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.

برش لیزری در کارگاه هات تپ

برش لیزری در هات تپ به منظور تهیه ی قالب برای ساخت اتصالات مورد استفاده قرار می گیرد. اتصالات، سازه های با اندازه های متفاوت (بسته به سایز لوله و انشعاب) هستند که بر روی خط لوله نصب می شوند و وظیفه ی آن ها نشتی گیری از خط لوله در محل برش هات تپی است. برش هات تپی با استفاده از دستگاه هات تپ بر روی لوله ایجاد می شود. این برش به منظور تهیه ی انشعاب بر روی لوله ها ایجاد می شود. اما نقطه ی متمایز کننده در عملیات هات تپ و برش هات تپی، جریان سیال درون لوله است. در عملیات انشعاب گیری سنتی، جریان سیال را در سرتاسر خط لوله قطع می کردند و این مسأله افت بهره برداری و زیان اقتصادی را به دنبال داشته است. اما عملیات هات تپ جدیدترین تکنیک انشعاب گیری از خطوط لوله است که این کار را بدون توقف در بهره برداری از خطوط لوله انجام می دهد. برش هات تپی بر روی خطوط لوله ای انجام می شود که تحت فشار هستند و درون آن ها سیالات گازی و مایع متفاوتی جریان دارد. اتصالات را دقیقا به همین منظور به کار می برند که وقتی برش را بر روی لوله ی تحت فشار ایجاد می کنند سیال به بیرون راه نیابد. همچنین پس از ایجاد برش و همزمان با بهره برداری از لوله ی انشعابی، اطمینان لازم از عدم نشتی در منطقه ی خروجی انشعاب، کسب خواهد شد. این اتصالات همچنین به عنوان بستری برای اتصال فلنج و خط لوله ی انشعابی عمل می کند. دیواره ی لوله مقطعی دایره ای دارد و متصل کردن قطعاتی مثل شیر صنعتی و یا لوله به این مقطع دشوار خواهد بود. اتصالات در این منظر ارتفاع کوچکی را از سطح لوله ایجاد خواهند کرد که با استفاده از این ارتفاع بستر لازم برای اتصال ولو (شیر صنعتی) و دیگر اجزاء، هموار خواهد شد.

برش لیزری در ساخت سدل نیپل
برش لیزری در ساخت سدل نیپل

برش لیزری

برش لیزری از نور لیزر برای برش دادن اجسام استفاده می کند. اجسامی که با استفاده از برش لیزری برش می خورند می توانند جنس فلزی، پلاستیکی و غیره داشته باشند.

در برش لیزری اشعه ی لیزر توسط مواد مولد لیزر و با استفاده از تخلیه ی الکتریکی یا تابش یک لامپ در یک محفظه ی بسته تولید می شود. با تحریک ماده ی مولد لیزر، پرتو با استفاده از قطعات آینه منعکس می شود تا انرژی لازم برای تبدیل شدن به یک جریان منسجم از نور تک رنگ ایجاد شود. در برش لیزری، آینه یا فیبر نوری معمولاً برای هدایت نور منسجم به لنز دستگاه استفاده می شود.

این لنز در نقطه ی کاری دستگاه برش لیزری تعبیه شده است. باریک ترین قسمت پرتو متمرکز شده قطری کمتر از ۳۲/۰ میلی متر دارد.

اتصال سدل نیپل

اتصالات در هات تپ انواع مختلفی دارند که سدل نیپل یکی از این اتصالات است. اتصال سدل نیپل بیشتر در انشعاب گیری از مخازن مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل این امر فشار پایین سیالات درون مخزن است. البته از اتصال سدل نیپل در هات تپ برای انشعاب گیری از خطوط لوله نیز استفاده می شود اما میزان فشار سیال در این خطوط و بخصوص در نقطه ی انشعابی نباید زیاد باشد.

برای ساخت اتصال سدل نیپل ابتدا مؤلفه هایی را از منطقه عملیاتی و از سطح لوله یا مخزن جمع آوری می کنند. این مؤلفه ها، فاکتورهایی هستند که در ساخت اتصال حائز اهمیت اند. جنس لوله یا مخزن، ضخامت آن ها، فشار سیال درون آن ها و ماهیت این سیالات از جمله ی این مؤلفه ها هستند.

پس از اندازه گیری و شناسایی تمامی این فاکتورها، نقشه ی اتصال سدل نیپل توسط تیم فنی – مهندسی طرح ریزی می شود. اتصال سدل نیپل اتصال جوشی است یعنی با استفاده از عملیات جوشکاری بر روی لوله یا مخزن نصب می شود. این اتصالات از فلزات مختلف و آلیاژهای مربوط به فلزات ساخته می شوند و اکثراً جنس هر سدل نیپل با جنس لوله یا مخزنی که قرار است بر روی آن نصب شود، همخوانی دارد.

اتصال سدل نیپل از یک سدل (زین)، یک نیپل و در انتها یک فلنج ساخته شده است. زین یا سدل به طور مستقیم بر روی خط لوله نشسته و جوش می خورد. سدل را در واقع از دیواره ی لوله ای جدا می کنند که هم سایز لوله ی اصلی است. اما نیپل از قطعه لوله ای هم سایز با لوله ی انشعابی بریده می شود. نیپل ارتفاع لازم از سطح زین را فراهم می آورد. در وسط سدل سوراخی هم قطر با مقطع نیپل ایجاد می شود و نیپل بر روی این حفره جوش داده می شود. در انتهای نیپل نیز فلنجی جوش می خورد تا بتوان کل مجموعه ی سدل نیپل را به شیر صنعتی وصل کرد.

پس از اینکه تیم طراحی و مهندسی نقشه ی اسپلیت تی را تهیه کرد، نقشه را در اختیار برشکار لیزری قرار می دهند. این برشکاران با استفاده از برش لیزری، طرح سدل را بر روی ورق پلاستیکی ایجاد می کنند. این ورق پلاستیکی برای برشکاران در محل کارگاه هات تپ حکم یک شابلون را دارد. با قرار دادن این ورق پلاستیکی بر روی قطعه لوله می توان زین را با اندازه و ابعاد درست به دست آورد. شکل و قالب سدل در اتصال سدل نیپل به گونه ای است که به راحتی و بدون استفاده از ورق های پلاستیکی مذکور نمی توان ابعاد دقیق و اندازه ی درستی را پس از هوا برش برای آن ها ضمانت کرد بنابراین لازم است تا این قطعه را با استفاده از قالب های ساخته شده با برش لیزری به دست آوریم.

آموزش کارگران در مسائل حفاظت شخصی

آموزش کارگران در محیط های عملیاتی پر خطر و یا هر محیط کاری که حراست از دستورالعمل های ایمنی در آن اهمیت دارد، ضروری است. تمامی کارگران و پرسنل حاضر در محیط کار باید مخاطرات محیط کاری خود آشنا باشند و بدانند که چگونه می توانند در مقابل این مخاطرات از خود محافظت کنند. در ضمن اطلاع از چگونگی استفاده از تجهیزات و وسایل ایمنی یکی دیگر موارد مهم در مبحث آموزش کارگران است. ههر کارفرما باید ابتدا مخاطرات محیط کار را شناسایی و ارزیابی کند و سپس باید تا حد ممکن این مخاطرات را از محیط کار حذف کند. در صورتی که این خطرات قابل حذف شدن از محیط نباشند باید موانع ایمنی لازم را سد مسیر آن ها کرد تا نتوانند آسیبی به افراد و تجهیزات حاضر در محیط کار یا عملیات وارد کنند. عملیات هات تپ نیز دارای محیط کاری است که نیازمند برقراری اصول ایمنی خواهد بود.

آموزش کارگران
آموزش کارگران

آموزش کارگران

هیچ برنامه ای در جهت استقرار مسائل حفاظت فردی کاربردی نخواهد بود مگر اینکه آموزش کارگران را  سرلوحه قرار دهیم. تمامی موارد لازم در جهت استفاده و نگهداری از وسایل حفاظت فردی باید در پروسه ی آموزش کارگران به اطلاع افراد حاضر در محیط کار برسد.

نکات و سر فصل های مبحث آموزش کارگران به قرار زیر است:

  • چه تجهیزاتی برای مقابله با خطر لازم است.
  • چه زمانی باید از این تجهیزات استفاده کرد.
  • نحوه ی باز و بسته کردن و پوشیدن این تجهیزات چگونه خواهد بود.
  • چه محدودیت هایی در حین استفاده از این تجهیزات متوجه عملکرد کاری کارگران می شود.
  • نحوه ی نگهداری این تجهیزات چگونه است.
  • چگونه می توان عمر مفید این وسایل را افزایش داد.
  • امحاء این تجهیزات پس از پایان عمر مفیدشان، چگونه است.

کارگران باید پیش از شروع کار دو مسئله را اثبات کنند.

  • اینکه نحوه ی استفاده از این تجهیزات را آموزش دیده اند.
  • اینکه با نحوه ی استفاده ی صحیح از تجهیزات حفاظت فردی آشنایی دارند.

جدا از مبحث آموزش کارگران، کارفرما، سرپرستان هر بخش، مهندسین و افرادی که وظیفه ی مراقبت، آزمایش و نگهداری این تجهیزات را دارند نیز باید در رابطه با تجهیزات حفاظت فردی آموزش ببیند.

برنامه آموزشی آموزش کارگران شامل چهار بخش است: الف- آموزش تئوری، ب- آموزش عملی، ج-بازآموزی و د- مستندسازی آمورش

(الف) آموزش تئوری

آموزش تئوری در مبحث آموزش کارگران باید شامل موارد زیر باشد؛

ابتدا ریسک های موجود در محیط کار باید به کارگر توضیح داده شوند و پس از آن باید به کارگر گفت که چرا استفاده از تجهیزات حفاظت فردی لازم است.

پس از این مرحله کارگر باید بداند که این تجهیزات چگونه کار می کنند و چه عملکردی دارند و بعد از آن باید محدودیت های این تجهیزات را بشناسند.

برخی فرایند های کاری که در آن ها حتما باید از تجهیزات حفاظت فردی استفاده کرد باید به صورت مکتوب در محیط کاری وجود داشته باشند. همچنین دستورالعمل های استفاده از وسایل حفاظت فردی باید در اختیار کارگران قرار گیرد.

عواملی که می توانند مانع تأمین حفاظت توسط تجهیزات حفاظت فردی شوند، باید به طور کامل توضیح داده شوند.

نقض در پوشش، تناسب ناکافی، شرایط کاری و غیره از انواع این عوامل هستند.

(ب) آموزش عملی

آموزش عملی در مبحث آموزش کارگران شامل موارد زیر می شود.  در این آموزش ها، کارگران، پیش از وقوع هر نوع حادثه ای تجهیزات حفاظت فردی را از نزدیک لمس می کنند و طریقه ی استفاده و باز و بسته کردن آن ها را تمرین کنند. این کار سبب می شود تا در حین وقوع حوادث احتمالی کارگران و افراد حاضر در محیط کاری یا عملیاتی دست و پای خود را گم نکنند و تجربه ی کافی در استفاده از این تجهیزات را کسب کرده باشند.

  • باز و بسته کردن و پوشیدن انواع لباس های ایمنی
  • تست کردن انواع تجهیزات
  • تمرین نظافت و تعویض قطعات برای هر تجهیز حفاظت فردی
  • هم چنین نگهداری ایمن از این وسایل باید در دستور کار آموزش کارگران به صورت عملی باشد.

(ج) باز آموزی کارگران

در برخی موارد ممکن است اتفاقاتی در محیط کار رخ دهد که نیاز به آموزش مجدد کارگران احساس شود. این موارد می توانند به شرح زیر باشند.

زمانی که محیط کاری یا کارگاه و یا فازهای عملیاتی تغییر می کنند و این ارزیابی به عمل می آید که آموزش های پیشین به اندازه ی کافی کارآمد نیستند باید مبحث آموزش کارگران را از سر گرفت.

زمانی که وسایل حفاظت فردی جدید را در محیط کاری مستقر می کنند. با پیشرفت صنعت و تکونولوژی قاعدتا وسایل حفاظت فردی جدید روانه ی بازار می شوند که گرید حفاظتی بالاتری دارند و بنابر صلاح دید کارفرما از این تجهیزات نو ظهور استفاده خواهد شد. بدیهی است که استفاده از تجهیزات جدید نیازمند آموزشی جدید نیز خواهد بود.

در برخی مواقع نیز ممکن است این مطلب در دست آید که کارگر میل چندانی به یادگیری و استفاده از تجهیزات ایمنی ندارد بنابراین باید آموزش را از سرگیری کرد تا مبادا در هنگام بروز حادثه خطری متوجه کارگر شود.

(د) مستند سازی آموزش

پس از آموزش کارگران به صورت تئوری و عملی باید تمامی موارد استفاده ی کارگران از تجهیزات حفاظت فردی ثبت و ضبط شود. در ضمن در تمامی این مستندات باید ثبت شود که کارگر آموزش لازم برای استفاده از تجهیزات حفاظت فردی را تحصیل کرده است.

در این مستندات باید نام و مشخصات کارگر، تاریخ آموزش و موضوع آموزش ثبت گردد.

تمامی این اسناد را می توان در کامپیوتر و یا بر روی کاغذ بایگانی کرد.

آموزش کارگران در عملیات هات تپ

عملیات هات تپ در زیر مجموعه ی کارهای گرم قرار دارد. مسائل پیش اجرایی عملیات هات تپ مثل ساخت اتصالات در کارگاه هات تپ انجام می شود و خود عملیات هات تپ در مناطق پالایشگاهی، نیروگاهی، مجتمع های پتروشیمی و یا در سطح شهر انجام خواهد شد. هم کارگاه هات تپ و هم محیط های متداول عملیاتی آن نیازمند استقرار دستورالعمل های ایمنی هستند.

عملیات های مختلفی مثل تراشکاری، جوشکاری، فرزکاری، هوابرش و غیره در کارگاه هات تپ برای ساخت اتصالات مورد اجرا می شوند. هر کدام از این کارها دارای وسایل حفاظت فردی مجزا و یا مشترکی هستند. در فازهای عملیاتی مختلف هات تپ نیز شرایط کاری متفاوتی غالب خواهد بود که برای هر کدام از آن ها تجهیزات حفاظت فردی استفاده می شود. مسائل چهارگانه ی آموزش کارگران در رابطه با ایمنی و تجهیزات حفاظت فردی، در تمامی اماکن و نقاط عملیات هات در تیم پیشگام صنعت ابزار، رعایت خواهد شد.

گیربکس و موارد استفاده آن در هات تپ

گیربکس ها قطعه هایی هستند که وظیفه ی انتقال نیرو را بر عهده دارند. این ماهیت گیربکس موجب شده تا از آن در صنایع مختلف و در جایی که نیاز به تبدیل نیرو از منابع انرژی متفاوت دارند، استفاده شود. به بیان ساده تر در بسیاری از عملیات و صنایعی که در سرتاسر جهان در حال اجرا است از این قطعه ها برای استخراج اشکال مکانیکی نیرو استفاده می شود. هات تپ نیز یکی از هزاران عملیاتی است که برای اجرای خود نیاز به استفاده از گیربکس خواهد داشت.

عملیات هات تپ به عملیاتی گفته می شود که در آن قادر خواهیم بود تا از انواع خطوط لوله انشعاباتی تهیه کنیم. اما همان طور که از نام این عملیات پیداست، انشعاب گیری از خطوط لوله در این عملیات به صورت زنده و گرم خواهد بود. کار گرم به مجموعه اعمالی اطلاق می شود کی طی آن حرارت، شعله یا جرقه هایی ایجاد می شود که می توانند دارای دمای بسیار بالایی باشند. در حین اجرای عملیات هات تپ جریان سیال درون خط لوله متوقف نخواهد شد و خط لوله در حین اجرای این عملیات کماکان در حال خدمات رسانی خواهد بود. عملیات هات تپ دارای ریسک بالایی به لحاظ فنی و ایمنی می باشد.

گیربکس
گیربکس

اما در این نوشته قصد داریم تا با گیربکس ها آشنا شویم و بگوییم از این قطعه ها چه استفاده ای در هات تپ می شود.

گیربکس

گیبرکس ها یا چرخ دهنده ها عموماً در هر وسیله ای که نیروی مکانیکی در آن وجود دارد، دیده می شوند. مهم ترین وظیفۀ گیربکس انتقال و افزایش قدرت است. این قطعات  نیرو را به هر شکلی از منابع تغذیه ای متفاوت می گیرند و آین نیرو را به نیری مکانیکی دورانی تبدیل می کنند.

سرعت و گشتاور دو مؤلفه ای هستند که در این مبحث  نقشی حیاتی خواهد داشت. گیربکس ها سرعت و گشتاور را مدام به یکدیگر تبدیل می کنند. در این قطعات با کاهش میزان گشتاور، سرعت افزایش یافته و با افزایش گشتاور، سرعت کاهش خواهد یافت.

گشتاور: تمایل یک نیرو برای دوران دادن یک جسم حول یک محور مشخص را گشتاور می گویند. در گشتاور هرچه میزان نیروی وارد شده کوچک تر باشد انجام کار ( در این جا سرعت) راحت تر خواهد بود. برای همین است که گشتاور و سرعت با یکدیگر ارتباط غیر مستقیم دارند.

انواع گیربکس ها

گیربکس هایی که در زیر برده شده اند اصولاً براساس قطعات و چرخ دنده های موجود در خود نام گذاری می شوند. تمامی این قطعات کاربردهای متفاوتی در صنایع و عملیات مختلف خواهند داشت. انواع این قطعات عبارت اند از:

  • حلزونی
  • خورشیدی
  • شافت مستقیم
  • رپ
  • آویز
  • مرکب
  • کرانویل پینیون

هرچه در ساخت یک گیربکس دقت عمل بیش تری به خرج رود راندمان آن بالاتر خواهد بود. هر چه راندمان و کیفیت ساخت این قطعات بالاتر باشد، پارامترهایی مثل دما، لرزش و صدا در مناسب ترین وضعیت خود قرار خواهند گرفت. اختلاف توان ورودی و خروجی یک گیربکس بستگی مستقیمی با راندمان آن خواهد داشت. اگر راندمان ۱۰۰% باشد و با بهترین کیفیت و دقت در عملکرد ساخته شده باشد، می توان انتظار داشت تا توان ورودی و خروجی آن یکسان باشد.

در طراحی این قطعات باید دانش فنی روز دخیل باشد. به طوری که این دانش به طور کامل در فرایندهایی مانند طراحی، تعیین ابعاد و شکل هندسی قطعات و چرخ دنده ها، مواد سازنده، سیکل های حرارت دهی به چرخ دنده ها، روش اندازه گیری ابعاد و هم چنین کنترل کیفیت تزریق شود.

اجزای گیربکس

این قطعات از اجزای گوناگونی ساخته شده اند که آن ها را به صورت موردی در زیر معرفی کرده ایم.

  • چرخ دنده
  • بدنه
  • شافت ورودی و خروجی
  • یاتاقان ها
  • کاسه نمد
  • درپوش کنترل روغن

بدنۀ گیربکس محیطی است که اجزا و قطعات در آن لانه گزینی می کنند. شافت نیز معمولاً از جنس فولاد است و نیروی های ورودی را در قسمت ورودی دریافت و در قسمت خروجی القا می کند. یاتاقان ها برای شافت ها مورد استفاده قرار می گیرند. کاسه نمد نیز محفظه ای است برای نگهداری روغن.

اما شاید مهم ترین عضو گیربکس، چرخ دنده باشد. چرخ دنده ها معمولا با توجه به جنسی که دارند و همچنین زاویه ای که بین محور دوران و خودشان دارند، صداها وسهولت در چرخش متفاوتی را ارائه می دهند. هم چنین تفاوت در نام این چرخ دنده ها اختلاف در نوع اتصال به دیگر چرخ دنده ها و یا نوع ایجاد حرکت دورانی خواهد بود.

گیربکس در هات تپ

پیش تر گفتیم که عملیات هات تپ انشعاب گیری از خطوط لوله ی تحت فشار است. با استفاده از دستگاه هات تپ برشی بر روی خط لوله ایجاد می کنند که این برش نقطه ی خروجی انشعاب تلقی خواهد شد. گیربکس یکی از اجزای دستگاه هات تپ است که نیروی هیدرولیکی یا پنوماتیکی را از دستگاه پاوریونیت دریافت می کند و در خروجی خود  این نیرو را به صورت نیروی دورانی متوجه کاتر دستگاه هات تپ خواهد کرد. کاتر با حرکت چرخشی خود به لوله نزدیک شده و برش را بر روی لوله ایجاد خواهد کرد. نکته ای در گیبرکس ها قابل توجه است این است که این قطعات می تواند طوری طراحی شوند که بتوان سرعت را در آن ثابت نگه داشت وگرنه برای کنترل وضعیت مداماً نیاز به کاهش و افزایش سرعت خواهیم داشت. در برش روی لوله در عملیات هات تپ گیربکس با یک توان خروجی مورد نیاز و به صورت ثابت در حال چرخش است و اپراتور دستگاه هات تپ را به سمت لوله پیش می برد. سرعت برش روی خط لوله باید بهاندازه ای باشد که الماسه های برنده ی کاتر آسیبی وارد نیاید و این مستلزم ثبات در سرعت چرخش کاتر است.  

شرکت های بسیاری در سراسر جهان تولید کننده ی گیربکس می باشند و شرکت ایلماز ترکیه یکی از بهترین تولید کننده های گیربکس در خاورمیانه می باشد.  

دیزل ژنراتور در هات تپ

دیزل ژنراتور دستگاهی است که در برخی مراحل عملیات هات تپ به منظور تولید برق استفاده می شود. دیزل ژنراتور از اجرای چند گانه ای تشکیل شده که همکاری این اجزا در کنار یکدیگر نهایتاً به تولید نیروی برق می انجامد. در این نوشته قصد داریم تا دیزل ژنراتور را مفصلاً مورد بررسی قرار دهیم و بگوییم که این دستگاه در چه مراحلی از هات تپ مورد استفاده قرار می گیرد.

دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور چیست؟

دیزل ژنراتور یا مولد دیزل دستگاهی است که از آن به منظور تولید نیروی برق در جاهایی که دسترسی   به نیروی برق شهری یا صنعتی امکان پذیر نیست، استفاده می کنند. دیزل ژنراتور در واقع یک نیروگاه کوچک تولید کنندۀ برق است. این مولد مقیاس کوچک برق با استفاده از گازوییل راه اندازی می شود. کلمۀ دیزل در ابتدای نام این دستگاه نشان دهندۀ این موضوع است که این دستگاه با استفاده از گازوییل یا سوخت های مشتق شده از نفت خام کار می کند و خود می تواند نیروی برق را تولید کند. در واقع نیروی حاصل از سوخت گازوییل به موتور دستگاه منتقل می شود و دستگاه در خروجی خود نیروی برق را در دسترس قرار می دهد.

توان تولیدی برق در این دستگاه بر حسب کیلو ولت آمپر (KVA) و یا کیلو وات (KW) می باشد. برای تولید برق دو مولفۀ مهم در دیزل ژنراتورها وجود دارد. یکی توان موتور برای ایجاد نیروی محرک و دیگری توان ژنراتور برای تبدیل نیروی محرک به برق. این دستگاه ها قادرند از KVA1 تا MVA 2 برق را تولید کنند. برق تولیدی توسط این دستگاه ها می تواند در خانه و یا در کارخانه ها و عملیات های صنعتی بزرگ مورد استفاده قرار بگیرد.

سوخت دیزل معمولاً از نفت خام به دست می آید. موتور دیزل ژنراتور می تواند از گاز طبیعی، الکل، گازوییل، گاز چوب و روغن های سوخت دیزلی و رسوبی برای تولید نیروی محرکۀ برق استفاده کند.

مولدها یا تبدیل کننده های این دستگاه بر حسب نوع کاربردشان به چهار شکل مختلف تولید می شوند:

  • اضطراری
  • پایه
  • دائم
  • چند منظوره

با استفاده از این مولدها ژنراتور می تواند نیروی درخواستی و مورد استفاده را تولید کند. مولدهای اضطراری معمولاً برای تأمین برق مشترکین استفاده می شود. مولدهای پایه یا پرایم را معمولاً در اماکنی که نیاز به برق موقت دارند – مانند عملیات هات تپ – استفاده می کنند. از مولدهای دائم نیز در نیروگاه های تولید برق استفاده می شود. مولدهای چند منظوره هزینه و انرژی بالایی را طلب می کنند و صرفه ای برای امور اقتصادی ندارند.

اجزای تشکیل دهنده دیزل ژنراتور

  • موتور یکی از مهم ترین اجزاء این دستگاه است. موتور نیروی لازم برای حرکت ژنراتور را تأمین می کند.

انتخاب صحیح موتور دیزل ژنراتور به سه دلیل مهم و ضروری است. اول اینکه توان خروجی مورد نیاز از دستگاه ژنراتور توسط موتور تعیین می شود. یعنی موتور این نیرو را ایجاد کرده و به ژنراتور تحویل می دهد و ژنراتور بر طبق همان مقدار نیروی محرکی که از موتور گرفته توان خروجی را تولید می کند. پس در انتخاب دیزل ژنراتور باید توان موتور را با توان درخواستی همسان در نظر گرفت. مسأله دوم این است که میزان صدای ژنراتور بسته به قدرت موتور آن دارد. پس باید میزان صدای تولیدی دیزل ژنراتور را پیش از انتخاب مد نظر قرار داد. سومین مسأله میزان سوخت مصرفی این دستگاه است که با بیشتر شدن توان موتور رابطه ای مستقیم خواهد داشت. پس در آخرین مرحله باید محدودیت های تأمین سوخت را نیز در نظر داشت.

  • ژنراتور که قلب تپندۀ دستگاه است. این دستگاه نیروی محرک خود را از موتور می گیرد و در نهایت برق را تولید می کند. ژنراتور در ساختار خود شامل سیم پیچی رتور، استاتور و جریان تحریک آن است. نوع موارد نام برده در ساخت ژنراتور، تعیین کننده نحوۀ عملکرد دیزل ژنراتور خواهد بود.
  • مخزن سوخت که دارای ظرفیت های متفاوتی برای تولید توان های متفاوت از برق است.
  • رگولاتور ولتاژ، وظیفه تنظیم ولتاژ خروجی ژنراتور را بر عهده دارد.
  • خنک کننده یکی از مهم ترین اجزای ایمنی سیستم دیزل ژنراتور می باشد. طولانی شدن استفاده از این دستگاه موجب داغ شدن آن می شود و ممکن است به قطعات و کل مجموعۀ دستگاه آسیب وارد کند.
  • سیستم روغن ژنراتور موجب کار کردن اجزای این دستگاه در کنار هم می شوند. اجزا و قطعات دستگاه با استفاده از این سیستم پس از هر ۱۰ ساعت کار روغن کاری می شوند. محفظۀ روغن نیز باید بعد از ۵۰۰ ساعت کار به طور کامل تعویض شود.
  • شارژر باتری با توان خروجی ژنراتور متناسب است.
  • کنترلر که وظیفه کنترل سیستم های الکتریکی دستگاه را بر عهده دارد.
  • سکوی اتصال که تحت عنوان شاسی نیز شناخته می شود. تمام تجهیزات دستگاه بر روی این شاسی نصب می شوند.
  • سیستم خروجی دود که به علت تولید دود سمی توسط دیزل ژنراتور بر روی این دستگاه تعبیه شده تا دود را از محیط خارج کند.

همچنین برخی از دستگاه های دیزل ژنراتور ممکن است دارای اتاقک های ایزوله و قابل حمل باشند که تحت عنوان کانوپی سایلنت نیز شناخته می شوند. این اتاقک ها را به منظور جلوگیری از آلودگی صوتی دیزل ژنراتور بر روی آن قرار می دهند تا مانع از انتشار صدای موتور در محیط کاری شوند.

دیزل ژنراتورها براساس نوع برق خروجی به دو نوع تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند.

همچنین برحسب نوع سیستم خنک کننده نیز به دو دستۀ دیزل ژنراتور آب خنک و هوا خنک تقسیم می شوند.

هر کدام از قسمتهای اصلی دیزل ژنراتور شامل موتور، ژنراتور و تابلوی کنترل، توسط شرکت های متنوع با برندهای مختلفی تولید می شوند. از این میان می توان در زمینه موتور دیزل به پرکینز انگلستان (Perkins)، کامینز آمریکا (Cummins) و ولوو پنتا (VOLVO PENTA) و در زمینه ژنراتور به استمفورد انگلستان (Stamford)، لوری سومر فرانسه (Leroy Somer) و مکالته ایتالیا (Meccalte) اشاره کرد.

دیزل ژنراتور در هات تپ

در عملیات هات تپ برای تأمین نیروی چرخشی گیربکس دستگاه هات تپ، از دیزل ژنراتور استفاده می شود. دیزل ژنراتور نیروی خود را توسط سوخت گازوییلی تأمین می کند و سپس نیروی برق را توسط ژنراتور به سمت دستگاه پاورپک یا پاوریونیت ارسال می کند. دستگاه پاوریونیت دستگاهی  هیدرولیکی است که با استفاده از نیروی برق القا شده از سمت دیزل ژنراتور راه اندازی می شود. پاوریونیت این نیروی برق را به نیروی هیدرولیکی یا پنوماتیکی تبدیل می کند. نیروی هیدرولیکی حاصل، محرکی خواهد بود برای حرکت چرخشی گیربکس. گیربکس نیز پس از چرخش، کاتر هات تپ را به حرکت دورانی و چرخشی وامی دارد و برش روی لوله توسط این زنجیره انتقال نیرو، کامل می شود.

هوابرش یا هواگاز چگونه در هات تپ استفاده می شوند؟

هوابرش OXYFUEL یا برش اکسیژن – سوخت گاز عملیات برشی حرارتی است که در آن از اکسیژن و ماده ی قابل اشتعال گازی مثل استیلن ، پروپان ، MAPP ، پروپیلن و گاز طبیعی برای برش قطعات مختلف استفاده می کنند.

هوابرش یا هواگاز
هوابرش یا هواگاز

برش حرارتی صنعتی عملیاتی کاربردی در صنایع مختلف از جمله هات تپ است که برای انجام دادن آن از هوابرش استفاده می شود.

اجزای هوابرش به صورت دستی و مکانیزه مورد استفاده قرار می گیرند و ضخامت های ۰٫۵ تا ۲۵۰ میلی متر را با استفاده از حرارت برش می دهند.

هوابرش

هوا برش مقرون به صرفه ترین روش برای برش فولاد کربن است. هوابرش یا برش اکسیژن – سوخت گازی، موجب شکل گیری یک واکنش شیمیایی بین اکسیژن و آهن فولاد شده و اکسید آهن را به وجود می آورد. در واقع می توان هوابرش را فرایند زنگ زدگی سریع و کنترل شده توصیف کرد. شعله هایی که در هوا برش به صورت پیش گرم فولاد را داغ می کنند دمایی بالغ بر ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد خواهند داشت. اکسیژن خالص در هوابرش با یک جریان متناوب به سمت منطقه ی داغ شده حرکت کرده و عمل اکسیداسیون را انجام می دهد.

واکنش فولاد در برابر گرما و اکسیده شدن به این شکل است که در مجاورت این دو خورده شده و از بین می رود. بنابراین با ایجاد جریانی ثابت از اکسیژن برشی مداوم و یکدست را به وجود می آورند. 

باید بدانیم که هوابرش را تنها برای فلزاتی به کار می برند که نقطه ی ذوب اکسیدهای آن ها از نقطه ی ذوب فلز پایه کم تر باشد. در این صورت واکنش اکسیداسیون بلافاصله پس از شروع با تشکیل پوسته ی محافظ متوقف می شود و دیگر برشی انجام نخواهد شد. بنابراین فولاد کم کربن و یا فولاد کم آلیاژ پایه های مناسبی برای برش خوردن با هوا برش هستند.

عناصر و اجزای عملیات هوابرش

  • شعله پیش گرم : این شعله از ترکیب سوخت گازی و اکسیژن برای تولید گرمایش لازم برای برش و واکنش اکسیداسیون تشکیل شده است. ترکیب اکسیژن و سوخت گازی در این شعله با نسبت های معینی انجام خواهد شد.
  • جریان اکسیژن : این مهم ترین عامل در کیفیت هوا برش است. خصوصیات مورد نظر برای جریان اکسیژن شامل مواردی از قبیل خلوص بالا ، فشار بالا ، جریان یکنواخت طولانی و متناسب بودن جریان با ضخامت قطعه ی پایه است.
  • تورچ (مشعل) : مشعل یا تورچ برش دارای ویژگی هایی است که از جمله ی آن ها می توان به طول ، تعداد شلنگ و شیرآلات و هم چنین ظرفیت ترکیب سازی اکسیژن و سوخت گازی ، اشاره کرد.
  • سرعت برش درون نمودارهایی از پیش نوشته شده برای بسیاری از فلزات پایه موجود است. استفاده از این نمودارها موجب ارتقای کیفیت برش می شود. سرعت برش با کیفیت برش ارتباط مستقیم و تنگاتنگی دارند.
  • مواد موجود در قطعه پایه : هوا برش فرایندی است که قابلیت اجرا روی مواد خاصی دارد. فلزاتی مثل نیکل ، کروم ، منگنز و سیلیکون می توانند واکنش اکسیداسیون را متوقف کرده و عملیات برش را ناتمام باقی بگذارند. این عناصر در شرایطی که غلظت کمی داشته باشند می تواند مانع از ایجاد برش شوند.

 

هر عملیات هوابرش موفق و با کیفیت برشی است که گوشه های آن کاملا صاف و مربعی باشد.

برش اکسیژن – سوخت گاز عملیاتی کم عارضه و بی خطر محسوب می شود اما افرادی که این عملیات را انجام می دهند متوجه می شوند که برش زدن قطعات فلزی مختلف با هوابرش کار چندان ساده ای هم نیست. دستیابی به کیفیت در عملیات هوابرش مستلزم درک بسیاری از عوامل مؤثر در کار است.  

هات تپ و هوابرش

عملیات هات تپ ، کار گرمی است که در آن با استفاده از عملیات و فرایندهای مختلف از خطوط لوله انشعاباتی تهیه می شود. این انشعابات مادامی که درون خط لوله جریان سیال برقرار است ایجاد خواهند شد. در واقع خط لوله در حین عملیات انشعاب گیری گرم تحت فشار خواهد بود. برای انشعاب گیری برشی دایره ای شکل را با استفاده از دستگاه هات تپ روی لوله ایجاد می کنند تا سیال درون خط لوله را به دورن لوله ی انشعابی بفرستند و به اصطلاح خط لوله را انتقال دهند. 

در عملیات هات تپ اتصالات یا فیتینگ هایی را به منظور آب بندی لوله در حین برش روی لوله نصب می کنند. یکی از این اتصالات اسپلیت تی نام دارد. اسپلیت تی از اجزای چندگانه ای تشکیل شده که این اجزا عبارتند از ، پدها ، نیپل و فلنج. پد در واقع قطعه لوله ای است متناسب با سایز ، جنس و ضخامت خط لوله. این قطعه لوله از قسمت طولی و دقیقا از وسط به دو نیم تقسیم می شود و پدهای بالایی و پایینی اسپلیت تی را می سازد. برش قطعه لوله به منظور ساخت پدهای اسپلیت تی در هات تپ با استفاده از هوابرش انجام می شود. پس از برش پدهای اسپلیت تی با استفاده از هوابرش نیپل و فلنج اتصال را روی آن نصب می کنند و پس از آن با استفاده از نقشه اتصال را روی لوله نصب می کنند.

در واقع زمانی که جنس خط لوله و متعاقباً جنس پدهای اتصال اسپلیت تی  متناسب برای برش با هوابرش باشند از این عملیات برای ایجاد برشی دقیق و بدون نقص استفاده خواهد شد. 

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.