اتصالات خطوط لوله چگونه نصب می شوند؟

اتصالات به منظور رفع کاستی هایم وجود در خطوط لوله مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی زمانی به سراغ یک فیتینگ خطوط لوله خواهیم رفت که جریان خطوط لوله موجود دچار نقص و کاستی یی باشند، یا در صدد یک طرح توسعه ای باشیم که با استفاده از قابلیت های موجود امکان تحقق ان وجود ندارد. در این شرایط اتصالت به عنوان ابزارهای کمکی، به پشتیبانی طرح و برنامه مورد نظر ما توجیه پیدا خواهند کرد.

اتصالات خطوط لوله کارکردهای مختلفی دارند، برخی از آن ها ابزار اتصال دادن تجهیزات و ابزارها به خطوط لوله هستند. برای مثال در صددیم یک شیر تخلیه روی خطوط لوله ای ایجاد کنیم. در این شرایط از یک اتصال برای نصب شیر روی لوله بهره خواهیم گرفت. در شرایطی دیگر ممکن است نیاز به اتصال یک خط لوله روی خط لوله موجود باشیم. برای نمونه ممکن است در صدد باشیم مسیر یک خط لوله ۶ اینچی را با یک لوله ۴ اینچی ادامه دهیم. در این شرایط نیاز به یک ردیوس ۶ به ۴ خواهیم داشت.

اتصالات خطوط لوله
اتصالات خطوط لوله

اتصالات برخی اوقات به منظور فرایندهای تعمیراتی مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال ممکن است لوله ای دچار آسیب و خوردگی شده باشد و نیاز به تعمیر داشته باشد. در این شرایط می توان با استفاده از اتصالاتی نظیر کلمپ ناحیه آسیب دیده را پوشش داد. در برخی شرایط دیگر ممکن است نیاز به مسدود کردن خط برای انجام تعمیرات روی ناحیه آسیب دیده باشد. در این شرایط نیز از دیگر اتصالات بهره خواهیم برد.

با توجه به موارد ذکر شده می توان پی برد که اتصالات و فیتینگ ها چه کارکردهای متنوعی در خطوط لوله و مخازن دارند. از این رو می توان پی به اهمیت و جایگاه فیتینگ ها در خطوط لوله برد. با توجه به این نکات باید نسبت به نصب اتصال مناسب روی خط لوله، و نیز انجام فرایند نصب به بهترین شکل ممکن طرح و برنامه مهندسی دقیق و مشخص داشت.

انتخاب اتصال خطوط لوله

برای انجام عملیات های تعمیراتی خطوط لوله باید مطالعات و مهندسی ها به دقیق ترین شکل ممکن صورت گیرد. یکی از فازهای این مطالعات بررسی و کارشناسی در خصوص انتخاب بهترین فیتینگ برای خط لوله است. در این خصوص باید تحقیقات صورت بگیرد که برای مثال در انجام عملیات انشعاب گیری گرم یا هات تپ باید از چه نوع اتصالی بهره گرفته شود. آیا اسپلیت تی مناسب تر است یا با اتصالاتی دیگر نظیر سدل نیپل نیز می توان انشعاب گیری را با اطمینان به انجام رساند.

همچنین نکته دیگر در نوع روش انشعاب گیری خواهد بود. ممکن است نیاز داشته باشیم که انشعاب جدید از همان خروجی ولو که عملیات هات تپ روی آن انجام شده است ایجاد شود. در این صورت از اسپلیت تی با نیپل یک سر استفاده خواهد شد، اما گاهی اوقات لازم است که انشعاب از سمت جانبی نیپل به موازات خط لوله اصلی ایجاد شود. در این شرایط ساخت اسپلیت تی فرایند متفاوتی خواهد داشت و علاوه بر سر فلنج دار نیپل، باید یک خروجی دیگر روی بدنه نیپل به سایز انشعاب مورد نظر ایجاد کنیم تا خط انشعابی جدید از آن حاصل شود. در این شرایط این خط انشعابی جدید می تواند فلنج دار یا جوشی باشد. بعبارتی دیگر بسته به شرایط می توان خط لوله جدید را به انشعاب موجود جوشکاری کرد که در این شرایط دیگر نیاز به فلنج نخاوهد بود. اما گاهی اوقات بر حسب شرایط فنی و محیطی کار لازم است که مجرای انشعابی جدید نظیر فلنج دار باشد و خط لوله انشعابی به صورت مکانیکی روی اسپلیت تی نصب شود.

انتخاب نوع اتصال تا حدود زیادی به نوع فرایندی که می خواهیم انجام دهیم نیز بستگی دارد. برای مثال اگر خط لوله ای دچار آسیب و خوردگی و در نتیجه نشتی سیال باشد باید ابتدا به ساکن برنامه ریزی کرد که اساسا کدام فرایند برای رفع ایراد عملیاتی شود. رفع نشتی را گاهی اوقات چنان که اشاره شد می توان با استفاده از کلمپ نشتی گیر به انجام رساند. این فرایند تقریبا ساده ترین روش تعمیراتی است و عبارت خواهد بود از نصب مستقیم فکلمپ روی محل نشتی و بستن و پیچ و مهره کردن آن. اما اگر نیاز به عملیات استاپل و انسداد خط لوله باشد فرایند بسیار پیچیده تر خواهد شد و مستلزم دستکم ۴ اسپلیت تی خواهد شد. علاوه بر اتصالات چهارگانه اسپلیت تی، نیاز به کپ ها و پلاگ های مسدودکننده برای ممانعت از انتشار سیال از ناحیه بریده شده و جدا شده لوله نیز خواهیم داشت که این موارد را نیز باید به لیست اتصالات مورد نیاز افزود. یا ممکن است کارفرما به این جمع بندی نایل آید که خط لوله موجود فاقد توجیه فنی است و خط باید از نقطه نشتی به کل تعویض شود. در این شرایط با استفاده از روش انسداد خط، جریان را از آن نقطه به خط لوله جدید منتقل می کنیم و خط لوله موجود را از مدار خارج می کنیم. برای انجام این روش نیاز به اتصالات چهار راهی یا ۴-WAY خواهد بود تا پلاگ مسدود کننده را تمام و کمال درون خود پوشش دهند و مسیر جریان را به طور دائم از نقطه مورد نظر، از خط لوله موجود منحرف کند.

چنان که پیداست انتخاب و نوع استفاده از اتصال در عملیات های مربوط به خطوط لوله تماما مشروط به ماهیت فرایند و روشی خواهد داشت که برای انجام سرویس مورد نظر انتخاب می شود. باید این نکته را نیز افزود که ابتدا به ساکن در خصوص روش انجام کار باید مطالعات و امکان سنجی های لازم صورت گرفته شده باشد  توجیه فنی و ایمنی و اقتصادی کار لحاظ شده باشد. در این صورت می توان اتصال مورد نظر را انتخاب و مراتب ساخت و نصب و بههر گیری از ان در فرایند را به انجام رساند. اسپلیت تی، فول سدل، سدل نیپل، ولدولت، اتصال ۳-WAY، اتصال ۴-way، کلمپ، اسپلیت اسلیو و سایر اتصالات خطوط لوله مربوطه می توانند بهترین انتخاب و در عین حال بدترین و مخرب ترین اتصال برای سرویس مورد نظر تعمیراتی خط لوله به شمار روند؛ حصول هر یک از نتایج دوگانه فوق بستگی به مهارت، دانش و تجربه مجری کار خواهد داشت تا بتواند به بهترین نحو از قابلیت ها و امکانات و مشخصه های فنی این اتصالات بهره بجوید. 

جوشکاری تحت چه شرایطی در عملیات هات تپ اجرا می شود؟

جوشکاری عملیاتی است که بخش اعظمی از مراحل پیش عملیاتی هات تپ را به خود اختصاص می دهد. از جوشکاری در محل کارگاه هات تپ برای سرهم بندی و مونتاژ کردن قطعات مختلف اتصالات استفاده می شود. قطعاتی که از پیش به وسیله هوابرش یا دیگر روش های برشکاری و همچنین تراشکاری و فرزکاری به دست آمده اند با استفاده از جوشکاری به یکدیگر متصل شده و سازه ی نهایی اتصال را حاصل می کند. همین اتصالات زمانی که به منطقه ی عملیاتی و سایت خط لوله منتقل می شود باید بر روی خط لوله نصب شوند. نصب اتصالات بر روی خط لوله را به طور معمول با استفاده از جوشکاری انجام می دهند. جوشکاری اتصالات بر روی خطوط لوله دارای شرایط و دستورالعمل های خاصی است که در این نوشته به آن ها خواهیم پرداخت.

جوشکاری در هات تپ
جوشکاری در هات تپ

شرایط جوشکاری بر روی خط لوله

ضخامت خط لوله

پیش از آغاز هر گونه اقدام برای عملیات هات تپ می بایست ضخامت خط لوله را مورد بررسی قرار دهیم. اندازه گیری ضخامت خط لوله با استفاده از دستگاه های التراسونیک اندازه گیری ضخامت خطوط لوله انجام می شود. با استفاده از این دستگاه ها نیازی به بریدن لوله نخواهیم داشت. در صورتی که ضخامت لوله کمتر از میزان ایمن برای جوشکاری باشد باید از اتصالاتی استفاده کنیم که نیازی به استفاده از عملیات جوشکاری ندارند و اتصالات مکانیکی نامیده می شوند. ممکن است در نصب این اتصالات بر روی خطوط لوله نیز مشکلات و چالش هایی پیش پای پیمانکار و کارفرما وجود داشته باشد که در آن صورت، از اجرای عملیات هات تپ صرف نظر می شود. البته لغو شدن اجرای عملیات هات تپ در موارد بسیار نادر اتفاق خواهد افتاد و در بسیاری مواقع با استفاده از روش های جایگزین می توان عملیات را با موفقیت به پایان رساند.

دلیل اینکه بر روی خطوط لوله با ضخامت کم، عملیات جوشکاری را انجام نمی دهیم، آسیب به این گونه لوله ها در شرایط جوشکاری است. همان طور که می دانید حرارت حاصل از جوشکاری بسیار بالا است و این حرارت می تواند خطوط لوله کم ضخامت را با آسیب و نشتی مواجه سازد. عملیات هات تپ و تمام مراحل پیش عملیاتی آن بر روی خطوط لوله تحت فشار انجام می شوند. این بدین معنی است که در هنگام نصب اتصالات بر روی لوله، سیال در داخل لوله در جریان است. در صوری بروز هرگونه آسیب در حین عملیات جوشکاری سیال به محیط بیرونی درز کرده و این درز و نشت می تواند خطراتی را به دنبال داشته باشد.

دمای سیال

برخی از سیالات هستند که ماهیتاً دارای دمای فوق العاده بالایی هستند. دمای بالا و حرارت یکی از عوامل ایجاد آتش سوزی است. ممکن است سیال با دمای بالای خود درون خطوط لوله بدون بروز هیچ مشکلی در جریان باشد اما حرارت ثانویه عملیات جوشکاری که از دیواره ی خطوط لوله عبور کرده و به آن می رسد خارج از تلرانس حرارتی سیال برای عدم اشتعال باشد. جوشکاری بر روی خطوط لوله فولادی، آهنی و آلیاژهای فلزی انجام می شود. این فلزات رسانای خود حرارت و گرما هستند و به راحتی می توانند گرمای حاصل از جوشکاری بر روی لوله را به سیال منتقل کنند. در چنین شرایطی باید میزان دمای لازم برای خود سوزی یا خود اشتعالی سیال را در نظر داشته باشیم و اگر این میزان دما می تواند با عملیات جوشکاری به سیال منتقل شود، باید از اجرای عملیات جوشکاری بر روی خط صرف نظر کنیم.

ماهیت شیمیایی سیال

برخی سیالات دارای ماهیت هایی هستند که با استفاده از حرارت تشدید می یابد یا به نقطه ی خطر نزدیک می شود. به عنوان مثال گازها در تماس با حرارت و یا جرقه می توانند منفجر شوند. گاز شهری نمونه ای از این سیالات است. سیالات گازی علاوه بر اینکه درون خطوط لوله در جریان اند در نواحی خاصی از خط لوله نشت نیز دارند و به راحتی در محیط و اتسمفر اطراف پراکنده می شوند. پراکندگی این گازها در محیط می تواند اجرای عملیات جوشکاری بر روی خط لوله را با ریسک همراه سازد. حرارت و جرقه های ناشی از عملیات جوشکاری می تواند سبب بروز فعل و انفعلات و نیز تکمیل مثلث آتش شود و آتش سوزی و انفجار را در پی داشته باشد.

خطوط لوله پلاستیکی

در صورتی که قصد داشته باشیم اتصالات را با جوشکاری بر روی خط نصب کنیم باید خطوط لوله از جنس فولادی و آهنی و آلیاژهای مروط به این فلزات باشد. ممکن است توصر کنید که جوش بر روی لوله های پلی اتیلنی و پلاستیکی و یا چدنی امکان پذیر است اما باید بگوییم در هات تپ نمی توانیم خروجی انشعاب را با استفاده از جوشکاری ارائه دهیم. دلیل این امر میزان استحکام فوقالعاده زیادی است که در محل انشعاب نیاز داریم. پس می توان گفت با اینکه جوشکاری بر روی خطوط لوله پلاستیکی و چدنی میسر است اما در عملیات هات تپ از اتصالات مکانیکی و یا اتصالات مختص به خطوط لوله (به عنوان مثال اتصالات اسپلیت تی خطوط لوله پلی اتیلنی) استفاده می کنیم.

اجرای عملیات هات تپ یا نشت گیری در زیر سطح آب

در صورتی که بخواهیم از خطوط لوله زیر دریایی به روش هات تپ انشعاب تهیه کنیم و یا خطوط لوله زیر سطح آب را کهدچار نشتی شده اند، نشت گیری کنیم، از اتصالات مکانیکی و یا اتصالات نشت بند (leak repair) استفاده می کنیم. جوشکاری در زیر آن ممکن است در برخی مواقع ممکن است اما در عملیات هات تپ و بسته به نوع عملکردی که بر روی خط لوله داریم از جوشکاری استفاده نخواهیم 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. 

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.

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.