همه چیز در مورد پایپینگ

 

امروزه در صنایع مختلف بارها مشاهده شده است که مهندسین مکانیک، متالورژی، شیمی و یا صنایع ، اغلب با واژه پایپینگ برخورد می نمایند. اما به راستی دامنه ی مفهوم پایپینگ از کجا تا کجا کشیده شده است و آیا می توان تعریف مشخصی از دانش پایپینگ ارائه داد؟

آشنایی با مفهوم پایپینگ و اشاره های کوتاهی به کاربردهای آن در صنایع مختلف هدف اصلی این نوشته می باشد.

کاربردهای پایپینگ در زمینه های مختلف صنعتی می باشد. برای مثال می توانبه کارخانه های پتروشیمی، پالایشگاه ها، سکوهای نفتی، تاسیسات آب رسانی و … اشاره نمود. گاهی از پاپینینگ فقط در زمینه های انتقال سیالات بهره می برند و گاهی از آن در فرآیندها استفاده می نمایند.

در مواردی محاسبات پایپینگ برای سیالات گازی شکل می باشد. برای مثال گاز طبیعی، بخار، هوا و یا نیتروژن. در این خصوص محدودیت های زیادی برای یک طراحی و اجرا با کارآیی مناسب پیش رو خواهیم داشت. در مواردی دیگر پایپینگ برای سیالات مایع مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال نفت، گازوئیل، روغن، آب و یا فاضلاب. بدیهی است

در چنین مواردی محدودیت های ذکر شده برای سیالات گازی شکل وجود نخواهد داشت. می توان پیش بینی نمود که در موارد زیادی پایپینگ برای هر دو مورد گفته شده در یک واحد فرآیندی به کار گرفته شود. این موضوع در بحث طراحی پایپینگ اهمیت فراوانی خواهد داشت.

تاریخچه پایپینگ

از دیرباز لوله به شکل های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است. بدین سان پایپینگ نیز تاریخچه ای به قدمت استفاده آدمی از لوله برای انتقال سیالات بر می گردد. اما این تاریخچه باعث می گردد انواع مختلفی از مواد را در ساخت لوله های مورد استفاده مشاهده نماییم. شاید اولین انواع لوله هایی که بشر به استفاده از آنها پرداخت از جنس گیاهانی نظیر بامبو و یا نی های روییده در کنار جویبارها بوده باشد.

از آن پس می توان به لوله های ساخته شده از جنس سفالینه ها اشاره نمود.  لوله های مسی نیز قدمت زیادی در تارخچه پایپینگ به خود اختصاص داده اند. چه آنکه مس از قدیم الایام در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می گرفته است. البته باید به این نکته اشاره داشت که چنین لوله هایی که به وسیله کوبیدن مس ساخته می شده است طول بسیار کوتاه و کاربردهایی تزئینی داشته اند.

با گذشت زمان و با پیشرفت تکنولوژی بشر موفق به تولید سیمان گردید و به نوعی لوله ی سیمانی دست یافت که تا مدتها از آن به خصوص برای انتقال آب استفاده نمود. اما در یکی از نقاط عطف تاریخچه پایپینگ، برادران آلمانی تبار مانیسمان موفق به ساخت لوله از فولاد با فرآیندی نسبتا آسان شدند و پس از آن هر روز صنعت پایپینگ دچار تحولات و پیشرفت های شگرفی گردید.

اگرچه عمده ترین ماده مورد استفاده در پایپینگ در حال حاضر فولاد می باشد اما بد نیست بدانیم که بخش عمده ای از مواد غیر فولادی نیز در انواع صنایع مختلف کاربرد دارند. لوله هایی از جنس آلیاژهای مس، نیکل، مولیبدن، تیتانیوم، نقره، طلا و دیگر فلزات. در پایان از دیگر نقطه عطف صورت گرفته در صنعت پایپینگ سخن میگوییم و آن استفاده از موادپلیمری برای تولید لوله های مورد استفاده در پایپینگ می باشد. لوله های پلی اتیلن از بارز ترین نوع لوله های مورد استفاده در پایپینگ به حساب می آیند. امروز استفاده از پلی اتیلن برای تولید لوله بسیار به صرفه می باشد. همچنین به گواه اغلب صنعتگران طراحی و اجرای پایپینگ پلی اتیلن به مراتب آسان تر از پایپینگ فلزی می باشد.

اجزای پایپینگ

پایپینگ را به طور عمده می توان به دو بخش تقسیم نمود:

• لوله

• اتصالات

• ساپورت

لوله:

عبارت از جسم استوانه ای شکل توخالی که می تواند به صورت درز دار و یا بدون درز تولید گردد. به غیر از نوع ماده ی استفاده شده برای ساخت لوله مواردی همچون ضخامت دیواره لوله، قطر خارجی و قطر داخلی، در صورت درزدار بودن نوع درز موجود بر روی لوله و استاندارد ساخت لوله از عمده ترین تفاوت ها در مبحث لوله به حساب می آیند. موارد ذکر شده را هرکدام به تفصیل در بخش های آینده توضیح خواهیم داد.

اتصالات:

اجزایی از پایپینگ که به هر نحوی باعث اتصال دو جز دیگر گردند را اتصالات می نامند. اما خود اتصالات به چند بخش عمده تقسیم بندی می شوند.

۱-فیتینگ ها:

اجزایی که در تغییر جهت، تغییر سایز، افزایش طول خط، مسدود کردن خط، گرفتن انشعاب، واسطه قرار گرفتن ابزار دقیق، ایجاد انعطاف در خط، نمایش دادن محتویات خط و یا قطع ارتباط الکترونیکی در خط به کار می روند فیتینگ نامیده می شوند. از معروف ترین فیتینگ ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• زانویی یا البو

• تبدیل یا ردیوسر

• کوپلینگ

• پلاگ

• کپ یا در پوش

• سه راهی یا تی

• پایپ نیپل

• اتصال انبساطی یا اکسپنشن جوینت

• سایت گلاس 

• آیزولیتینگ جوینت

۲- فلنج ها:

فلنج ها که از اتصالات بسیار مهم و کاربردی برای پایپینگ به حساب می آیند به منظور مجزا کردن قسمت های مختلف خط در ورودی

• پمپ ها،   
• مخزن ها،
• شیرآلات صنعتی،
• فیلتر هاهواکش ها،
• دمنده یا مکنده ها

 این بدان معنی است که اتصال لوله ها در نقاط یاد شده با استفاده از فلنج، از جوشکاری بی نیاز می شود و می توان آن ها را با استفاده از پیچ و مهره به صورت موقتی بست و در مواقع لزوم باز نمود. فلنج ها به دو طریق طبقه بندی می شوند.

طبقه بندی اول

فلنج نوع اتصال آن به لوله می باشد که انواع آن به صورت جوشی، نر و مادگی و رزوه ای می باشد.

طبقه بندی بعدی

فلنج بر اساس نوع اتصال فلنج با فلنج مقابل آن است که تاثیر آن به صورت مستقیم بر رخ فلنج خواهد بود.

 فلنج ها را از لحاظ رخ یا فیس می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد :

• به فلنج ساده
• یا فِلت فیس
• رخ برجسته یا رِیزد فیس
• رخ رینگی یا رینگ جوینت تایپ
• نری مادگی یا میل اند فی میل
•  شیاری
•  آینه ای

 البته در خصوص فلنج ها چند نمونه فلنج با کاربردهای متفاوت نیز وجود دارند که به

• فلنج های کور
• روزنه دار
• فلنج عینکی

معروف می باشند و در مبحث فلنج به طور مفصل به آنها خواهیم پرداخت.

ساپورت:

 بخشی از نیروی وزن لوله و یا فیتینگ خاصی را تحمل نموده و از لرزش و حرکت های مضر جلوگیری نماید ساپورت نام دارد.

در نگاه اول ساپورت مفهوم بسیار ساده ای به نظر می رسد. اما در کارهای مهندسی و طراحی ها بنابه اهمیت خط ، میزان اهمیت ساپورت نیز می تواند متغییر باشد.

گاهی ساپورت فقط نقش یک نگهدارنده ساده را در یک خط به عهده دارد. اما گاهی یک ساپورت می تواند با اعمال نیرو از انقباض ها و انبساط های ناگهانی در خط جلوگیری نماید.

در مواردی ساپورت از حرکت خط در یک جهت جلوگیری می کند در مواردی مهار خط به دو جهت و گاهی در سه جهت به طور کامل مهار می گردد.

هر کدام از این حالت ها دارای محاسبات مخصوص بوده و هر کدام نام مشخصی دارند. گاهی ساپورت ها به صورت مستقیم به لوله متصل می گردند نمونه این ساپورت ها یو-بولت می باشد.

گاهی ساپورت ها به واسطه یک صفحه فلزی که به آن سِدل گفته می شود به لوله اتصال دارند. طراحی ساپورت بر مبنای محاسبات وزن و آنالیز تنش های وارد بر لوله صورت می گیرد که در بعضی موارد یک تخصص جداگانه بوده و متخصصین این امر در کنار متخصصین پایپینگ به ایفای نقش می پردازند.