پروژه جامع و کامل درباره لوله کشی و کاربردهای فراوان آن در صنایع مختلف

اختصاصی از فایلکو پروژه جامع و کامل درباره لوله کشی و کاربردهای فراوان آن در صنایع مختلف دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : word  (لینک دانلود پایین صفحه) تعداد صفحات 192 صفحه

مقدمه

با پیشرفت علم و صنعت، افزایش واحدهای تولیدی و صنعتی در حجم و ابعاد بزرگتر بار عظیمی از وظایف بر دوش مهندسین طراح و پیمانکاران اجرایی قرار گرفته است. در انجام چنین وظایفی نیازمند مدیریت و اطلاعات دقیق، تبادل و همفکری علمی و راهبردی با کشورهای صنعتی و پیشرفته که دارای صنایع مادر و نیز تکنولوژیهای پیشرفته هستند واجب و لازم است. در این بین مدیریت و کنترل صحیح و کم‌هزینه پروژه (چه از لحاظ زمانی و چه از لحاظ اقتصادی) و حفظ ارزش و کیفیت اطلاعات طراحی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد.

در کشور ما با توجه به اینکه صنعت نفت و گاز و پتروشیمی سهم عمده‌ای از اقتصاد را بر عهده دارند و این صنعت یکی از صنایع پیچیده می‌باشد که تقریباً تمام علوم مخصوصاً مهندسی را در بر گرفته این احساس نیاز، کاملاً لازم و ضروری است.

در این بین طراحی Piping یکی از ارکان مهم این صنعت و صنایع دیگر است که متأسفانه ما نتوانسته‌ایم در این زمینه بطور اساسی وارد این عرصه شویم که نیازمند سالها تلاش و کسب علم و تکنولوژی و ارتباط با دنیا و کشورهای پیشرفته بدون در نظر گرفتن منابع گروهی هستیم. در این پروژه سعی بر این شده است با توجه به اطلاعات و انواع fileها و documentهای موجود که در یکی از بزرگترین پروژه‌های گازی کشور و خاورمیانه (یعنی مجتمع گاز پارس جنوبی منطقه عسلویه) که توسط شرکتها و پیمانکاران خارجی و داخلی در دسترس می‌باشند و نیز بر اساس یافته‌ها و تجارب کاری که در این مجتمع مشغول می‌باشم تهیه، تنظیم و جمع‌آوری نمایم که امیدوارم مورد نظر واقع گردد.

در پایان برخود لازم می‌دانم از زحمات استاد گرانقدر جناب دکتر سالار خواجه‌پور که این پروژه را با ایشان دارم و دروس دیگری را هم با ایشان گذرانده‌ام سپاسگذاری و آرزوی موفقیت کنم.

 مقدمه

لوله‌کشی در زمینه‌های مختلف صنعتی کاربرد دارد مثلاً در کارخانه‌هایی که برای تأمین یک فرآیند شیمیایی خاص مانند تصفیه آب، پالایشگاهها و کارخانجات مواد شیمیایی و... می‌باشند که به صورت اختصار به Process Plant یا کارخانه‌های فرآیندی نامیده می‌شوند و یا در دیگر زمینه‌های صنعتی از قبیل صنایع دریایی، انتقال مواد، لوله‌کشی ساختمانی و تأسیسات... مورد استفاده قرار می‌گیرد. لوله‌کشی در یک جمله عبارت است از ایجاد ارتباط بین تجهیزات و محل‌های مورد نیاز برای حمل مواد و سیالات به طوری که اهداف فرآیندی تأمین شود که این ارتباط توسط لوله انجام می‌گردد.

با توجه به تعریف ارائه شده مشخص است که یک طراح لوله‌کش علاوه بر اینکه باید به نحوه طراحی لوله‌کشی مسلط باشد باید کلیه تجهیزات و قسمت‌های مختلف مهندسی فعال در یک پروژه را بشناسد.

در زیر چندین کاربرد لوله‌کشی صنعتی در صنایع مختلف اشاره می‌شود:

لوله‌کشی فرآیندی ـ جهت انتقال سیالات بین واحدهای ذخیره و واحدهای فرآیندی و دیگر واحدها استفاده می‌شود. لوله‌کشی سرویس، جهت انتقال بخار، هوا، آب و غیره جهت فراهم آوردن امکانات جهت انجام فرآیند به نحو مطلوب استفاده می‌شود. از لوله‌کشی سرویس ذکر شده در این قسمت گاهی تحت عنوان لوله‌کشی تأسیساتی (utility piping) نیز یاد می‌شود.

لوله‌کشی دریایی ـ جهت کشتی‌ها، اغلب بسیار گسترده است. اکثر قسمت‌های آن از لوله‌های کربن استیل جوشی یا پیچی می‌باشد، کاربرد لوله و اتصالات در این  شرح داده شده است.

لوله‌کشی انتقالی ـ معمولاً لوله‌هایی با قطر زیاد است که برای انتقال سیالات، آبهای ناخالص (Slurries) و گاز در طول صدها مایل بکار می‌رود.

سیالات مختلفی می‌توانند از طریق یک خط لوله انتقال داده شوند و سپس توسط انشعابات مختلف به مقاصد مورد نظر رسانده شوند.

لوله‌کشی عمرانی ـ جهت توزیع امکانات شهری (آب، گازهای سوختی)، و نیز جمع‌آوری آب باران، فاضلاب، و پس آبهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکثر این قبیل لوله‌کشی‌ها در زیرزمین واقع می‌شود.

لوله‌کشی ساختمانی ـ شامل لوله‌کشی‌های انجام شده در ساختمان‌های تجاری، مدارس، بیمارستان‌ها، خانه‌های مسکونی و غیره، به منظور توزیع آب و گاز سوختی، جمع‌آوری فاضلاب، و سایر مقاصد می‌باشد.

2-1- برنامه‌ریزی، طرح، و ساخت یک PLANT

هنگامی که یک کارفرما تصمیم به ساخت یک Plant (کارخانه) جدید، یا توسعه یک Plant موجود را می‌گیرد، اقدام به استخدام یک شرکت مهندسی جهت کارهای طراحی و ساخت نموده، و یا در صورتی که بخش مهندسی شرکت مزبور به اندازه کافی بزرگ باشد خود اقدام به طراحی و کنترل پروژه می‌نماید و جهت اجرای کار از یک یا چند پیمان‌کار استفاده می‌نماید.

در هر دو روش، اطلاعات توپوگرافی، فرآیندی، میزان تولیدات، معیار و استاندارد طراحی جهت تأمین نیازهای مورد نظر، جزئیات Plant موجود، و بررسی محیط (اگر لازم باشد) توسط خود کارفرما ارائه خواهد شد.

طراحی و ساخت یک Plant صنعتی یک مسئولیت پیچیده است. طراحی و ساخت Plantها و تأسیسات مربوط به آنها معمولاً توسط شرکت‌های متخصص صورت می‌گیرد.

نمودار 1-1- (Chart.1) نشان دهنده قواعد مربوط در مسیر انجام و اتمام یک پروژه می‌باشد.

این پروژه در ارتباط با لوله‌کشی صنعتی جهت سیستم‌هایی که با فرآیندی مشخص در کارخانه‌ها و پالایشگاه‌ها و صنایع نفت و گاز و پتروشیمی بکار می‌روند می‌باشد.

 آشنایی با مقدمات و تعاریف اولیه Piping و اصول طراحی Plant:

1-1- لزوم پیدایش تخصص Piping

1-2- میزان کار و حدود قیمت Piping در یک پروژه صنعتی

1-3- حدود کار بخش Piping در برآورد قیمت و تهیه پیشنهاد فنی و مالی پروژه

1-4- تشریح مراحل ابلاغ و اجرای یک پروژه صنعتی

1-5- فعالیت‌های اصلی بخش Piping پس از ابلاغ پروژه

1-6- تشریح مختصری از فعالیت سایر بخش‌ها پس از ابلاغ پروژه

1-7- مسئولیت بخش Piping در طراحی Plant

1-8- سوابق کار مورد نیاز و اطلاعات عمومی جهت طراحی Plant

1-9- توجه به محل استقرار ساختمانها و تجهیزات صنعتی و گردش کار

1-10- توجه به مسیر شبکه‌های زیربنائی و تقاطع و گردش مجاز جاده‌ها

1-11- توجه به محدودیت‌های ارتفاعی سایت و امکانات رفاهی بهره‌برداران

1-12- تصمیم‌گیری در مورد استفاده از Pipe rack یا Sleeper way

1-13- توجه به مسیر حرکت ترنچ‌ها و لوپ‌های مورد نیاز

1-14- طراحی محل‌های اسکان موقت در حین اجرای پروژه

1- 15- طراحی شبکه‌های آب و فاضلاب و دفع پساب جهت محوطه‌های اسکان موقت

1-16- توجه به جهت باد قالب در منطقه و تأثیر آن بر جانمائی تجهیزات

1-17- تصمیم‌گیری در مورد کفسازی محوطه‌های مختلف

1-18- پیش‌بینی مسیرهای عبور جرثقیل و بوژی

1-19- توجه به عدم امکان اجرای فونداسیون بر روی خاک دستی و توجه به ابعاد فونداسیون‌ها

1-20- توجه به اختلاف ترازهای محوطه Plant و استفاده بهینه از این اختلاف ارتفاع

1-21- طراحی مسیرهای دسترسی به تجهیزات و فضاهای Retube و مسیرهای فرار اضطراری

1-22- توجه به مسائل Safety و تمهیدات مورد نیاز و پوشش مناسب کل محوطه

1-23- تعیین محل ایستگاههای تقلیل فشار گاز و یا دریافت Feed

1-24- مقاومت سازه‌ها در مقابل حریق

1-25- شبکه آتش‌نشانی محوطه و محل نصب Alarm valve & gung

1-26- شبکه آب خنک کننده محوطه و برج‌های خنک کن

1-27- شبکه هوای فشرده، بخار، آب سرویس و نیتروژن مورد نیاز سایت

1-28- پیش‌بینی محل نصب و پوشش مناسب واحدهای Utility station

1-29- پیش‌بینی تمهیدات خاص برای ساختمان‌های ویژه مانند Container، Weigh bridgo، Gas station Preparation area

1-30- بررسی عملی و اقتصادی بودن و لزوم نصب تجهیزات در ارتفاع و سازه‌های طبقاتی

1-31- محدودیت‌های نصب تجهیزات در طبقات

1-32- استفاده از سازه‌های بتنی یا فولادی و برآورد صرفه اقتصادی

1-33- معرفی مدارک تولید شده در بخش Piping در مرحله طراحی پایه

* Pipe sizing criteria

* Piping insulation schedule

* Pipe strength calculation

* Plot plan finalization

* P & ID mechanization

* Piping design instruction

* Piping material selection

* Preliminary pipes routing design

* Piping assembly drawings

1-2- لوله‌های فرآیندی

1-1-2- لوله و تیوب

محصولات تیوبی به عنوان لوله یا تیوب شناخته می‌شوند. معمولاً تیوب توسط قطر خارجی و ضخامت جدار آن که بر حسب (Birmingham wire gage) یا هزارم اینچ می‌باشد، مشخص می‌شود. لوله معمولاً توسط «سایز نامی لوله»، و ضخامت جداره برحسب “Schedule numbers”، «مشخصه API»، یا وزن، طبق آنچه در بخش (3-1-2-) توضیح داده شده است، مشخص می‌شود. لوله غیراستاندارد به وسیله سایز نامی و ضخامت جداره آن شناخته می‌شود.

کاربرد اصلی تیوب‌ها در مبدل‌های حرارتی، خطوط ابزار دقیق، و اتصالات کوچک روی تجهیزاتی نظیر کمپرسورها، بویلرها، و یخچال‌ها می‌باشد.

2-1-2- سایزها و طول‌های متداول در لوله‌های فولادی

در استاندارد ANSI B36. 10M ضخامت جدار لوله برای لوله‌هایی با قطر نامی (سایز نامی لوله) از  تا 80 اینچ ارائه شده است. سایزهای متداول لوله‌ها عبارتند از:

 اینچ.

لوله‌های مستقیم در طول‌های مختلف (6 یا 12 متر) عرضه می‌شوند. سرلوله‌ها به طور معمول به صورت مسطح (P.E.)، ماشین کاری شده جهت جوش (B.E.)، یا رزوه‌دار به همراه یک کوپلینگ بازای هر طول (T.&C.) می‌باشند. اگر لوله سفارش داده شده از نوع “T&C” باشد، نوع کوپلینگ آن مشخص و قابل تعیین خواهد بود (نمودار 3-2 (Chart 2.3) را مشاهده کنید). سایر انواع سرلوله‌ها مانند سر شیاردار جهت کوپلینگ‌های خاص، برحسب سفارش ساخته می‌شوند.

3-1-2- قطر و ضخامت جدار لوله

سایز تمامی لوله‌ها برحسب سایز نامی لوله با علامت اختصاری NPS بیان می‌شود که لزوماً با قطر خارجی لوله برابر نیست. در لوله‌هایی با NPS برابر 14 یا بزرگتر، قطر خارجی لوله با قطر نامی آن برابر خواهد بود.

هر سایز لوله با ضخامت جدارهای مختلفی ساخته می‌شود. در رابطه با ضخامت لوله‌ها سه مرجع وجود دارد که هر کدام با شاخص‌های خاص خود مقادیر ضخامت لوله‌ها را مشخص می‌کنند. این استانداردها عبارتند از:

1- انجمن استاندارد ملی آمریکا (ANSI)، با شاخص “Schedule numbers”.

2- جامعه مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) و انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM)، از طریق شاخص‌های STD (استاندارد)، XS (فوق قوی)، و XXS (دو بار فوق قوی) که از طریق ابعاد ثبت شده سازندگان لوله الگو گرفته شده است. در این کتاب، این مشخصات تحت عنوان Manufacturers Weights شناخته می‌شوند.

3- انجمن نفت آمریکا (API)، از طریق استاندارد API 5L برای لوله‌های خطی. در این استاندارد برای سایز و ضخامت‌های منحصر به فرد جداره آن، شاخص ابعادی وجود ندارد.

ابعاد لوله‌های مربوط به مراجع دوم و سوم در ANSI B36. 10M آمده است. جدول P-1 ابعاد لوله‌های فولادی جوشی و بدون درز (seamless) و اطلاعات مربوطه در این استاندارد را در اختیار قرار می‌دهد.

سایز لوله‌های آهنی ـ ابتدا برای لوله‌هایی از جنس آهن نرم مشخص گردید، و ضخامت جدار آنها بر اساس معیارهای استاندارد (weight)، خیلی قوی، و فوق قوی بیان شد. پیش از پیدایش معیار Schedule numbers در سال 1935 توسط انجمن استاندارد آمریکا، برای لوله‌های فولادی از سایزهای اصلاح شده لوله‌های آهنی با کمی کاهش در ضخامت جداره آنها (و ثابت نگهداشتن قطر خارجی آنها) استفاده می‌شد. به طوری که نهایتاً وزن واحد طول (1b/ft) آنها برابر وزن لوله‌های آهنی می‌شد.

امروزه لوله‌های فولادی به طور کامل جایگزین لوله‌های از جنس آهن نرم (که دیگر تولید نمی‌شوند) شده‌اند، اما این موضوع در مورد شاخص Schedule numbers که قصد داشت جایگزین معیارهای لوله‌های آهنی شود صدق نکرد.

سایز لوله‌های Stainless-Steel ـ استاندارد ملی آمریکا بخش B36.19 برای لوله‌های Stainless steel یک سری سایزهای جدار نازک ثبت کرده است، که توسط Schedule numberهای 55 و 105 شناخته می‌شوند.