طراحی لوله کشی اطراف pipe rack با استاندارد IPS

0

مقدمه

pipe rack  ها یا پایه لوله که با نامهای pipe supports  و  pipeways نیز شناخته میشوند سازه‌های نگهدارنده­ی مرتفی در نیروگاه‌های پتروشیمی، شیمیایی و نیروگاهی هستند که برای تکیه­گاه مسیرهای لوله‌ کشی، کابل‌های برق و سینی کابل های توزیع برق و ابزار دقیق در طراحی لوله کشی مورد استفاده قرا میگیرند. همچنین ممکن است برای پشتیبانی از تجهیزات مکانیکی، مخازن و سکوهای دسترسی دریچه استفاده شوند. الزامات طراحی موجود در آیین نامه های ساختمانی در مورد نحوه طراحی در pipe rack ها مشخص نیست ؛ با این وجود چندین مرجع صنعتی برای کمک به طراحی با استفاده از کد های استانداردو  شیوه های مهندسی وجود دارد مثلا در ایالات متحده، آیین نامه بین المللی حاکم بر ساختمان (IBC) است که برای سازه های ساختمانی استفاده میشود و میتوان از آن کمک گرفت . در این مقاله مجموعه نوین پارسیان که دوره های تخصصی طراحی لوله کشی از جمله آموزش PDMS و آموزش E3D را بصورت حرفه ­ای در سطح  کشور  برگزار میکند قصد دارد تا مبنای استانداردهای IPS را برای طراحی لوله کشی در Pipe rack  ها معرفی کند .

IPS، مخفف Iranian Petroleum Standards ، استانداردهای شرکت نفت ايران است که بر اساس استانداردهای شناخته شده ی نشریات علمی، اطلاعات فنی، دانش و تجربیات انباشته در صنایع نفت در سطح ملی و بین المللی تهیه شده است و براي استفاده در تأسيسات  نفت و گاز، پالايشگاههاي نفت، واحدهاي شيميائي و پتروشيمي، تأسيسات انتقال و فراورش گاز و ساير تأسيسات مشابه تهيه شده است.

استانداردهاي IPS ، براساس استاندارهای بين المللي مثل استاندارد ISO (سازمان بین المللی استانداردها) و یا API (موسسه نفت آمریکا)  تهيه شده و شامل گزيده هایی از استانداردهای مرجع ميباشد. همچنين براساس تجربيات صنعت نفت كشور و قابليت تأمين كالا از بازار داخلي و نيز برحسب نياز، مواردي بطور تكميلي و يا اصلاحي در اين استاندارد لحاظ شده است..

این استانداردها در بخش های مختلفی مانند  تأسیسات مکانیکی ساختمان (AR) ، فرآورده‌های نفتی (PP) سازه و ساختمان (CE) برق (EL) فرآیند و مواد شیمیایی (PR) و … نوشته شده است؛ اما در خصوص pipe rack ها استاندارد منحصر به فردی تدوین نشده است؛ لذا در این بخش سعی شده است استاندادرهای مرتبط با آن از استانداردهای لوله‌کشی و خطوط لوله (PI) ، از جمله استاندارد اجرائي براي سازه هاي فولادي IPS-C-CE-210 ، استاندارد مهندسي براي سامانه لوله كشي كارخانه استاندارد IPS-G-PI-280 ، مهندسي براي جانمائي و فاصله گذاري IPS-E-PR-190 و  استانداردهای تکیه گاه های لوله IPS-G-PI-280 استخراج و معرفی شده است.

الزامات عمومی و پايه

  • به طور كلي پايه لوله براي واحدهاي فرآيندي و بالشتك لوله Sleepers براي خارج از محوطه بايد به عنوان نگهدارنده اصلي مسير لوله در نظر گرفته شوند
  • توصيه ميشود مسیر لوله کشی بر روي پايه لوله به شكل منظم دسته بندي گردند
  • مسيرهاي اتصال پايه لوله واقع در يك جهت بايد داراي ارتفاع همسان باشند .
  • مسيرهاي اتصال پايه لوله واقع در مسير مخالف بايد داراي ارتفاع هاي متفاوتي براي امكان عبور متقاطع خطوط لوله در محل اتصال پايه لوله ها و همچنين امكان اتصال خطوط انشعابي در محل تقاطع را داشته باشد.

الزامات عمومی و پايه

  • لوله هاي حاوي مايعات خورنده بايد در طبقه پايين تر قرار داده شوند، و لوله هاي مربوط به تأسيسات جانبي در طبقه بالاتر قرار گيرند.
  • لوله هاي اندازه بزرگ، سنگين و با دماي بالا بايد در طبقه پايين تر و در كناره پایه لوله قرار داده شوند تا فضاي كافي براي خم هاي انبساطي موجود بوده و گشتاورهاي توليد شده را كاهش دهند
  • در محل تغيير مسير دو لوله مجاور بايد بين آنها فضاي كافي به منظور جلوگيري از صدمه ديدن يك لوله به وسيله ديگري بر اثر انبساط و انقباض موجود باشد.
  • توصيه ميشود كه لوله هاي با دماي بالا بصورت گروهي در پایه لوله ها قرار گرفته وخم هاي انبساطي آنها بايد در نظر گرفته شود.
  • جائيكه در شاه لوله ها بر روي پایه لوله ها قرار گرفته باشند، شير مربوط به انشعاب لوله اصلي هر واحد بايد در مرز آن واحد نصب گردد.
  • لوله هاي منشعب به واحدهاي فرآيندي از پایه لوله به طرف بالا مسير داده شده سپس به طرف پايين بيايد، و در مرز واحد به ارتفاع لوله كشي داخل واحد فرآيندي برسد.
  • لوله ها روي پایه لوله ها يا در محل عبور لوله ها (مسير خواباندن لوله) بر حسب اندازه دسته بندي شوند، تا بتوان از دهانه هاي بزرگتر براي لوله هاي بزرگتر استفاده شود
  • توصيه ميشود كه جوشكاري هدايت كننده هاي لوله و ساير اجزاء نگهدارنده هاي جوشي سازه هاي پایه لوله كه به روش غرق شدن در حوضچه هاي مذاب روي گالوانيز ميشوند قبل از گالوانيز شدن انجام پذيرد.
  • محوطه هاي بارگيري/ تخليه براي حمل و نقل جاده اي بايد فضاي مناسبي جهت دسترسي در عمليات پر كردن، پارك كردن و مانور داشته باشند. حركت وسيله نقليه داخل آرايش پايه لوله ها ارجحيت دارد. توصيه مي شود كه تأسيسات بارگيري و تخليه در جهت باد پايين دست يا باد متقاطع واحدهاي فرآيندي و منابع ايجاد شعله، بر مبناي جهت باد غالب قرار گيرند. براي حمل و نقل دريائي، محوطه مورد نظر بايد در كنار دريا يا رودخانه قرار داشته باشد
  • در مواردي كه باید خنك كننده هاي هوايي فين دار روي پايه لوله قرار گيرند، پهناي پايه لوله ها بايد بر مبناي طول خنك كننده هاي هوايي تنظيم گردند.
  • موقعيت پايه لوله با نقشه جانمائي وسايل فرآيندي بايد سازگاري همه جانبه داشته باشد
  • در پايه لوله چند طبقه، لوله حامل مايعات خورنده بايد در طبقه پائين و لوله هاي سرويس جانبي در طبقه بالا قرار داشته
  • باشند. لوله هاي با قطر بزرگ يا سنگين وزن بايد در طبقه پائين و در سمت منتهي اليه قرار گيرند

طراحي لوله کشی و  چيدمان

  • برای پایه لوله ها نیز همانند واحدهای فرآیندی ساختمانها مخازن و … باید نقشه پلات پلن جانمایی طراحی و الزاما در یکی از مقیاس های 1/2000 1/1000   1/500 ارائه گردد
  • فضاي بين محورهاي دو لوله مجاور بايد حداقل برابر با نصف مجموع قطر خارجي فلنج هاي آنها (با رده فشاري بالاتر) يا نصف مجموع قطر لوله ها بعلاوه 25 ميليمتر باشد. در مورد لوله هاي عايق شده اين اندازه ( 25 ميليمتر) بايد به 50 ميليمتر افزايش يابد
  • در تقاطع ها علاوه بر فواصل مورد نياز براي كاري و خيز، خطوط بايد حداقل داراي 25 ميليمتر فاصله مجاز باشند.
  • پايه لوله هاي تك سطحي ترجيح داده مي شوند، اما چنانچه بيش از يك ارتفاع نياز باشد، فاصله بين سطوح متصل شده در جهت مشابه بايد براي تعميرات مناسب بوده اما كمتر از 25/1 متر نباشد
  • قسمت فوقاني پايه لوله ها ممكن است بيش از يك طبقه داشته باشند. براي پايه لوله هاي فولادي، طبقات بايد يكي از ارتفاعات زير را داشته باشد

الف) پايه لوله هاي اصلي 6/4 ، 20/6 ، 80/7 متر

ب) پايه لوله هاي منفرد يا ثانويه 80/3 ، 40/5 ، 00/7 متر:

6)   به استثناء موارد خاص، حداقل عرض پايه لوله بايد 6 متر باشد. عرض پايه لوله بگونه اي بايد طراحي شود تا تمام لوله هاي درگير را جا دهد

7)   حداكثر پهناي پايه لوله بايد 10 متر باشد، چنانچه پهناي بيش از 10 متر مورد نياز باشد، پايه لوله بايد در دو طبقه طراحي گردد . پهناي واقعي بايد 110 درصد پهناي لازم يا پهناي لازم به اضافه 1 متر در نظر گرفته شود .

8)   حداقل شيب خطوط فرآيندي روي پایه لوله ها باید 1:240 باشد

9)   بر روي پايه لوله ها براي طراحی لوله كشي هاي آتی 20 درصد فضاي اضافي در نظر گرفته شود . اين فضا بايد به طور پيوسته 10)   روي هر سطح در طول كامل پايه لوله وجود داشته باشد. موقعيت پهناي در نظر گرفته شده ممكن است به دو قسمت اما نه بيشتر از دو تا تقسيم شود.

11)   يك محوطه پيوسته مشخص در ابعاد 4 متر ارتفاع در 4 متر پهنا در زير پايه اصلي لوله ها در واحدهاي فرآيندي براي راههاي دسترسي تعميرات تخصيص داده شود.

12)   پايه لوله هاي خارج از محوطه فرآيندي ، در پالايشگاه/كارخانه ، بايد داراي حداقل ارتفاعات زير باشد :

جاده اصلی 5 متر، جاده های دسترسی 5/4 متر ، خطوط آهن 7/6 متر بالاي خط آهن

نمونه جانمائي پايه لوله، براي واحدهاي فرآيندي با توجه به تعداد واحدها و پيچيدگي فرآيند در شكلهاي 1 تا 4 با اشاره به توضيحات زير آورده شده است

الف) جانمائي ” پايه لوله نوع -تكي ” در شكل 1 براي مجتمع فرآيندي در مقياس كوچك كه داراي دو تا سه واحد فرآيندي باشد مناسب است . اين نوع جانمائي بدون نياز به محوطه بزرگ، روشي اقتصادي است.

ب) “جانمائي نوع شانه اي” نشان داده شده در شكل شماره 2 براي كاربري در فرآيند ، مجتمع اي كه داراي سه و يا بيشتر واحدهاي فرآيندي است پيشنهاد گرديده است . ” پايه لوله نوع تكي ” تحت اين شرايط مناسب نمي باشد بعلت اينكه سرويسهاي جانبي و خط لوله مشعل روي يك پايه لوله مشترك قرار گرفته اند، تعميرات جداگانه و مديريت سرويسهاي جانبي در شرايط عملياتي نرمال مشكل خواهد بود .

ج) “جانمائي نوع شانه اي دوتائي” كه نوع توسعه يافته، “نوع شانه اي” بوده براي كاربري در مقياس بزرگ در مجتمع هاي فرآيند ي جائي كه پنج تا ده واحدهاي فرآي ندي آرايش داده شده است پيشنهاد ميشود . اين جانمائي كه در زير شكل شماره 3، نشان داده شده ، به راحتي ميتواند مورد استفاده قرار گيرد.

طراحي لوله کشی و چيدمان

د) “جانمائي نوع  u که در شکل 4 نشان داده شده است  است براي كاربري در واحدهاي فرآيندي كه تعميرات جداگانه آنها در مجتمع قابل اجرا نميباشد پيشنهاد مي گردد. اين نوع را ميتوان به عنوان توسعه يافته و نوع پايه لوله نوع تكي ” به حساب آورد . حتي مجتمع هاي فرآيندي با اين خصوصيات را ميتوان به عن وان يك واحد فرآيندي در طرح ريزي جانمائي منظور نمود.

تمامی استانداردها و اصول طراحی پایپینگ در دوره­ های مجموعه نوین بصورت کاملا حرفه ای توسط اساتید مجرب با اعطا گواهینامه های بین المللی برگزار میشود

جانمائي در واحدهاي فرآيندي

نظر به اينكه مسير مواد اولیه ورودي و فرآورده ها ي خروجي و تامين سرويس هاي جانبي در نقشه جانمائي كلي تجهيزات تعيين مي شود ، لذا در درجه اول جهت پايه لوله در واحد بايد تعيين گردد

طراحی لوله کشی باید به نحوی انجام پذیزد لوله هاي ورودي از منبع بالاي پمپ ترجيحاً بصورت مرحله اي به سمت پايين به طرف پمپ كشيده شود. لوله هاي ورودي از منبع زير پمپ ترجيحاً بصورت مرحله اي بسمت بالا به طرف پمپ كشيده شوند .

پمپ هاي افقي ترجيحاً بايد كنار مدخل پايه لوله طوري قرار گيرند تا قسمت موتور زير پايه لوله و قسمت هيدروليك به طرف بيرون پايه لوله باشد. با اين حال پمپ هايي كه هيدرو كربن ها را جابجا مي كنند نبايد زير پايه لوله قرار گيرند كه روي آن خنك كننده هاي هوايي نصب شده است. پمپ هايي كه هيدرو كربن هاي سبك و سنگين يا مواد قابل اشتعال (كه مشمول طبقه بندي محوطههاي پر خطر قرار مي گيرند 8-3- ) را جابجايي مي كنند بايد جانمايي شان طبق بند 9-3-8 اين مشخصات باشد.

طراحی لوله کشی و متعلقاتش روی پایه­-لوله به نحوی باید انجام پذیرد كه حداقل جا براي دسترسي در يك سمت طولي پمپ و موتور در نظر گرفته شود.

الزامات ايمني

حداقل يك فضاي 3 متري از پايه لوله بايد در نظر گرفته شود، زماني كه ابزار كامل براي حفاظت از آتش مانند تشخيصدهنده آتش، آب پاش و غيره تهيه گردد، پمپ هاي مواد نفتي گرم ميتوانند زير پايه لوله قرار گيرند

چنانچه لوله هاي آب آتش نشاني رو زميني نصب شوند نبايد روي پایه لوله هاي بالاسري قرار داده شوند.

شير آتش نشانی بايد در خارج از پایه لوله ها و كنار جاده دسترسي قرار گيرد

تجهيزاتي كه منبع بالقوه آتش مي باشند نبايد زير پايه لوله قرار گيرند

الزامات اقتصادي

موارد زير بايد براي اهداف كاهش هزينه پایه-لوله ها در نظر گرفته شود:

حداقل طول لوله كشي

حداقل طول پايه لوله

حداقل طول كانال مشترك

حداقل طول كابل

الزامات فاصله ها/حدود فواصل و جانمایی

حداقل فاصله پايه لوله تا تجهيزات 6 متر و تا سازه باید 5 متر باشد (به استثناء پمپ هاي مواد قابل اشتعال)

براي نصب دو يا تعداد بيشتر برجها، خطوط محوري آنها بايد در يك رديف و به موازات پايه لوله باشد ، بجز برجهاي با قطر كوچك كه به صورت يك گروه باشند خطوط محوريشان ميتو اند در يك رديف و عمود بر پايه لوله قرار گيرند.

جائيكه مبدلهاي حرارتي خنك كننده هوايي روي پايه لوله ها و يا سازه ها نصب مي گردد ، بايد فضاي مناسب براي كارهاي تعميراتي اطرافشان در نظر گرفت. درصورتيكه عملي و اقتصادي باشد ميتوان مبدلهاي حرارتي خنك كننده هوايي را در بالاي پايه لوله ها مستقر نمود.

پمپ ها عموماً در يك يا چند رديف زير يا مجاور پايه لوله قرار ميگيرند . گرداننده پمپ بايد به سمت مركز پايه لوله باشد.

ثبت نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نمیشود