همانطور که در مطالب قبل اشاره شد ، پایپینگ شامل طراحی لولهکشی، مشخصات دقیق چیدمان فیزیکی لوله ها و اتصالات در یک کارخانه یا مجموعه فرآیندی یا ساختمان تجاری به منظور و اهداف سایر واحدهای مهندسی از جمله مهندسی فرآیند و مهندسی مکانیک، مهندسی عمران و ابزار دقیق میشود. در نتیجه اهداف و الزامات سیستم پایپینگ توسط گروه ها و واحدهای مبدا و در مواقعی بصورت مشترک مشخص میشود. این اهداف شامل مجموعهای از نقشه ها و مدارک واحدهای اشاره شده از قبیل نقشه تجهیزات و فرآیند و …(که در ادامه اشاره و توضیج داده خواهد شد) میشود که بعنوان مدارک ورودی و مورد نیاز در طراحی و راه اندازی پایپینگ باید مورد توجه قرار بگیرد تا تداخلی در عملکرد واحدهای ذکر شده ایجاد نشود . دپارتمان piping design مجموعه نوین پارسیان با دارا بودن مدرسین حرفهای و مجرب آموزش پایپینگ و آموزش پایپلان را در به صورت کاملا حرفهای در دوره های تخصصی با اعطا گواهینامههای بینالمللی انجام میدهد.
بصورت کلی این مدارک شامل موارد زیر است :
- نمودارهای جریان فرآیند Process Flow Diagrams (PFD)..
- شرح فرایند (Process Description)
- نمودار لوله کشی و ابزار دقیق (P&ID)
- دیتا شیت فرآیند برای تجهیزات.
- لیست مشخصات خطوط (Line List)
- نقشه شیرهای کنترل، دبی سنج، ابزار سطح، ابزار فشار، ابزار دما و غیره.
- نقشه های سینی کابل.
- طرح پلات (Plot Plan)
- شرایط آب و هوایی ، رطوبتی ، باد غالب ، زلزله خیزی و (Site Condition) …
- شرایط و موارد الزامی درج در قرار داد (Contract requirement)
- نقشه های سازه ای عمران و معماری (Civil , Structure , Architect information)
- مشخصات تجهیزات (Equipment mechanical datasheet and drawing)
- نقشه های اتصال ابزار.
- مرز کاری بین ابزارآلات دقیق لوله کشی
در ادامه به بررسی اهم موارد فوق بصورت مجزا خواهیم پرداخت:
نمودارهای جریان فرآیند (PFD)
نمودار جریان فرآیند (PFD) نوعی فلوچارت است که جریان کلی تر فرآیندها و روابط بین تجهیزات اصلی تاسیسات در یک مجموعه صنعتی را نشان می دهد. این نمودار که بعنوان نقشه کار اولیه تجهیزات پروژه محسوب میشود، توسط گروه مهندسی شیمی و مهندسی فرآیند تهیه ، مدل و بهینه سازی میشوند و نتایج و خروجی آن برای سایر فرآیندها از جمله پایپینگ مورد استفاده قرار میگیرد. بسته به کاربرد و محتوای آن، ممکن است نمودار جریان فرآیند، نمودار جریان، نمودار جریان شماتیک، نمودار جریان ماکرو، نمودار لوله و ابزار، یا نمودار سیستم نیز نامیده شود. طراحان این فلوچارت که عموما بصورت ایزومتری است از یک سری نمادها برای به تصویر کشیدن یک فرآیند استفاده می کنند. و نمودارها ممکن است از خطهای ساده و دستی تا نمودارهایی با ظاهر حرفهای با جزئیات قابل ارتقا، که با نرمافزار تولید میشوند، متغیر باشند.
نمودار جریان فرآیند چندین هدف دارد:
- مستندسازی فرآیند برای درک بهتر، کنترل کیفیت و آموزش کارکنان.
- بهینه سازی یک فرآیند برای کارایی بهینه .
- مطالعه فرآیندی برای نشان دادن گام های غیر ضروری، تنگناها و سایر ناکارآمدی ها.
- مدل سازی یک فرآیند بهتر یا ایجاد یک فرآیند کاملاً جدید.
- برقراری ارتباط نمودارهای نقش های مختلف در یک مجموعه .
نمونه ای از نمودار فرآیند که تجهیزات و ارتباط آنان باهم قابل مشاهده است
رایج ترین نمادهای PFD که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند،توسط سازمان هایی مانند سازمان بین المللی استاندارد (ISO 10628 – نمودار جریان برای کارخانه های فرآیند، قوانین عمومی)، مؤسسه استانداردسازی آلمان (DIN) و مؤسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI) توسعه داده میشوند؛ با ابن وجود بسیاری از شرکت ها نیز از نمادهای خود برای این کار استفاده می کنند که کلیات آن اغلب مشابه هستند اما در جزئیات متفاوت از هم هستند.
نمودار لوله کشی و ابزار دقیق (P&ID)
نمودار لولهکشی و ابزار دقیق (P&ID) یک نمودار نمایش گرافیکی دقیق در صنعت فرآیند است که با توجه به نقشه کلی PFD تهیه شده است. (P&ID) جزئیات لوله کشی و طرح های کنترلی و روشن و خاموش کردن تجهیزات،الزامات ایمنی و نظارتی، اطلاعات اولیه راه اندازی و عملیاتی را به همراه ابزار دقیق و کنترل نشان میدهد که معمولا توسط تیم مهندسی فرآیند تنظیم میگردد.
تأسیسات معمولاً به مراحل پیچیده شیمیایی یا مکانیکی نیاز دارند که P&ID یک تصویر شماتیک از رابطه عملکردی لوله کشی، ابزار دقیق و اجزای تجهیزات سیستم مورد استفاده در زمینه ابزار دقیق و کنترل یا اتوماسیون را برای درک بهتر فرآیند و نحوه ارتباط بین مجموعه ها برای اوپراتور و مهندسان ارائه میدهد.این نفشه ها اسناد مهمی هستند که باید ، برای ساده کردن یک فرآیند موجود، جایگزینی یک قطعه از تجهیزات، یا راهنمایی طراحی و اجرای یک تسهیلات جدید در دسترس باشند.
P&ID ها نقش اساسی در دنیای مهندسی فرآیند برای نشان دادن ارتباط متقابل بازی می کنند، اما لزوماً شامل تمامی جزئیات نیستند. جزئیات معمولاً در اسناد جداگانه ارائه می شود. اما این نقشه ها از بسیاری جهات بسیار مفید هستند، از جمله:
- ارزیابی فرآیندهای ساخت و ساز
- پایه ای برای برنامه نویسی کنترل
- تدوین دستورالعمل ها و استانداردها برای بهره برداری از تاسیسات
- توضیح نحوه عملکرد فرآیند
- ارائه زبان مشترک برای بحث در مورد عملیات کارخانه
- ایجاد و پیاده سازی فلسفه برای ایمنی و کنترل
- طراحی و ارائه طرح مفهومی یک کارخانه شیمیایی یا تولیدی
- ایجاد توصیه هایی برای برآورد هزینه، طراحی تجهیزات و طراحی لوله
دیتا شیت فرآیند برای تجهیزات
دیتا شیت فرآیند (Data Sheet) خلاصهای از عمیکرد تجهیزات یک سیستم و سایر مشخصات فنی آن است که یکی دیگر از مدارک مورد نیازی است که توسط تیم مهندسی فرآیند برای شروع طراحی پایپینگ تهیه و تنظیم میگردد. دیتا شیت تجهیزات فرآیند، دادههای اساسی لازم برای شروع یک فرآیندمهندسی شده در سیستمهای مکانیکی، سازهای، لولهکشی، کنترل و اجزای الکتریکی توصیف میکند که شامل اندازه کلی، تعداد، هندسه تقریبی و شناسایی اتصالات، مواد و متریال ساخت تجهیزات است. دیتا شیت فرآیند به طور کلی شامل یک نمودار ساده است.
لیست مشخصات خطوط (Line List)
لیست خط (یا برنامه خط) پایگاه داده ای است که برای برقراری ارتباط بین تیم های مهندسی فرآیند و مهندسی مکانیک هنگام طراحی پایپینگ در یک کارخانه یا واحد صنعتی ایجاد می شود. به عنوان مثال مهندسان فرآیند الزامات فرآیند از قبیل طراحی و فشار و دماهای عملیاتی، دبی جریان، کدهای لولهکشی، شناسه خط، شمارههای P&ID مرجع و غیره را مشخص میکند. مهندسین مکانیک شماره دقیق خطوط P&ID، اتصالات، اعداد ایزومتریک و سایر مواردی که به پروسه کلی ساخت لوله مربوط می شود را مشخص میکند. و در نهایت ،این تصمیمات اتخاذی که برای طراحی پایپینگ گرفته شده است، ارائه و توجیه میگردد.
نقشه های اتصال ابزار (Instrument Hookup Drawing)
نقشه های اتصال ابزار که نقشه نصب Installation drawing نیز نامیده می شود یک نقشه دقیق است که محدوده کار بین بخش های مکانیک و ابزار دقیق را مشخص می کند و نصب معمولی یک ابزار را به شیوه ای صحیح نشان می دهد تا ابزار به درستی کار کند و از مسائلی که به طور بالقوه می تواند بر اندازه گیری تأثیر بگذارد مانند ضربه کوچ جلوگیری میکند. نمودارهای Hook Up جزئیات اتصال لوازم جانبی و لوله را برای ابزارهای پردازشی و میدانی بر اساس شماره کدهای استاندارد نشان می دهد. این موارد موجود در نقشه باید شامل مشخصات استاندارد برای جوشکاری لولهها، ردیابی حرارتی و عایقبندی و تست فشار و الزامات رنگآمیزی باشد.
نقشه های سازه ای عمران و معماری
نقشه سازه مجموعه ای از نقشه های عمران و معماری است که ساختار و نقشه کلی یک ساختمان را شان می دهد و شامل پایه و ابعاد ،جزئیات کادربندی،جزئیات تیرها و ستون ها ،مقاطع دیواری میشود که به عنوان راهنمای ساخت سازه عمل می کنند.
این نقشه ها در 4 نوع محتلف ارائه میگردد:
نقشه سازه
نقشه های سازه ای برای پیشبرد مفاهیم معماری با مشخص کردن شکل و مکان تمام قسمت های سازه استفاده می شود و امکان ساخت آن سازه در محل را فراهم می کند. این نوع نقشه برای اهدافی چون تعیین ابعاد سازه بتنی در محل، مشخص نمودن پلان ها، مقاطع و ارتفاعات طرح، ابعاد و سطوح تمام عناصر بتنی درون سازه تهیه میشود و محل همه حفره ها، اتصالات و سایر عناصری که بر کار اختلاط بتن تأثیر می گذارند زا مشخص مینماید.
نقشه تقویتی
نقشه های تقویت کننده (یا نقشه جزئیات) که از روی نقشه های سازهای تهیه میگردد به طور کامل تمام میلگردهای تقویت کننده را در رابطه با سطح بتن تمام شده و سوراخ ها یا بست ها مشخص مینماید. این نوع نقشه ها عمدتاً برای راهنمای استفاده از اتصالات فولادی که در سایزینگ پایپینگ مورد نیاز خواهد بود تهیه میگردند .
جزئیات استاندارد
جزئیات استاندارد شامل اطلاعات با جزئیات بیشتری از قبیل پایه های ستون و کلاهک میل، لوله های زیرزمینی جعبه بتنی و جزئیات درزهای انبساط/ساختمانی میشود.
نقشه رکورد
در طول ساخت و ساز معمولاً تغییراتی در نقشه های اصلی ایجاد می شود تا با مشکلات پیش بینی نشده ای که به طور اجتناب ناپذیر در محل رخ می دهد مقابله شود. پس از اتمام ساخت یک سازه بتن مسلح، نقشه های اصلی باید اصلاح شوند تا تغییرات جزییات ایجاد شده در طول فرآیند ساخت را نشان دهند. در مقایسه با طرح های دست ساز، ویرایش طرح های تولید شده توسط کامپیوتر نسبتا آسان است.
طرح پلات Plot Plan
طرح پلات اساساً یک نقشه چیدمان است که موقعیت تمامی ساختمانها تجهیزات مکانیکی و امکانات پشتیبانی (قفسههای لوله، سازهها، ساختمانها، جادهها، جانمایی تجهیزات) را نشان میدهد این طرح که معمولا توسط تیم لوله کشی توسعه داده میشود برای تسهیلات فرآیند در محدوده مورد نظر تهیه و تنظیم میگردد. کلیه تجهیزات و اجزاء در پلان نشان داده شده و با حروف و اعداد، مطابق با استانداردهای شرکت مشخص میشوند. هدف این نقشه نشان دادن جزئیات نیست، بلکه چیدمان اجزای مختلف است که در واحد نصب می شود.
طرح پلات با مقیاس های : 1″ = 10′، 1″ = 20′، یا 1″ = 30′. ترسیم می شود و این مقیاس بعنوان معیار روی پلان قرار می گیرد که نقطه مبدأ طرح است و همه تجهیزات، ارتفاع و مختصات نقشه در رابطه با این معیار ترسیم میشوند.
همچنین در خصوص پایپینگ نیز طرح پلات از اهمیت بسزایی برخوردار است چرا که به عنوان مبنایی برای تولید مطالعات چیدمان تجهیزات، و تولید شاخه های خط لوله ، تخمین مواد و مقادیر لوله کشی استفاده می شود.
از موارد دیگر استفاده از طرح پلان میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- طرحهای درجهبندی و زهکشی، حوضچههای نگهدارنده، مناطق دایکشده، فونداسیون، و طراحی سازهای که توسط دپارتمان مهندسی عمران-سازه تولید میشوند تا تخمینهای مواد انبوه را امکانپذیر سازد.
- نقشههای طبقهبندی منطقه که تابلو برق، پستها، مراکز کنترل موتور را تعیین میکند، که تعیین مسیر کابل و در نتیجه تخمین مواد حجیم برای بخش برق را امکانپذیر میسازد.
- محل خانه های آنالایزر، سینی های کابل، خانه/ساختمان کنترل اصلی، فعال کردن بخش ابزار دقی، تخمین مواد.
- طرح پلات همچنین توسط بخش فرآیند برای تسهیل طراحی هیدرولیک، اندازه خط و نمودارهای جریان بلوک ابزار استفاده می شود.
- برنامه ریزی منظم فعالیت های مهندسی توسط دپارتمان برنامه ریزی از طرح پلات بدست می آید.
- طرح پلات توسط ساخت و ساز برای برنامه ریزی ترتیب نصب تمام تجهیزات کارخانه استفاده می شود. این شامل مطالعات دکلسازی برای آسانسورهای بزرگ، بررسی قابلیتهای ساخت، مکانیابی مناطق خوابیده و هرگونه فعالیت مارشالسازی مورد نیاز است.
- طرح پلات همچنین برای برآورد هزینه کلی کارخانه است، و همچنین توسط مشتری برای بررسی ایمنی، اپراتور و تعمیر و نگهداری و ایجاد یک رکورد “به عنوان ساخته شده” از ترتیبات کارخانه استفاده می شود.
نمونه ای از طرح پلات که نقشه جانمایی تجهیزات مورد استفاده را با کدهای استاندارد نمایش میدهد
دیتا شیت مخازن (PDS)
در صنایع مختلف از مخازن برای جمع آوری، ذخیره، جداسازی و انتقال سیالات استفاده میشود. این سیال می تواند مایع، جامد، گاز یا ترکیبی از اینها باشد.
بر اساس الزامات فرآیند، هندسه و جهت گیری این مخازن می تواند انواع مختلفی داشته باشد. هندسه مخازن شامل بدنه اصلی و انتهایی آن میشود؛ بدنه اصلی می تواند استوانه ای، مستطیلی، کروی باشد و هندسهی انتهای مخزن در حالت استوانه ای می تواند بیضی، نیمکره، کروی، مخروطی یا مسطح باشد.
فرمت دیتا شیت مخزن شامل مواردی چون سربرگ های مشخصات، داده های عملیاتی و مکانیکی، طرحی از مخزن و مواد و متریال ساخت و سایر کدها و استاندارد (MOC) میشود
موقعیت و مشخصات محل احداث (Site Condition )
Site condition شامل موقعیت جغرافیایی محل اجرای پروژه، شرایط آب و هوایی پروژه مثل سرعت باد ، میزان رطوبت، اطلاعات دمای موقعیت، میزان بارندگی و … میشود که در آن طراح به ریسک های جغرافیایی احتمالی موجود در موقعیت میپردازد و در مواقعی موقعیت های جایگزین را نیز معرفی و امکان سنجی میکند و به شکل یک نقشه گزارش میدهد.
این نقشه به عموان یکی دیگر از نقشه ها و مدارک مورد نیاز در امکان سنجی اولیه مکانی و استفاده از تجهیزات و متریال مناسب در طراحی پایپینگ مورد نیاز خواهد بود.