شوند. اما ولو در هات تپ از گوناگونی هایی برخوردار است. اینکه در هر عملیات هات تپ از چه نوع ولوی استفاده شود بستگی زیادی به نوع سیالی که درون خط لوله جریان دارد خواهد داشت. اینکه سیال درون لوله ی اصلی گاز باشد یا مایع در انتخاب نوع ولو تاثیرگذار خواهد بود. همچنین فشاری که سیال در هنگام خروج از لوله ی اصلی به انشعاب وارد می کند یکی دیگر از پارامترهای تعیین کننده ی نوع ولو در هات تپ خواهد بود. در ادامه قصد داریم نمونه هایی از انواع ولو در هات تپ را توضیح دهیم.

ولو در هات تپ دومین مرحله از کل عملیات را تشکیل می دهد. پس از ساخت اتصال مورد نظر مثلا اتصال اسپلیت تی و نصب آن روی خط لوله نوبت به سر هم بندی ولو خواهد رسید. تمامی اتصالات هات تپی در قسمت انتهایی خود نیپل و سپس فلنج را خواهند داشت. ولو نیز در دو سر خورد فلنج دارد. ولو در هات تپ ابزاری است که در میانه مجموعه عملیاتی قرار می گیرد. پس باید از هر دو سر به فلنج اتصال و ماشین هات تپ متصل شود. به همین دلیل است که ولو در هر دو سر خود فلنج دارد. ولو جایی است که کاتر و اجزای برش ماشین هات تپ از داخل آن وارد نیپل اتصال شده و سپس روی خط لوله ی اصلی برش را ایجاد می کند.

ولو در هات تپ جزء اتصالات دائم خواهد بود یعنی پس از پایان عملیات هات تپ ولو به همراه اتصال روی خط لوله ی اصلی باقی خواهد ماند و تنها ماشین هات تپ و اجزای آن است که از مجموعه اجزای عملیات هات تپ روی خط لوله جدا خواهد شد. پس از پایان عملیات هات تپ ، کنترل و قطع و وصل کردن جریان سیالات خروجی از خط لوله ی اصلی به لوله ی فرعی با استفاده از ولو انجام خواهد شد.  

چند نمونه از انواع ولو در هات تپ

شیر توپی (Ball valve) یا بال ولو یا شیر گازی یک نمونه از انواع ولو در هات تپ می باشد که با گردش ۹۰ درجه یا ربع گردش که در جهت مستقیم حرکت سیال است جریان آن را قطع و وصل می کند. بال ولو دارای یک قطعه راهبند است که حرکت دورانی دارد و شامل یک توپ کامل و یا نیمه کامل است. این توپ هنگامی که می چرخد مسیر سیال را باز و یا بسته ( صفر / یک ) می کند و برای تنظیم جریان استفاده نمی شود.

ولو توپی نمونه ای از ولو در هات تپ
ولو توپی نمونه ای از ولو در هات تپ

این شیرها به دلیل اطمینان بالا و نوع آب بندی مناسبی که دارند گزینه بسیار مناسبی برای استفاده در عملیات انشعاب گیری از خطوط لوله ی حاوی سیالات گازی می باشند. این شیر دارای مجرای ورودی و خروجی مرکزی است.

هزینه نگهداری پایین ،عملکرد سریع با ربع دور باز و بسته شدن ، حجم کم ، عدم نیاز به روانکار و آب بندی غیر قابل نفوذ از مزایای استفاده از ولوهای توپی در عملیات هات تپ است.

گیت ولو ( Gate valve) یا ولو دروازه ای نوع دیگری از ولو در هات تپ است. شیر دروازه ای یا گیت ولو برای قطع و وصل کردن جریان مایعات در لوله ها طراحی شده است. زمان لازم برای باز و بسته کردن این نوع شیرها معمولا زیاد است.

گیت ولو نمونه ای از ولو در هات تپ
گیت ولو نمونه ای از ولو در هات تپ

گیت ولو از پرکاربردترین و متداول ترین شیرهای صنعتی است. گیت ولو یا ولو دروازه ای در مقایسه با انواع دیگر ولوها قیمت ارزان تر و افت فشار پایین تری دارد.

 

شیر دروازه ای برای کنترل جریان فشار در خط لوله مورد استفاده قرار می گیرد.  همچنین به عنوان یک شیر مسدود کننده نیز شناخته می شود.

در ساختار این شیر یک دایره یا مستطیل قرار دارد که با حرکت آن مسیر عبور مایع کنترل می شود.

معمولا برای ساخت این شیرها از متریال چدن نرم یا خشک استفاده می شود. این شیرها کاربرد وسیعی در خطوط لوله آب سرد و گرم دارند.

این شیرها جهت رساندن افت فشار به پایین ترین سطح ، مورد استفاده قرار می گیرند و قابلیت تنظیم جریان را ندارند.

اين شيرها در عملیات هات تپ جريان سيال را به طور كامل بسته يا باز نگه می دارند. از این ولوها سر راه لوله های با طول زياد استفاده بیشتری می کنند چون میزان افت فشار در آن ها خیلی کم است.

از گیت ولوها در محدوده وسيعی از سيالات استفاده می کنند. این نوع ولوها در هنگام بسته شدن آب بندی خوبی دارد.

مهمترين موارد استفاده از اين شيرها در مايعات ويسكوز (چسبنده) همانند گريسهای سبك ، روغن های سنگين و ساير سيالات غير قابل اشتعال می باشد.

مجرابند اين شير وقتي که بطور كامل باز می ‌شود ، از مسير عبور جريان کنار می رود. اين خاصيت باعث می شود در هنگام باز بودن شیر مقاومت به حداقل میزان خود برسد. وقتيکه شير کاملاً بسته شد يک حلقه مجرابند را آب بندی می‌کند. این مجرابند میزان نشتی را حتی الامکان به صفر نزدیک خواهد کرد.

شیر پروانه ای (Butterfly) یا باترفلای ولو یک نمونه از کاربردی ترین انواع ولو در هات تپ است. ساختمان آن از يك بدنه معمولي و يك صفحه مدور كه تقريباً در وسط قرار دارد تشكيل شده است. اين صفحه حول ميله‌ ای با زاویه ی ۹۰ درجه می ‌گردد و بوسيله اهرمی به قسمت حركت دهنده ی شير وصل می ‌باشد.

ولو پروانه ای نمونه ای از ولو در هات تپ
ولو پروانه ای نمونه ای از ولو در هات تپ

هنگامی که ولو پروانه ای کاملا باز باشد ، دیسک آن در موازات جریان عبوری از خط لوله قرار گرفته و حداکثر جریان عبوری از خود را ممکن خواهد ساخت. هم چنین در صورت چرخش ۹۰ درجه ، شیر به طور کامل در وضعیت بسته قرار می گیرد.

کاربرد آسان ، نداشتن قطعات لغزنده و کشویی ، وزن کم ، قابلیت کنترل جریان ، امکان ساخت در قطرهای بزرگ ، امکان ساخت دیسک از مواد مختلف فلزی و غیر فلزی و هم چنین امکان نصب شیر در همه ی حالت های عمودی ، افقی و مایل از مزایای ولو پروانه ای می باشد.

شیرآلات مدولار یا ساندویچی (Sandwich valve) نوع دیگری از موارد استفاده ولو در هات تپ هستند. از شیرهای ساندویچی معمولا زمانی استفاده می شود که فضای کم تری برای مانور دادن در انشعاب گیری داشته باشیم. این شیرها در سایزهای متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند و در انواع عملیات های کنترل دبی ، کنترل فشار و جریان های یک طرفه موجود می باشند.

ولو ساندویچی نمونه ای از ولو در هات تپ
ولو ساندویچی نمونه ای از ولو در هات تپ

ولو در هات تپ با سه مشخصه مورد استفاده قرار می گیرد. این سه مشخصه عبارت اند از نوع ولو ، سایز ولو و کلاس ولو.

کلاس ولو مشخصه ای است که میزان فشار قابل تحمل ولو را تعیین می کند.

به طور مثال برای فشارهای کم تر از ۳۰۰psi ولو کلاس ۳۰۰ ، برای فشارهای ۳۰۰psi تا ۶۰۰psi ولو کلاس ۶۰۰ ، برای فشارهای ۶۰۰psi تا ۹۰۰psi ولو کلاس ۹۰۰ استفاده می شود. هم چنین در فشارهای ابلاتر نیز از ولوهای با کلاس بالاتر استفاده خواهد شد.

هات تپ و مواد شیمیایی

هات تپ و مواد شیمیایی در مناطق نفت خیز ، پالایشگاه ها و حتی نیروگاه ها دو جزء جدانشدنی از هم می باشند. آنچه نفت و گاز به همراه خود دارند ، فقط توسعه و پیشرفت نیست بلکه مواد شیمیایی که از تجزیه مواد مختلف در چرخه فرآوری نفت و گاز به وجود می آیند ، می توانند در محیط اطراف پراکنده شده و با آلایش هوا ، آب و خاک خطرات زیادی را متوجه کارکنان و همچنین خود عملیات هات تپ کنند. رعایت الزامات ایمنی هات تپ در پیشبرد صحیح عملیات امری ضروری است.

هات تپ و مواد شیمیایی
هات تپ و مواد شیمیایی

هات تپ و مواد شیمیایی

هات تپ یا کار گرم یکی از فرایند هایی است که در پالایشگاه ها و مجتمع های پتروشیمی روی خطوط لوله صورت می گیرد از این رو رعایت الزامات قبل از انجام کار و حین عملیات از اهمیت ویژه ای برخوردار است. کارگرم به کاری گفته می شود که طی آن جرقه و اشتعال و آتش سوزی جز خطرات احتمالی کار خواهند بود. هات تپ نیز یک نمونه از کارهای گرم محسوب می شود. زیرا حرارت های ناشی از جوشکاری و همچنین حرارت های ایجاد شده از سمت دستگاه هات تپ روی لوله که گاهی به بیش از ۵۰۰ درجه سلسیوس نیز می رسد ، می تواند برهم کنش های اشتعال زا یا انفجاری را با آلاینده های موجود در محیط عملیات به وجود بیاورد. به هم دلیل است که می گوییم هات تپ و مواد شیمیایی جز لاینفک ایمنی خواه در محیط پالایشگاه ها  و صنایع پتروشیمی هستند.

هات تپ و مواد شیمیایی زمانی به هم مربوط می شوند که محیط به آلاینده های شیمیایی آلوده باشد. در واقع میزان خطر و بروز حادثه به نوع عملیات و محیطی که قرار است کار گرم در آن انجام شود بستگی دارد. مثلا در محیطی که مواد قابل اشتعال قرار دارد ، طبیعتا کارهای  گرمی نظیر برش فلز و جوشکاری و سنگ زنی باعث بروز جرقه و آتش سوزی می شوند. اما در محیطی که مواد قابل اشتعال و شیمیایی وجود نداشته باشد هات تپ و مواد شیمیایی هیچ ربطی به هم پیدا نخواهند کرد.

براساس مطالعات انجام شده در محیط پالایشگاه ها یا صنایع مرتبط با پتروشیمی انواع مختلفی از آلاینده ها تولید می شوند که به صورت گاز ، ذرات لجن و پساب مایع در محیط زیست انتشار می یابند. این آلاینده ها شامل هیدروکربن های آرومایتک چند حلقه ای ، فلزات سنگین ، بنزن و مشتقات آن ، هیدروژن سولفید ، نیتروژن دی اکسید ، کربن مونواکسید و سایر مواد شیمیایی هستند که بیشتر آن ها حتی در غلظت های پایین هم سمی بوده و می توانند اثرات سوء جبران ناپذیری بر اکوسیستم ، محیط زیست وسلامت انسان داشته باشند.

مخاطرات نیروی انسانی در عملیات هات تپ و مواد شیمیایی

پیوستگی هات تپ و مواد شیمیایی محیطی در فاز عملیاتی می تواند علاوه بر خطرات فنی ، تهدیدی برای سلامت نیروی انسانی هات تپ باشد. آلاینده های صنایع پتروشیمی از طریق تنفس ، خوردن و آشامیدن و یا جذب از طریق پوست وارد بدن می شوند. بدین لحاظ در محیط های شیمیایی در صنایع نفت و گاز میزان این آلاینده ها در هوا و محیط عملیاتی اندازه گیری خواهد شد. گاهی اوقات غذا و نوشیدنی های کارکنان نیز می بایست به لحاظ سلامت غذایی بررسی شوند.

یک نمونه از ارتباطات هات تپ و مواد شیمیایی خطر ساز در محیط های عملیاتی که می توان به آن اشاره کرد انتشار گاز ترش است. گاز ترش نوعی گاز سمی و بی رنگ است که شامل مقدار اندکی هیدروژن سولفید و گاهی اوقات دی اکسید کربن است. این گاز میزان خورندگی وسمیت بالایی دارد. نشت و انتشار گاز ترش در محیط عملیات هات تپ می تواند موجب مسمومیت وحتی خفگی کارکنان حاضر در عملیات شود. در محیط پالایشگاه ها با استفاده از تجهیزات آشکارساز این گاز را شناسایی می کنند. 

زمانی که عملیات هات تپ و مواد شیمیایی محیط در مجاورت یکدیگر خطرساز شوند یکی از مهم ترین الزامات ، شناختن متغیرهایی است که ممکن است در محیط عملیات وجود داشته باشند. این مناطق معمولا تحت حفاظت و کنترل می باشند و تردد و اجرای هر عملیاتی در آن ها فقط در صورت اخذ مجوز از حراست محوطه صورت می پذیرد. پس واضح است که کارگرم در چنین محیط هایی غیر قابل انجام است و فقط در صورت گرفتن مجوز یا پرمیت و پاکسازی محیط از هرگونه مواد خطرآفرین میتوان عملیات کارگرم را انجام داد.

پرمیت نیز در صورتی صادر می شود که مسئول محوطه شرایط محیط را به صورت مفصل و جز به جز به مجری هات تپ گفته باشد و همچنین مجری عملیات هات تپ نیز تمامی دستور العمل ها و الزامات ایمنی و چک لیست مراحل را به مسئول محوطه تحویل داده باشد. در صورت تطبیق و هم خوانی این استاندارها با شرایط محیطی ، می توان عملیات را آغاز کرد.

طبق نکات ذکر شده در هر محیط عملیاتی هات تپی برای کنترل کردن هات تپ و مواد شیمیایی احتمالی در کنار یکدیگر باید نکات ایمنی و آتش نشانی و هم چنین الزامات و پیگیری های زیست محیطی از سوی کارکنان عملیات هات تپ و کارفرمای حاضر در منطقه انجام شود. همکاری در برقرار اصول ایمنی توسط طرفین قرار داد در عملیات هات تپ می تواند در کیفیت انجام کار افزایش چشمگیری ایجاد کند.

الزامات و پیگیری های ایمنی و آتش نشانی در حین برخورد هات تپ و مواد شیمیایی در یک عملیات عبارت اند از :

  • بازرسی از تمام نقاط تحت پوشش
  • صدور مجوز فعالیت های گرم و کار در ارتفاع
  • تهیه گزارش و پیگیری نواقص
  • شرکت در جلسات ایمنی کارگاهی
  • تهیه فرم ها و سند های ایمنی و بازرسی
  • تعمیر و نظارت بر ادوات اطفاء حریق
  • ارزیابی کمی و کیفی مخاطرات
  • بررسی حوادث پرسنلی و موتوری
  • ارزیابی و تایید لوازم حفاظت فردی

همچنین الزامات و پیگیری های زیست محیطی در برخورد متقابل هات تپ و مواد شیمیایی در فاز عملیاتی از قرار زیر خواهد بود :

  • بازرسی زیست محیطی از نقطه مورد نظر که قرار است عملیات هات تپ در آن انجام شود.
  • نظارت بر اندازه گیری شاخص های آب ، هوا و خاک
  • همکاری در شناسایی جنبه های زیست محیطی
  • بررسی وضعیت پسماند ها
  • همکاری در اندازه گیری شاخص های هوای پاک

اتصال اسپلیت تی در هات تپ

اتصال اسپلیت تی در هات تپ یکی از مجموعه اتصالاتی است که در آن قطعه لازم برای انشعاب گیری یا تعمیرات خط لوله ساخته و روی خط لوله نصب می شود. اتصال اسپلیت تی در هات تپ بیشترین استفاده و کاربرد را بین دیگر اتصالات دارد. استحکام بالا و قدرت مانور بالاتر از مزیت های اسپلیت تی نسبت به اتصالات دیگر هات تپی است.

اتصال اسپلیت تی
اتصال اسپلیت تی در هات تپ

هات تپ به مجموعه عملیاتی گفته می شود که طی آن اتصالات جدیدی را به خطوط لوله و تانکر های ذخیره سازی اضافه می کنیم. برای نصب و اضافه کردن این انشعابات نیاز به قطع کردن جریان درون لوله یا مخزن اصلی نخواهیم داشت و مادامی که درون خط لوله ی اصلی سیالات مختلف از جمله آب ، سیالات گازی و نفت در جریان است ، عملیات هات تپ انجام خواهد شد.

مزیت عملیات هات تپ این است که در هنگام انشعاب گیری و یا تعمیرات ، خدمات رسانی به قسمت پایین دست خط لوله قطع نخواهد شد. برای مثال در هنگام انشعاب گیری از خط لوله گاز ، نیازی نیست جریان گاز درون خط لوله ی اصلی را متوقف کنیم چون در عملیات هات تپ ، انشعاب گیری و تعمیرات در کنار جریان جاری در لوله انجام خواهد شد.

 

هات تپ یا مجموعه کارهای گرم

کار گرم مجموعه فعالیت هایی است که در آن شعله ها ، حرارت و یا جرقه های حاصل از انجام کار به حدی باشد که بتواند موجب اشتعال و انفجار مایعات ، گازها و یا هر ماده قابل احتراق دیگری شود. انجام این گونه عملیات نیاز به مجوز و تأییدیه از سازمان ها و نهادهای ذیربط دارد. به همین دلایل این عملیات می بایست تحت شرایط و اصول ایمنی انجام گیرد.

اجزای عملیات هات تپ

در عملیات هات تپ گیری سه جزء مهم و ضروری برای ایجاد حفره در لوله اصلی وجود دارد.

اتصالات ، وِلو و ماشین هات تپ این سه جزء را تشکیل می دهند.

انواع اتصالات در عملیات های هات تپ

تا به امروز اتصالات متفاوتی برای شروع عملیات های هات تپ مورد استفاده قرار گرفته است.

اتصال اسپلیت تی (spilt TEE) ، اتصال سدل نیپل (saddle nipple) ، اتصال وِلدولت (Weldolet) ، اتصال تی سرویس و اتصال فول سدل ( full saddle ).

در این نوشته قصد داریم تا اتصال اسپلیت تی را که یکی از پرکاربردترین اتصالات حال حاضر تکنولوژی هات تپینگ است ، شرح دهیم.

 

اتصال اسپلیت تی split TEE

 این اتصال به روزترین اتصال حاضر در مجموعه عملیات های هات تپ است. مزیت این اتصال داشتن استحکام بالا و مقاومت در برابر فشارهای وارده است. هنگامی که پروژه ی در دست اجرا از حساسیت های بالایی برخوردار باشد و همچنین فشار وارده از سمت سیال روی اتصال زیاد باشد از روش اسپلیت تی برای اتصال و فیتینگ استفاده می شود. سایز لوله نیز می تواند یکی از فاکتور های تعیین کننده ی استفاده از این روش باشد.

اتصال اسپلیت تی از چهار جزء تشکیل شده است. پد بالا ، پد پایین ، نیپل و فلنج این اجزا را تشکیل می دهند.

اجزای اتصال اسپلیت تی

عملیات بستن این اتصال روی خط لوله ی مورد نظر در دو مرحله صورت می پذیرد. مرحله اول آن در خارج از محدوده عملیات و عموما در کارگاه انجام می شود. ابتدا لوله ای را که از قبل سایز آن اندازه گیری شده ، با استفاده از هوا برش و از قسمت طولی به دو نیم تقسیم می شود. این دو قسمت جدا شده ی لوله را پد بالا و پد پایین می نامند. پدهای بالایی و پایینی در اتصال اسپلیت تی دور تا دور لوله ی اصلی را به صورت کمربندی دربر می گیرند.

در این مرحله با در نظر داشتن سایز لوله انشعاب و متناسب با آن حفره ای روی پد بالایی ایجاد می شود. پس از ایجاد حفره نیپل و فلنج که دیگر قطعات اتصال اسپلیت تی هستند نیز روی پد بالایی نصب می شوند. این اتصال ممکن است در برخی موارد حالتی کاملا قائم داشته باشد و در برخی مواقع نیز ممکن است از حالتی زاویه دار پیروی کند.

قطعه بعدی نیپل است. نیپل قطعه ای گلویی شکل است که روی پد بالایی اسپلیت تی جوشکاری خواهد شد. این قطعه می تواند زوایای مختلفی نسبت به خط لوله اصلی ایجاد کند. قطر نیپل را با در نظر گرفتن انشعابی که قرار است از لوله ی اصلی خارج شود تعیین می کنند. هم چنین نیپل در اتصال اسپلیت تی می تواند توسط صفحاتی تقویت شود. تقویت نیپل اصولا زمانی صورت می گیرد که تیم عملیاتی بدانند فشار سیال خروجی از لوله اصلی بسیار زیاد است. بنابراین استحکام نیپل را با استفاده از صفحات اضافی بالا می برند تا از ایمنی کار اطمینان داشته باشند.

جوشکاری قطعات اسپلیت تی

جوشکاری نیپل روی پد بالایی در زمان ساخت اولیه اتصال در کارگاه انجام شده و تست جوش اولیه همان جا روی آن انجام خواهد شد.

فلنج قطعه دیگر اتصال اسپلیت تی است که روی نیپل نصب می شود. فلنج ها را به منظور اتصالات سر به سر در عملیات هات تپ مورد استفاده قرار می دهند. در هر نقطه ای از اجزای عملیات هات تپ که قرار است دو جزء در کنار یکدیگر قرار بگیرند از فلنج ها استفاده می شود تا با استفاده از پیچ و مهره ها بتوان این قطعات را در عملیات در کنار یکدیگر قرار داد.

فلنج یک قطعه ی حلقوی شکل است که دور تا دور آن سوراخ هایی برای پیچ و مهره کردن هر اتصال به اتصال دیگر وجود دارد. در کلِ اتصال اسپلیت تی یک فلنج به کار برده می شود که روی نیپل نصب خواهد شد.

. پس از انجام مراحل مذکور قسمت های مونتاژ شده به فاز عملیاتی فرستاده خواهد شد تا توسط متخصصین جوش روی لوله ی اصلی سوار شود.

در هنگام جوشکاری روی خط لوله ی اصلی ، پد های بالایی و پایینی دور تا دور لوله را می پوشاند سپس با استفاده از جوشکاری مهندسی شده و بر پایه اصول ایمنی و استاندارد های جهانی و هم چنین با توجه به جنس اسپلیت تی و جنس لوله ی اصلی ، دو پد بالایی و پایین به صورت طولی در کنار هم جوشکاری می شوند. سپس کمربندهای ابتدایی و انتهایی در دو سر اتصال نیز جوشکاری می شوند.

اگر جنس خط لوله ی اصلی از آلیاژهای فلزی باشد پدهای بالایی و پایینی اسپلیت تی را با جوشکاری روی خط لوله ی اصلی نصب می کنند. اما گاهی اوقات خط لوله ی اصلی می تواند ساختاری غیر فلزی داشته باشد که عملیات جوشکاری را غیر ممکن می سازد. در این حالت از اتصالات اسپلیت تی مکانیکی استفاده می شود. اتصال اسپلیت تی مکانیکی با استفاده از پیچ و مهره روی خط لوله اصلی نصب می شود.

 

در عملیات هات تپ اتصالات را در دو مرحله از نظر جوشکاری تست می کنند. مرحله اول تست جوش زمانی انجام می شود که قطعات اتصالات در کارگاه ساخته شده اند. مرحله دوم تست جوش نیز پس از نصب کلی اتصال روی خط لوله ی اصلی انجام خواهد شد. تست های جوش انواع و روش های متفاوتی را دربر می گیرد. انواع تست های جوش در هات تپ عبارت اند از تست جوش  PT ، در این تست با استفاده از اسپری هایی نقاط جوشکاری شده را رنگ می کنند. پس از رنگ شدن این قست ها نقاط احتمالی جوشکاری نشده به صورت منافذ و سوراخ های ریزی مشخص خواهد شد. پس از اصلاح عملیات جوشکاری در هر دو مرحله رنگ از روی سطح لوله یا اتصالات پاکسازی خواهد شد.  

 

 

در یک عملیات هات تپی کارکنان از اصطلاح  Y×X  استفاده می کنند. در این عبارت ریاضی اطلاعاتی در مورد سایز لوله اصلی و انشعابی نوشته شده است به طوری که X سایز یا همان میزان اینچ لوله اصلی و Y سایز یا همان میزان اینچ لوله ی انشعابی است. به طور مثال عملیات هات تپی ۱۶ × ۳۲ با سایز خط لوله اصلی ۳۲ اینچ و سایز لوله انشعابی ۱۶ اینچ انجام خواهد شد.

در انواع اتصالاتی که قرار است در عملیات هات تپ به کار گرفته شود می بایست سایز لوله اصلی و سایز انشعاب را مورد توجه قرار دهیم. مثلا در اتصال اسپلیت تی پد ها را با توجه به سایز لوله اصلی می سازند اما نیپل را که همان خروجی لوله انشعابی است ، با توجه به سایز انشعاب خواهند ساخت.

مجوز عملیات هات تپ چیست؟

بدیهی است که بیشترین حجم عملیات های انشعاب گیری هات تپ در مجتمع هایی انجام می شوند که خطوط لوله فرایندهای عمده آن را تشکیل می دهند امری رایج است. انشعاب گیری به روش هات تپ یک فرایند از زیرمجموعه فرایندهای کار گرم است که دارای ماهیت و کارکردهای ویژه بوده و مستلزم رعایت استانداردها و الزامات به صورت جدی است. انشعاب گرم هات تپ در صورتی با موفقیت انجام خواهد شد که کلیه مجموعه نسبت به تمامی زوایای کار آشنایی و اشراف کافی را داشته باشند و همچنین کارفرما نیز شناخت نسبی نسبت به حساسیت ها و مخاطرات بالقوه آن داشته باشد.

چنان که می دانیم اجرایhot tap منوط به توافقات نهایی میان کارفرما و مجری عملیات هات تپ است که در نقش پیمانکار حضور خواهد داشت. یکی از مهم ترین نکاتی که توافق مذکور را سازنده و مثمر ثمر می گرداند شناخت و درک متقابل فنی و ایمنی و البته سایرتوافقات است که جنبه های حقوقی و مالی دارند. اما فاکتور اساسی در اجرای صحیح عملیات این است که افزون بر پیمانکار، کارفرما نیز شناختی بالا نسبت به فرایند داشته باشد چرا که در هر صورت پرمیت انجام کار گرم هات تپ توسط کارفرما صادر خواهد شد.

صدور پرمیت مسئولیت سنگینی است که بر گردن کارفرما خواهد بود. به همین دلیل او باید تمامی شرایط و نیازهای اجرای صحیح عملیات را شناخته و مورد پایش و بازرسی قرار دهد. هر گونه اهمال و بی توجهی کارفرما در صدور پرمیت می تواند تبعاتی زیانبار و جبران ناپذیر به بار داشته باشد. بنابراین این فقط پیمانکار نیست که باید نسبت به زوایای کار hot tap اشراف داشته باشد، چه بسا در اثر اهمال و بی توجهی پیمانکار برخی شرایط برای hot tap فراهم نشده باشد، در این شرایط طبیعتاً کارفرما است که باید حساسیت کافی را به خرج داده و رفع ایراد کند تا شرایط برای انجام صحیح عملیات فراهم شود.

کارفرما در نقش پرمیت دهنده انجام عملیات باید کلیه متغیرهای موجود در محیط را که بر کار گرمhot tap اثر می گذارند مورد بررسی قرار دهد. داده های او در درجه اول استانداردها و الزامات شرکت کارفرما، و در درجه دوم دستورالعمل هایی است که پیمانکار برای انجام کار صادر کرده است. تنها در صورتی پرمیت صادر خواهد شد که هر دو دستورالعمل کارفرما و پیمانکار اجرایی شده باشند و اگر متغیری در محیط موجود باشد که تنها با یکی از این دستورالعمل ها عدم تطابق داشت باید از صدور پرمیت ممانعت شود. برای مثال ممکن است شرایط کاری مجموعه تحت فشاری معین از نظر کارفرما صحیح و کاربردی باشد اما پیمانکار برای اجرای هات تپ به فشاری بالاتر یا پایین تر از فشار موجود نیاز داشته باشد. در این صورت وظیفه کارفرماست که ابتدا شرایط را برای عملیاتی شدن هات تپ فراهم کند و سپس مجوز صدور کار در محیط را صادر کند.

در بسیاری از موارد ممکن است محیط مملو از مواد شیمیایی باشد که در درما و شرایط محیطی موجود آسیبی به تأسیسات، تجهیزات ونیروی انسانی وارد نمی کنند اما همین موارد می توانند باعث بروز سانحه برای عملیات hot tap شوند. ممکن است مسیرهای تردد برای فرایندهای رایج در محیط کاملاً مناسب و مساعد باشند اما مطابق با استانداردهای کار گرم هات تپ نباشد. چنان که می دانیم هات تپ ملزومات خاص خود مازاد بر محدودیت های محیط کار را دارد که تعبیه مسیرهای تردد از جمله آنهاست. در این دست شرایط کارفرما ملزم است محدودیت های حداکثری را لحاظ کند تا کار با حداکثر ضریب ایمنی انجام شود.

با توجه به نکات ذکر شده صدرو پرمیت در هات تپ تنها در شرایطی قابل انجام است که مراتب زیر رعایت شده باشند:

– ابتدا مسئول محوطه ای که کار گرم hot tap در انجا انجام می شود الزامات سازمانی خود برای محیط را مورد بازرسی قرار می دهد. این الزامات شامل دستورالعمل های مربوط به کارهای جاری محیط به علاوه الزاماتی خواهد بود که کارفرما برای انجام هات تپ لحاظ کرده است.

– سپس مسئول محوطه به استانداردها، الزامات، دستورالعمل ها و چک لیست هایی رجوع خواهد کرد که مجری هات تپ برای آن کار بخصوص تدوین کرده است. این الزامات مازاد بر دستور کارهای سازمان تدوین خواهند شد و دارای الزام اجرایی می باشند.

– عملیاتی کردن دستورالعمل ها و چک لیست ها به نحوی که تمامی مفاد آن به صورت کامل رعایت شوند از جمله دیگر نکاتی است که باید با جدیت مورد توجه قرار گیرند.

– بازرسی نهایی پیش از آغاز عملیات و در زمانی انجام خواهد شد که پیمانکار برای اجرای عملیات hot tapآماده شده است. در این شرایط نیز مسئول امر ضمن بازرسی نهایی و حصول اطمینان از جوانب امر، پرمیت کار گرم هات تپ را صادر می کند.

مدت زمان اعتبار پرمیت وابسته به برنامه ریزی های فنی و نیز هماهنگی هایی است که با پیمانکار اجرای عملیات صورت خواهد گرفت. در این خصوص هماهنگی های لازم مخصوصا در مورد مدت زمان انجام کار بسیار ضروری است. برای مثال ممکن است کارفرما به منظور تطابق دادن شرایط مجموعه با مختصات فنی و ایمنی تغییراتی موضعی و موقتی برای امکان پذیر کردن عملیات هات تپ انجام داده باشد و این تنظیمات به صورت خودکار پس از مدت زمان مشخص به حالت اولیه خود بازگردند. در این شرایط اگر عملیات hot tap ظرف آن زمان به اتمام نرسیده باشد بدون شک میان فرایندها و تنظیمات تداخل ایجاد شده و می تواند خطرات بزرگی را به همراه داشته باشد. پیشگیری از این دست موارد هماهنگی های دائم میان کارفرما و پیمانکار را می طلبد و مجری کار نیز موظف است به محض اتمام مدت زمان پرمیت نسبت به تمدید آن اقدام نماید تا کوچک ترین اختلال و خطری متوجه عملیات نشود.

هات تپ کاری با ماهیت ویژه محسوب میشود و به این دلیل هیچ گونه اهمال در خصوص آن جایز نیست. دانش و تجربه کافی در کنار تمرکز و جدیت در پیشبرد امر ضمن رعایت تمامی جوانب از نکات مهمی است که باید مورد توجه دقیق قرار گیرد تا عملیات به بهترین شکل به انجام برسد.

طراحی و ساخت اسپلیت تی

اسپلیت تی اتصال سه راهیی مانندی  است که از دو بخش ۱- پد بالایی و پد پاییی . ۲- نیپل و فلنج . تشکیل  و به دو روش مکانیکی و جوشکاری به لوله متصل میشود. ولی ترجیحا از روش جوشکاری استفاده میکنند. اتصال اسپلیت تی به صورت دائم است یعنی بعد از اتمام کاربه لوله متصل می ماند.

ساخت split tee بر اساس مشخصات لوله و سایز انشعاب مورد نیاز نظر صورت میگیرد از انجایی که اسپلیت تی فشار زیادی را باید تحمل کند(فشار سیال درون لوله و فشار لوله و تجهیزات متصل به ان) نحوه ساخت ان بسیار حائر اهمیت است.

 ساخت split tee به طور کلی به صورت زیر است :

  • سازنده اسپلیت تی سایت و محل انشعاب گیری را بررسی میکند. طی این بررسی اطلاعاتی نظیر فشار اسمی و واقعی بدست می اید همچنین  سازنده نیز سایر پارامترهای مورد نیاز را اندازگیری میکند.در مرحله بعد سازنده ضخامت اسمی لوله را دریافت میکند و سپس تست ضخامت سنجی رو لوله انجام میدهد و فشار واقعی ان را بدست میاورد. عمر لوله و میزان صدمه به لوله مانند فسودگی  نیز مورد بررسی قرار میگرد در صورت بالا بودن میزان فرسودگی بهتر است عملیات هات تپ روی ان انجام نشود. از دیگر مواردی که در حین بازرسی باید بدان توجه کرد محل نصب اسپلیت تی است . محل نصب باید فضای کافی  برای نیروی کار و خود اتصال داشته باشد.داشته باشد مثلا گاهی ممکن است که سر زانویی خط لوله در محلی قرار داشته باشد که امکان نصب split tee بر روی وجود نداشته باشد.از دیگر نکاتی که مهم است محل اختصاص داده شده برای نصب ان  است. اگر در محیط های حساس و خطرناک مانند محیط هایی که مواد شیمیایی در ان وجود دارد و محل نصب اسپلیت تی در نزدیکی ابزارهای اندازگیری دقیق و تجهیزات کنترل و بازرسی  های حساس باشد باید دقت بالا برای نصب ان به کار برد تا به انها اسیبی وارد نشود.
  • با توجه به اطلاعات بدست امده اپدر بازرسی سایت مهندسین طراحی با استفاده از نرم افزارهایی مانند catia و solidworks و طبق دستورالمعل های استاندارد جوشکاری به ساختsplit tee می پردازند.
  • مهندسین و طراحان نتیجه و یافته های خود مانند سایز لوله ، سایز انشعاب ، موائ سازنده ، تجهیزات مورد نیاز برای نصب ان و … را یه صورت دقیق مکتوب میکنند تا اپراتور های اجرایی بتوانند به بهترین شکلsplit tee را روی لوله متصل کنند.
  • مهندس ناظر در تمام مراحل خروجی ها را بررسی میکند تا مشکلی نداشته باشند.
  • بعد از اتمام ساخت split tee عملیات تنش زدایی حرارتی روی ان انجام میشود زیرا در حین ساختsplit teeسطح ان به خاطر حرارتی که در حین ساخت دبه ان وارد شده یکنواخت نمی باشد برای مثال قسمتی هایی که حرارت مستقیم و بیشتری به انها خورده دچار ناهمگونی و فرورفتگی میشود . با تنش زدایی حرارتی این عیوب برطرف و سطح اسپلیت تی یکنواخت و همگون میشود.
  • پس تنش زدایی حرارتی روی ان تست فشار و تست جوش انجان میدهد . تست جوش خط لوله بسیار حائز اهمیت است و نشان میدهد که ایا در فشار مورد نظر تحمل کشش و .. را دارد . در صورت وجود اختلال باید انرا رفع کرد . سازنده اتصال وظیفه نصب اسپلیت تی را بر عهده دارد.

 

طراحی و ساخت اسپلیت با توجه با سیال به کار برده شدهع متفاوت است برای مثال برای سیال های پر فشار از فول سدل استفاده میکنند که به خاطر عایق بندی خود تحمل فششار بالاتری نسبت به اسپلیت تی دارد.

  • اتصال اسپلیت تی مطابق با استانداردANSI /ASME B31.8 ,B 31.1, B31.2, B31.3 طراحی و در اختیار مصرف کنندگان قرار میگیرد.
  • اسپیلیت تی برا لوله با سایز ۶ اینچ تا ۵۶ اینچ وجود دارد.
  • فشار اسپلیت تی مطابق با استاندارد ANSI CLASS 150 TO ANSI CLASS 900 طراحی میشود. در صورت نیاز split tee با فشار بالای ۹۰۰ نیز ساخته میشود.

 

به طور کلی از اسپلیت تی در زمینه های مختلفی مانند موارد زیر استفاده میکنند:

  • وروردی انشعاب جدید
  • جلوگیری از کشیده و خراب شدن شکل قسمت بریده شده لوله
  • ورودی جدید برای نصی تجهیزات کنترلی و ابزارهای دقیق اندازگیری
  • برای مسدود کردن خط لوله
  • برای قسمتی از لوله که خراب شده است.
  • برای نصب تجهیزات و ابزارهای مورد نظر بر روی لوله

طراحی و ساخت اسپلیت تی

معایب و مزایای استفاده از اسپلیت تی:

مزایا:

  1. این اتصال به صورت کامل لوله را میپوشاند و به عبارت دیگر تمام محیطی است از این رو فشار بالایی که از سیال و خط لوله اعمال میشود را دارد.
  2. برای لوله هایی که ضخامت بالایی دارد split teeکاربرد فراوانی دارد. قسمت بریده شده لوله نیازمند اتصالی است که بتواند فشار را تحمل و از دفرمه شدن لوله جلوگیری کند بنابراین اسشپلیت با میزان تحمل بالایی که دارد بسیار مناسب است.
  3. زمانی که ضخامت لوله بسیار کم از برای اطمینان بیشتر از اسپلیت تی استفاده میکنند.
  4. برای اتصالات سای به سایز و reduse سایز استفاده میشئد که غلت به کار گیری ان تحمل فشار بالای ان است.

معایب:

  1. اسپلیت تی وزن بسیار بالایی دارد و چون مسنقیم به لوله متصل میشود به مرور زملن ممکن است باعث کج شدن لوله شود. در این شرایط که وزن اسپلیت تی و تجهیزات دیگیری که بر روی ان متصل میشوند بالاست میتوان با استفاده از اهرم های فلزی و یا بتنی پایه ای درست کرد و زیر لوله نصب کرد.
  2. جوشکاری split tee نصبت به بقیه اتصلات دشوار تر است و باید نه از حد معمول کم و یا بیشتر باشد تا به لوله اسیبی وارد نشود.
  3. اسپلیت تی به خاطر وزن بالایی که دارد فقط میتوان از جرثقیل برا جابه جایی ان استفاده کرد که نصب split tee توسط جرثقیل کار دشواری است .

طبق نکات ذکر شده در بالا میتوان نتیجه گرفت که همیشه استفاده از اسپلیت تی بهترین راه نیست میتوان به جای ان از اتصالات دیگر مانند سدل نیپل استفاده کرد.

 

فلنج و انواع آن

فلنج ها قطعات دایره ای شکلی هستند که جنس انها از پلی اتیلن، فولاد ، الیاژ اهن یا چدن و …. است که  وظیفه اتصال لوله ها ، پمپ ها و سایر قطعات بهم را  در هات تپ دارد که به صورت پیچ و مهره است و نصب ان به راحتی انجام میشود . میتوان از ان ها در فشار های maximum وminimum  استفاده کرد و فشار ان باید متناسب با فشار سیال باشد .فلنج ها معمولا با جوشکاری روی لوله وصل می شود اما نوعی flange به نام فلنج لبه دار  تولید شده است که نیازی به جوشکاری ندارد.

 تعداد سوراخ های روی سطح انها بر اساس نوع عملیات و فشار و عوامل دیگر با یکدیگر متفاوت است . در بین دو flange که به وسیله واشر بهم متصل شده اند از گسکت برای اب بندی ان استفاده میشود.

کاربرد های دیگر flange:

۱-از flange برای نشت بندی یا نشت گیری و یا به اصطلاح  leak repair استفاده میشود . ۲- برای تغییر مسیر و تغییر قطر لوله هم استفاده می شود.

 

فلنج ها و انواع آن

 

flange براساس نوع جنس و فشاری که تحمل میکنند به کلاس های مختلفتی تقسیم می شود. کلاس فشاریه flange به عوامل مختلفی مانند اندازه لوله ، فشار سیال و دمای سیال درون لوله بستگی دارد.

کلاس فلنج بر اساس فشار:

  1. براساس استاندارد۳۴، ۱۶ANSI: مطابق این اساس به کلاس های ۱۵۰-۳۰۰-۴۰۰-۶۰۰-۹۰۰-۱۵۰۰-۲۵۰۰تقسیم بندی میشود این اعداد بیشترین فشاری است که فلنج در دمای خاص میتواند تحمل کند.(واحد فشار PSI).
  2. براساس استاندارد ISO: واحد فشار قابل تحمل برای فلنج ها بر این اساس  PN است و یک فشار اسمی به نام BAR نیز دارد.
  3. براساس استاندارد BX6-B6-A6 API: فشاری که بر این اساس فلنج میتواند تحمل کند نسبت به گروه ۱ بیشتر است.falange  در این گروه به کلاس های ۵۰۰۰-۳۰۰۰-۲۰۰۰-۱۵۰۰۰-۱۰۰۰۰ تقسیم بندی میشوند.

 

انواع فلنج ها:

  • فلنج با سطح ساده ( FLAT FACE): این نوع  همانطور که از اسم ان پیداست سطح صاف و ساده و بدون شیار و برجستگی دارد و جنس ان از چدن یا فولاد است . اتصال این  انها بسیار راحت و سریع است و برای فشار های کم که نشتی در ان اهمیتی ندارد کاربرد دارد . از FALAT FLANGE   در اتصالات ابی و هوایی استفاده می شود .  می توان گفت این نوع  ساده ترین و ارزان ترین نوع در بین بقیه ی مدل ها است.

 

•	فلنج با سطح ساده ( FLAT  FACE)

  • فلنج با سطح برجسته ( Raised face):دارای شیارهای هم مرکز و حلزونی مانندی است که عمق این شیارها ۴mmو و فواصل بین انها ۰٫۸mm می باشد. در این نوع سطحflange اول که مقابل  دیگری قرار دارد دارای لایی یا گسکت است که نسبت به سطح کلی flange برجسته تر است.طبق استاندارد میزان برجستگی در همه ی اندازه ها برای کلاسهای۱۵۰ و ۳۰۰ برابر ۱/۶mmکلاسص های بالاتر ۶/۴mm می باشد.

 

 

•	فلنج با سطح برجسته (Raised face)

  • فلنج نر و ماده(male and female): به صورت قفل وکلید بهم متصل می شوند. یکی از انها دارای برامدگی به بلندی ۴mmو دیگری تو رفتگی به عمق ۵mm می باشد.

 

 

فلنج نر و ماده(male and female)                                                                                                                                                      

  • فلنج با صفحه زبانه و شیاردار (Tongue and Groove facing): صورت جفت وجود دارد. در این نوع گسکت روی قطر داخلی و خارجی وجود دارد و همین امر باعث میشضود که دچار خوردگی و فرسودگی نشود.

به طور کلی هفت نوع فلنج در خطوط لوله به صورت لب به لب بکار می رود که عبارت است از:

 

  1. فلنج کور یا blind flange: به صورت صفحه گرد و بستس که در اخر مسیر لوله کشی و مسیرهای دارای فشار به کار می رود که نسبت به بقیه فلنج ها فشار بیشتری تحمل میکند. بیشترین فشار در قسمت مرکزی ان است این فشار وارد شده متناسب با کلاس فلنج است.

فلنج کور یا blind flange

  1. فلنج گردن دار جوشی weld neck flange: دارای یک گردن به شکل مخروط است که باعث تقویت تحمل فلنج میشود . گردن ان هم قطر با قسمت انتهایی ان است و به ان جوش می شود . برای فشارهای بالا و دماهای زیر صفر و بار های نوسانی به کار گرفته می شود.

 

فلنج گردن دار جوشی weld neck flange

 

  1. فلنج روکار یا slip on flange:  نصب اسان و راحتی دارد و در سرویس های معمولی استفاده میشود. مقاومت و تحمل بار خستگی ان کم تر ازflange گردن دار است و به ترتیب دو سوم و یک سوم برابر است اما هزینه نصب ان اندکی بیشتر است.

فلنج روکار یا slip on flange

  1. فلنج لبه دار یا lap joint flange:مانند flange معمولی است که قسمت پایینی نداردو در انتهای ان پخ دارد. با سیال در تماس نیست و هزینه ان یک سوم ازflange گردن دار بیشتر و مقاومت ان بسایر کم تر از flange گردن دار است (یک دهم ).

فلنج لبه دار یا lap joint flange

  1. فلنج با جوش محفظه ای : محفظه ای برای قرارگیری لوله درون خود دارد .برای افزایش مقاومت ان در برابر خستگی لایه داخلی ان را جوشکاری میکنند که در این صورت مقاومت ان یک و نیم برابر مقاومت slip flang میشود.

 

 

فلنج با جوش محفظه ای

  1. فلنج رزوه ایی: درون این انها شیارهای مارپیچی ساخته شده که به ان رزوه میگویند و باعث میشود که لوله درون ان پیچ بخورد.برای فشار های بالا مناسب است. عموما نیازی به جوشکاری ندارد اما در صورت نیاز در فشار های بال می توان جوشکاری کرد.

فلنج رزوه ایی

 

۷٫اریفیس فلنج یا orifice flange: این نوع هم میتواند فلنج گردندار و یا فلنج روکار باشد که در قسمت شعاعی خود دارای سوراخ است و وظیفه ان اندازی گیری جریان سیال مایع یا گاز است.

اریفیس فلنج یا orifice flange

تعمیرات و نگهداری قبل و بعد از عملیات هات تپ

تعمیرات و نگهداری قبل و بعد از عملیات هات تپ

هات تپ نقش  بسزایی  در مراکز و مجتمع های صنعتی مانند پالایشگاه ها ، پتروشیمی و… دارد از این نیرو اجرای عملیات هات تپ نیاز به اشنایی بر طرز کار و عملکرد دستگاه هات تپ دارد . اپراتور اجرای عملیات هات تپ  باید با این مکانیزم ها اشنایی کامل داشته باشد تا باعث ارتقا سطح کار شود.

بهتر انجام شدن عملیات هات تپ  مستلزم یکسری اقدامات قبل و بعد از عملیات است که با انجام انها نتیجه مطلوب تری خواهیم گرفت.

قبل از شروع عملیات هات تپ باید دستگاه هات تپ را بررسی کنیم  تا در حین عملیات به مشکل بر نخوریم.

اقدامات مورد نیاز قبل از انجام هات تپ:

  • باید سایز دستگاه با سایز انشعاب جدیدی که قرار است ایجاد شود مطابقت داشته باشد برای مثال برای انشعاب گیری در سایز ۱۲ تا ۲۴ اینچی باید دستگاهی استفاده کنیم که با این سایز متناسب است مثلا نمیتوان از دستگاهی با سایز انشعاب گیری ۳۰ اینچی استفاده کرد.
  • باید از صحت و کیفیت شفت اطمینان حاصل کنیم برای مثال شفت لق و یا کج بسته نشده باشد .
  • کاتر و هولدر دو قطعه اصلی درعملیات هات تپ می باشند چرا که برش لوله توسط این قطعات انجام میشود در نیتجه این قطعات باید دقیق بررسی شوند تا کاتر یا هولدر کند و یا تیغه ی ان کج نشده باشد.
  • اتصال قطعات و اب بنددی انها نیز باید ببرسی شود تا فشاری که در حین عملیات انشعاب گیری به ان وارد میشود از حد مجاز بیشتر نیاشد زیرا افزایش بیش از حد فشار باعث اسیب به تجهیزات میشود.
  • بررسی گیربکس از الزامات عملیات هات تپ است تا از حرکت دورانی دستگاه در حین برش اطمینان داشته باشیم.
  • نصب کانال های انتقال سیستم سرمایشی برای کار در دما های بالا مانند انشعاب گیری بر روی خطوط حاوی بخار با دمای ۴۵۰ درجه سانتیگراد از اسیب به دستگاه هات تپ جلوگیری میکند.

 

 

اقدامات مورد نیاز برای بعد از عملیات هات تپ:

 

بعد از اتمام یک عملیات ممکن است که تجهیزات ان برای مدتی بدون استفاده قرار بگیرند . گاهی برای انجام عملیات دیگری از این تجهیزات استفاه میکنند و تمام نکات ایمنی فردی و محیطی را رعایت میکنند اما در حین عملیات دچار مشکل میشوند دلیل برخورد با این  مشکل این است که این تجهزات را قبل از عملیات تعمیرات و نگهداری نکرده اند .

برای تعمیرات و نگهداری تجهیزات اقدام پیشگیرانه حتما باید انجام شود.

اقدام پیشگیرانه : این دسته از اقدامات با شناسایی راه های بروز مشکل انها را برطرف میکنند و از بروز مشکل و اسیب به تجهیزات جلوگیری میکنند برای مثال میتوان به چند مورد زیر اشاره کرد:

  • فلنج ها قطعاتی هستند که در معرض گرما ، رطوبت و سایر عوامل محیطی اند این عوامل میتواند باعث اسیب به فلنج های ازاد شود. یکی از راهای جلوگیری از این اسیب ها گریس کاری فلنج ها است . گریس به عنوان لایه محافظتی و پوشاننده،سطح فلنج را از عوامل ذکر شده حافظت میکنند و مانع اسیب به ان میشود.
  • میتوان دستورالعملی برا جابه جایی وسایل حمل نقل اعمال کرد که انها را از تجهیزات اساسی مانند مخازن و خطوط لوله دور کنیم تا برخوردی با این تجهیزات صورت نگیرد و باعث اسیب به انها نشود.
  • ولو ها بعد از هر بار استفاده باید تمیز شوند . واشر های ان (اورینگ ) ها باید بررسی شوند تا دچار پارگی یا خرابی نشده باشد. در صورت خرابی باید اورینگ های ان را عوض کنیم.
  • دستگاه را باید از هیدرکربن و یا مواد شیمیایی درگیری که ممکن است در ان وجود داشته باشد تممیز کنیم زیرا وجود این مواد ممکن استن باعث خوردگی و خرابی دستگاه شوند و یا در استفاده بعدی از دستگاه با ماده شیمیای که در ان استفاده میشود واکنش بدهد.

 

تعمییرات و نگهداری تجهیزات نفتی:

 

تعمیرات و نگهداری قبل و بعد از عملیات هات تپ

 

یکی از کاربرد های هات تپ در پالایشگاها . پتروشیمی ها و .. است. مجتمع های نفتی به خاطر موقعیت و فرایندهایی که انجام میدهند نیازمند توجه و رسیدگی زیادی هستند. از ان جا که تجهیزات پالایشگاه ها و پتروشیمی ها مانند تجهیزات انتقال سیال ، کنترل و بازرسی سیال، پمپ، ولو، مخازن نگهدارنده سیال ،  در فضای باز هستند به طور مداوم در معرض گرما ، هوا ، رطوبت و … قرار دارند که احتمال اسیب به  مجموعه را بیشتر میکند. فرایند های مجوعه های  صنعتی به صورت سری و وابسته بهم هستند و امکان تعمیر کردن ان به صورت جداگانه نیست در نتیجه معطل ماندن و یا اسیب در هر قسمت از ایستگاه باعث تعطیل شدن فرایند جاری از ان قسمت به بعد میشود . در نیتجه تعمیرات و نگهداری تجهیزات یکی از ملزومات کار است.

همانطور که گفته شد تجهیزات نفتی در معرض گرما ، هوا و دیگر عوامل محیطی اند از این رو عمده ترین و اصلی ترین خساراتی که به این تجهیزات وارد میشود فرسودگی  و خرابی ناشی از قرار گیری مداوم در برابر عوامل های مختلفی مانند عوامل ذکر شده در بالا  است برای مثال تصور کنید  مخزنی سالیان زیادی در معرض افتاب و رطوبت بوده است واضح است که در چنین شرایطی مقدار مقاومت ان به مرور زمان کم شده و ممکن است در اثر یک ضربه کوچک در حین عملیات هات تپ اسیب ببیند و باعث نشت نفت به محیط زیست شود. بنابراین داشتن یک برنامه تعمیرات و نگه داری از بروز این خرابی ها جلوگیری میکند.

غفلت از هر یک از نکات ایمنی و بررسی های مورد نیاز موجب خسارات زیادی میشود . مانند خسارتی که به پتروشیمی بوعلی سینا به دلیل نشتی یکی از ولو ها صورت گرفت و اتش به مخازن نفتی انها رسید.

هات تپ در محیط های خطرناک

هات تپ در محیط های خطرناک

هات تپ بر روی لوله های حاوی سیال و یا مواد شیمیایی است . وجود الاینده های شیمیایی یکی از بدیهیات کار دراکثر  مراکز صنعتی مانند پالایشگاه ها ، پتروشیمی ها و .. است . وجود این مواد شیمیایی میتواند به سلامتی نیروی کار و محیط زیست ان منطقه نیز اسیب وارد کنند.وجود این مواد شیمیایی برای عملیات هات تپ نیز مضر است.

 

بسته به نوع کار این مواد شیمیایی متفاوت اند و تاثیرات گوناگونی بر بدن و محیط وارد میکنند: بعضی از انها میتوانند باعث بیماری هایی مانند مسومیت، اسیب های پوستی و بینایی  شوند. بعضی دیگر ماهیت اشتعال پذیری دارند و باعث اتش سوزی فرد و حتی محیط می شوند. گاز ترش  یکی از این مواد است که انتشار ان میتواند حتی باعث مرگ فرد شود. برخی از مواد نیز وجود دارد که با حضور مداوم خود در محیط  بر تجهیزات اثر منفی  میگذارند.

الاینده ها و الودگی ها میتواند به طریق های مختلفی در محیط  هات تپ منتشر شوند مانند :

  • گاهی اوقات ممکن است که فرایندهایی در مجاور محل عملیات انجام شود که مواد شیمیایی خطرناکی را به محیط منتشر میکنند پس در این صورت الایندها به صورت طبیعی در محیط وجود دارند . این امر روند عملیات هات تپ را دشوار میکند.
  • ممکن است که انتشار سیال از وسایل حما و نقل در محل انجام هات تپ باشد . این وسایل حامل سیال های هستنند که ممکن است خطر زا و اشتعال پذیر باشد .سیال به خاطر ویژگی ای که دارد ممکن است به طور خودکار و بدون برخورد و سانحه ای نشت کند و وارد طبیعت شود و ممکن هم است که در طی برخوردی این مواد به بیرون نشت کنند.در این صورت احتمال حادثه و اسیب به محیط افزایش می یابد.
  • انشار سیال میتواند از محلی در کنار محل کار باشد که مواد شیمیایی و سمی را به بیرو نشر کند مانند دریچه های زیر زمینی که پس مانده های زیر زمینی درون انها جریان دارند این پس مانده ها میتواند برای نیروی کار ان منطقه خطر زا باشد.
  • گاهی نیز ممکن است که این مواد در نتیجه کار خود فرد در حین عملیات باشد برای مثال در حین عملیات یکی از لوله ها به خوبی جوش نشده در این صورت سیال به بیرون نشت میکند .

در صورت اختلال و خرابی در قسمتی از تجهیزات که عملیات HOT TAP روی ان صورت میگیرد مانند خطوط انتقال ، سیال و یا ماده شیمیایی ای مانند گاز به بیرون متصاعد میشود . برای انجام هات تپ در این شرایط باید اقدامات لازم را به کار گرفت  تا از بروز سانحه پیشگیری کرد.

فرایند هاپت تپ و یا انشعاب گیری گرم که از فرایند های گرم به حساب میاید به علت گرمایی که در حین انجام فرایند های مختلف خود مانند جوشکاری تولید میشود ،هات تپ یک فرایند حساس  است که به دانش و ایمنی بالایی نیاز دارد.

در نیتجه قبل از  هات تپ باید نکات ایمنی مانند پوشیدن لباس مناسب ، دستکش  ، بررسی تمام تجهیزات مانند تست فشار قطعاته مختلف ،بررسی  محیط از نظر وجود اکسیژن و سایر گاز های سمی که این اطلاعات توسط طراح اتصالات به صورت دستور العملی به نام MSDS به اپراتور داده می شود.

MSDS درهات تپ چیست؟

MSDS مخفف کلمه (مواد) material  ،safety(ایمنی) ،date(اطلاعات)،sheet(برگه).که اطلاعات و ایمنی ماده مورد نظر روی برگه ای درج میشود .

MSDS در محیط های کار مختلف مانند بیمارستان ها ، صنایع و … استفاده میشود . در این برگه که به ان برگه شناسایی ایمنی مواد شیمیایی نیز گفته میشود ، خطرات کار با مواد شیمیایی ، ایمنی های لازم ،اطلاعات بهداشتی ، دستورالعمل های فنی و … درج شده است که ان را به کارفرما میدهند و کارفرما موظف است که به انها دقت کند تا حادثه ای رخ ندهد. اگاهی از اطلاعات باعث میشود که بروز حوادث به حداقل  برسد و از انبار کردن مواد به صورت نادرست جلوگیری کنند. این اطلاعات نیز در هات تپ کاربرد مهمی دارد

به طور کلی MSDS اطلاعات زیر را در اختیارما قرار میدهد:

  1. ذات ماده شیمیایی
  2. ترکیبات سازنده ماده شیمیایی
  3. خطرات احتمالی ان
  4. اقدام های اولیه اورژانسی
  5. اقدامات مورد نیاز در صورت ریختن ماده شیمایی
  6. موارد مورد نیاز برای مواجهه با اتش سوزی
  7. طریقه ی درست نگه داری و جابه جایی
  8. خاصیت فیزیکی و شیمیایی
  9. پایداری و واکنش پذیری
  10. مقدار سمی بودن یا نبودن ماده
  11. اصول درست نابود کردن پسماند های ان

و…..

MSDS چیست؟

فلنج چه تاثیری در هات تپ دارد؟

فلنج ها  که بین قطعات وجود داشته و آن ها را به یکدیگر متصل می کنندیکی از قطعات و اتصالاتی که در آب بندی مجموعه، و عملیات هات تپ نقش حائز اهمیتی دارد  فلنج هایی که یک عملیات هات تپ درگیرشان خواهد بود به شرح زیر هستند:

– فلنج اتصال سه راهی: اتصال سه راهی روی لوله نصب و یا جوشکاری می شود. این اتصال دارای یک قسمت فلنج دار است که امکان اتصال آن به سایر قطعات را فراهم می کند.

– فلنج های دو سر ولو: ولو دیگر ابزاری است که در عملیات هات تپ مورد استاده است و به همراه اتصال سه راهی نقش اتصالات دائم عملیات هات تپ را ایفا می کنند. یک سر flange روی اتصال می نشیند و سر دیگر آن به دستگاه هات تپ متصل است.

– فلنج دستگاه هات تپ: خود دستگاه هات تپ نیز دارای سر فلنج دار است که روی ولو قرار گرفته و پیچ و مهره می شود. بدیهی است که پس از اتمام عملیات دستگاه هات تپ از روی ولو باز می شود اما ولو و اتصال سه راهی روی آن باقی خواهند ماند.

فلنج ها و آب بندی عملیات هات تپ

بدیهی است که در صورت وجود هر گونه آسیب روی فلنج ها یا اتصال نادرست آن ها به یکدیگر شاهد بروز نشتی از محل آن ها در حین اجرای عملیات هات تپ خواهیم بود. از این رو پیش از نصب اتصالات و قطعات روی خط لوله ابتدا باید مطمئن شویم که تمامی فلنج ها عملکرد خود را به درستی حفظ می کنند یا نه. در خصوص هر کدام از فلنج ها می توان این کار را به انجام رساند. flange اول flange اتصال سه راهی خواهد بود، flange دو سر ولو و در نهایتflangeدستگاه هات تپ را می توان جداگانه مورد ارزیابی قرار داد و یا مجموعه آن ها را پس از مونتاژ روی هم مورد آزمون و بررسی قرار داد. بهتر و مطمئن تر ان است که هم جداگانه و هم پس از مونتاژ عملیات تست و بازرسی جهت نشتی فلنج ها و سیار اتصالات انجام شود. شرح فرایند به این ترتیب خواهد بود

– برای تست و بازرسی flange اتصال سه راهی، پس از ساخت قطعه مورد آزمون و تست فشار قرار می گیرد. به عبارتی می توان اتصال را روی لوله نصب کرد و سپس با استفاده از ابزارهای تسیت هیدرواستاتیک روی اتصال فشار هیدرولیی وارد کرد تا ضریب تحمل آن در برابر فشار مورد آزمون قرار گیرد. بدیهی است در این روش در صورتی که flange نیز دارای ایراد باشد به صورت نشستی خود را نشان خواهد داد.

 

– تست ولو نیز به همین صورت خواهد بود، به این شرح که می توان یک سر ولو را با فلنج کوزر مسدود کرد و از سر دیگر آن تست فشار هیدرواستاتیک را روی آن انجام داد. در این صورت نیز اگرflange توان و تحمل فشار وارده را نداشته باشد از محل آن نشتی بروز کرده و ایراد وارد خود را نشان خواهد داد.

معمولاً پس از نصب اتصال سه راهی و ولو، مجری عملیات هات تپ مجددا روی مجموعه تست فشار هیدرواستاتیک را اعمال می کند تا نسبت به صحت عملکرد هر دو اتصال، و نیز صحت مونتاژ آن ها روی یکدیگر نیز اطمینان حاصل کند. تنها در صورت دریافت پاسخ مثبت از این آزمون هاست که می توانیم نسبت به انجام عملیات هات تپ اطمینان حاصل کرده و دستگاه هات تپ را برای انجام عملیات روی اتصالات نصب کنیم.

– تست دستگاه هات تپ نیز به همین ترتیب خواهد بود؛ به طوری که رویflange آداپتور دستگاه هات تپ تجهیزات تست فشار را نصب کرده و با اعمال فشار هیدرولیکی بر روی آن دستگاه رام ورد بررسی قرار می دهیم.

بنابراین می توان گفت تست فشار هیدراوستاتیک از بهرتین راهکارها برای کشف نقص ها و ایرادات موجود رویflange هاست، به طوری که اگر flange دارای خرابی باشد حین تست با بروز نشتی آسیب خود را نشان می دهد. تست هیدرواستاتیک نه تنها ایرادات ناشی از فلنج، بلکه کلیه دیگر ایراداتی را که به نحوی می توانند بر عملیات هات تپ تأثیرگذار باشند را نشان می دهد و ما را نسبت به تعمیر یا تعویض قطعات مورد نیاز اماده می کند.

از سوی دیگر باید توجه داشت که این تستهر ایراد متوجهflangeرا نشان می دهد. ممکن است فلنج دارای ایراداتی جزئی باشد و با این حال عملکرد خود را ضمن تست فشار حفظ کند. حتی ممکن است flange در حین عملیات هات تپ نیز ایرادات خود را نشان ندهد و تنها پس از عملیات ما شاهد بروز نشتی در مجموعه باشیم. از این راهکارهایی نظیر بازرسی چشمی توسط بازرس متبحر و آشنا با لازامات عملکردflange از دیگر نکاتی است که باید مورد توجه قرار گیرد. در مجموع فلنج ها اتصالاتی تعیین کننده در عملیات هات تپ و یبه طور کلی اتصالات و انشعاب های جدید محسوب میشوند و از این رو باید نسبت به آن ها حساسیت های ویژه را به خرج داد تا از بروز سانحه و اسیب در کار و پس از کار پیشگیری شود.