پایپینگ یکی از دقیق ترین و پیچیده ترین سیستم ها در تاسیسات صنعتی می باشد. در حالی که لوله‌کشی فرآیند ممکن است به دلیل لوله‌ها و دریچه‌هایش شبیه لوله‌کشی به نظر برسد، اما بسیار متفاوت است. به طور کلی، لوله کشی فرآیند، مایعات، مواد شیمیایی و گازها را به یک ماده قابل استفاده تبدیل می کند.
سیستم‌های لوله‌کشی آموزشگاه فنی در طیف وسیعی از صنایع، از تولید و پالایشگاه‌های نفت گرفته تا نیروگاه‌ها و تأسیسات فرآوری شیمیایی، نقش حیاتی دارند. این سیستم ها امکان انتقال سیالات، گازها و سایر مواد لازم برای فرآیندهای مختلف صنعتی را فراهم می کنند. در این مقاله، به اصول اولیه سیستم های لوله کشی می پردازیم، اجزای کلیدی آنها را بررسی می کنیم و اهمیت آنها را در صنایع مختلف درک می کنیم.
سیستم های لوله کشی در صنایع مختلف
سیستم های لوله کشی جزء لاینفک عملکرد بسیاری از صنایع هستند. در اینجا چند نمونه از نحوه استفاده از سیستم های لوله کشی آورده شده است:
- صنایع شیمیایی و پتروشیمی : سیستم‌های لوله‌کشی در کارخانه‌های شیمیایی و پتروشیمی، مواد شیمیایی، حلال‌ها و گازهای مختلف درگیر در فرآیندهای تولید را انتقال می‌دهند. این سیستم ها اغلب به مواد مقاوم در برابر خوردگی و دریچه ها و اتصالات تخصصی برای کنترل مواد تهاجمی نیاز دارند.
- صنعت نفت و گاز: در صنعت نفت و گاز از سیستم های لوله کشی برای حمل و نقل نفت خام، گاز طبیعی و فرآورده های نفتی تصفیه شده استفاده می شود. این سیستم‌ها فواصل بسیار زیادی را در بر می‌گیرند و اغلب شامل تاسیسات دریایی می‌شوند و برای مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی به مواد، عایق و پوشش قوی نیاز دارند. پالایشگاه‌های گاز و نفت یکی از رایج‌ترین صنایعی هستند که از لوله‌کشی فرآیندی استفاده می‌کنند. فرآیند ساخت انواع روغن‌ها زمان‌بر است و تولیدکنندگان توان تولید مجدد محصولات را ندارند. در واقع، کارایی و دقت در صنعت نفت بسیار مهم است زیرا روغن نامناسب می تواند به موتورها آسیب برساند. علاوه بر این، روان کننده اشتباه می تواند منجر به آسیب دائمی به ماشین آلات صنعتی شود. لوله‌کشی فرآیند به پالایشگاه‌های گاز و نفت کمک می‌کند تا اطمینان حاصل کنند که هر نوع نفت جداگانه باقی می‌ماند، و به آنها اجازه می‌دهد از دعوای حقوقی ناشی از بسته‌بندی روغن اشتباه یا نشت‌های تصادفی جلوگیری کنند.
- نیروگاه های تولید برق: سیستم های لوله کشی در نیروگاه ها انتقال بخار، میعانات و آب خنک کننده را تسهیل می کنند. آنها در نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های هسته ای و تاسیسات انرژی های تجدیدپذیر نقش حیاتی دارند. ایمنی و کارایی در طراحی لوله کشی نیروگاه بسیار مهم است.
- فرآوری دارویی و غذایی: سیستم های لوله کشی در صنایع دارویی و صنایع غذایی، حمل و نقل بهداشتی مایعات و گازها را تضمین می کند. این سیستم ها از استانداردهای دقیق کیفیت و بهداشتی پیروی می کنند و اغلب از فولاد ضد زنگ یا سایر مواد مورد تایید FDA برای حفظ یکپارچگی محصول و جلوگیری از آلودگی استفاده می کنند.
- سیستم های تهویه مطبوع و لوله کشی: سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) به شبکه های لوله کشی برای توزیع آب سرد و گرم، مبردها و سایر سیالات برای کنترل دما متکی هستند. سیستم های لوله کشی در ساختمان های مسکونی، تجاری و صنعتی نیز از سیستم های لوله کشی برای تامین آب آشامیدنی و حذف زباله ها استفاده می کنند.
- خوردنی و آشامیدنی: صنایع کمی بیش از صنایع غذایی و آشامیدنی به ایمنی و مواد اولیه وابسته هستند. لوله‌کشی فرآیند با جدا نگه داشتن روغن‌ها، شربت‌ها، سس‌ها و سایر مواد از سایر مواد به تولیدکنندگان خدمات می‌دهد. به عبارت دیگر، لوله‌کشی فرآیند به سازندگان مواد غذایی و نوشیدنی کمک می‌کند تا با جدا نگه داشتن مواد تشکیل دهنده تأسیسات در لوله‌کشی بهداشتی، از آلودگی متقاطع جلوگیری کنند. علاوه بر این، لوله کشی فرآیند به کارخانه های فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی کمک می کند تا بهداشتی باقی بمانند تا بتوانند نیازهای FDA را برآورده کنند یا از آنها فراتر رود.
- ساخت هوافضا: درست مانند صنعت نفت، ساخت هوافضا مستلزم آن است که سوخت و روان کننده ها جدا از هم باقی بمانند تا بیشترین بازده را داشته باشند. تأسیسات هوافضا به طور منظم لوله‌های فرآیندی را در تأسیسات خود نصب می‌کنند تا بتوانند مواد را ذخیره کرده و زمان تولید را کاهش دهند. علاوه بر این، صنعت هوافضا در سال‌های اخیر به دنبال روش‌های پایداری بوده است که فرآیند لوله‌کشی را با کاهش نشت و ضایعات پشتیبانی می‌کند. در نهایت، لوله‌کشی فرآیند، آب و سوخت را جدا نگه می‌دارد – مخلوطی که می‌تواند به موتور هواپیما، هلیکوپتر یا فضاپیما آسیب جدی وارد کند.
علاوه بر موارد ذکر شده در بالا، ده ها صنعت دیگر وجود دارند که از لوله کشی فرآیندی استفاده می کنند. اگر نیاز به نصب لوله کشی فرآیند یا تعمیر و نگهداری در شرکت خود دارید، نباید خودتان اقدام به نصب یا نگهداری کنید. لوله کشی فرآیند یک سیستم بسیار پیچیده است که نیاز به توجه حرفه ای دارد.
انواع لوله های مورد استفاده در صنایع شیمیایی
انواع مختلفی از لوله ها در دوره مهندسی مکانیک وجود دارد که بسته به نیازهای کاربردی می توانند در کارخانه های شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. لوله‌های فولادی ضد زنگ (S.S.)، لوله‌های HDPE لوله‌های PP، لوله‌های PVC و لوله‌های CPVC همگی مزایای خاص خود را در مورد عملیات پردازش شیمیایی دارند. هر دو لوله PP و CPVC برای کسانی که در صنایع شیمیایی به راه حل های لوله کشی قابل اعتماد نیاز دارند، گزینه های عالی هستند. در حالی که PP مقاومت خوبی در برابر خوردگی ناشی از بسیاری از مواد شیمیایی و اشعه ماوراء بنفش ارائه می دهد، CPVC با قابلیت های مقاومت در برابر درجه حرارت عالی خود، استحکام و دوام بیشتری را ارائه می دهد.
با این حال، هنگام انتخاب مواد لوله مناسب برای نیازهای کاربردی خود، مهم است که عواملی مانند مقرون به صرفه بودن، الزامات ایمنی، دوام و مقاومت در برابر دما را در نظر بگیرید. همچنین مهم است که قبل از تصمیم گیری در مورد اینکه کدام نوع مواد لوله با نیازهای شما مطابقت دارد، با متخصصان مجرب مشورت کنید – تا اطمینان حاصل شود که عملکرد بهینه سیستم خود را دریافت می کنید و در عین حال ملاحظات ایمنی را همیشه در اولویت قرار می دهید!
صنایع شیمیایی یکی از مهمترین صنایع در جهان است. به این ترتیب، شرکت های فعال در این بخش باید اطمینان حاصل کنند که فقط از لوله ها و اتصالات با بالاترین کیفیت برای رسیدگی به مواد خطرناک و سایر مواد استفاده می کنند.
در این مطلب برخی از انواع لوله های رایج مورد استفاده در صنایع شیمیایی، از جمله لوله های فولادی ضد زنگ (S.S.)، لوله های HDPE، لوله های PVC، لوله های PP و لوله های CPVC مورد بحث قرار خواهد گرفت.
- لوله های فولادی ضد زنگ (S.S.): لوله های فولادی ضد زنگ به طور گسترده در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند زیرا در برابر خوردگی مقاوم هستند و می توانند دماهای شدید را تحمل کنند. آنها همچنین غیر مغناطیسی هستند و دارای خواص مکانیکی عالی هستند، که آنها را برای کاربردهایی که ایمنی در آنها اهمیت دارد، ایده آل می کند. علاوه بر این، آنها بسیار بادوام هستند و به حداقل تعمیر و نگهداری در طول زمان نیاز دارند، که آنها را مقرون به صرفه نیز می کند.
- لوله های HDPE: لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) یکی دیگر از گزینه های محبوب برای استفاده در کارخانه های شیمیایی به دلیل مقاومت در برابر انواع مواد شیمیایی است. این لوله ها در اندازه های مختلف موجود هستند و به راحتی می توان آنها را بر اساس نیازهای خاص سفارشی کرد. آنها همچنین دارای خواص عایق حرارتی عالی هستند و می توانند برای سیستم های لوله کشی زیرزمینی بدون ترس از خوردگی یا شسته شدن به محیط اطراف استفاده شوند.
- لوله های پی وی سی: لوله های پلی وینیل کلراید (PVC) نوع دیگری از لوله ها هستند که به دلیل مقرون به صرفه بودن و نصب آسان، معمولاً در مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. لوله های پی وی سی مقاومت بالایی نسبت به اکثر مواد شیمیایی و همچنین خواص ضد حریق عالی دارند و آنها را به انتخابی ایده آل برای کاربردهایی که ایمنی یک نگرانی است تبدیل می کند. علاوه بر این، این لوله‌ها در طول زمان به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند و در مقایسه با سایر انواع لوله‌کشی، عمر مفید بالایی دارند.
- لوله های PP: لوله های PP از مواد پلاستیکی ساخته شده اند که نسبت به سایر انواع لوله های پلاستیکی می توانند دمای بالاتری را تحمل کنند. آنها همچنین در برابر بسیاری از مواد شیمیایی خورنده از جمله اسیدها، بازها، نمک ها و حلال های آلی مقاوم هستند. این آنها را برای تعدادی از کاربردها در صنایع شیمیایی مانند حمل و نقل مواد خطرناک یا جابجایی اسیدها و بازهایی که ممکن است انواع دیگر لوله‌ها را خورده کنند، عالی می‌کند. علاوه بر این، لوله های PP مقاومت بسیار خوبی در برابر اشعه ماوراء بنفش دارند که آنها را برای استفاده در فضای باز مناسب می کند.
- لوله های CPVC: لوله های CPVC خواص مشابهی با لوله های PP دارند اما سطح استحکام و دوام بیشتری را ارائه می دهند. آنها در برابر خوردگی ناشی از اکثر مواد شیمیایی بسیار مقاوم هستند و می توانند دمای تا 200 درجه فارنهایت (93 درجه سانتیگراد) را تحمل کنند. این آنها را برای انتقال مایعات یا گازهای داغ از یک مکان به مکان دیگر بدون هیچ گونه خطر آسیب یا آلودگی ایده آل می کند. علاوه بر این، CPVC ضد حریق است و دارای خواص عایق بسیار خوبی است که آن را به گزینه ای عالی برای محیط های با دمای بالا تبدیل می کند.
پایپینگ در صنعت پتروشیمی
به جرات می توان گفت که مهمترین جزء زیرساخت در کشورهای توسعه یافته شبکه وسیع لوله هایی است که برای انتقال گازها و مایعات مختلف استفاده می شود. کاربرد عمده لوله ها در حمل و نقل آب، فاضلاب، بخار و فرآورده های نفتی از منابع اصلی خود مانند کارخانه های بخار، چاه های نفت و گاز، پالایشگاه ها، سدها به مراکز توزیع محلی و سپس استفاده از شبکه های کوچکتر و پراکنده تر است. لوله هایی که در نهایت این لوله ها را به مصرف کننده نهایی و نقاط مصرف منتقل می کنند. اصطلاح دیگری برای چنین خطوط لوله ای وجود دارد که «لوله کشی فرآیندی» است که به کل سیستم لوله هایی اطلاق می شود که سیالاتی مانند هوا، بخار، آب، مواد شیمیایی، سوخت و غیره را در داخل و اطراف یک زیرساخت صنعتی که در تولید کالا کار می کند، حمل می کند. و کالاها یا تولید قدرت. این خطوط لوله به طور کلی بسته به محیطی که در آن نصب می شود از فولاد، مس، آلیاژ یا چدن ساخته می شود. امروزه پلاستیک نیز مورد استفاده قرار می گیرد و استفاده از آن در خطوط انتقال هیدروکربنی و سیستم های فاضلاب رو به افزایش است. بتن مسلح در خطوط انتقال با قطر بسیار زیاد نیز استفاده می شود.
متداول‌ترین روش ترکیب بخش‌های جداگانه لوله‌ها جوشکاری در لوله‌های آهن، فولاد و آلیاژ و لحیم کاری در مورد مس است. در موارد لوله های پلاستیکی از حرارت یا چسب استفاده می شود. استفاده از فلنج های پیچ و مهره ای و اتصالات مبتنی بر رزوه نیز در لوله های با قطر کمتر به وفور دیده می شود. لوله‌های آموزش پایپینگ که در سیستم‌های فشار کم کار می‌کنند و مواد غیرخطرناکی مانند آب یا فاضلاب را حمل می‌کنند، از اتصالاتی استفاده می‌کنند که به اصطکاک متکی هستند مانند توپ و اسپیگوت. لوله های صنایع پتروشیمی بر اساس مقررات از پیش تعیین شده در سطح ملی یا منطقه ای و بر اساس استانداردهای صنعت تولید، مونتاژ و نگهداری می شوند. محبوب ترین و پرکاربردترین کد صنعتی برای انتقال مایعات ASME B31.4 است. کد محبوب مورد استفاده برای حمل و نقل گازها B31.8 است. کد ایده آل برای استفاده در لوله کشی فرآیند ASME B31.3 است. تقریباً همه انواع لوله ها پس از مونتاژ در زیر زمین دفن می شوند اما لوله های فرآیندی روی زمین باقی می مانند.
خطوط لوله ایمن ترین روش برای انتقال مایعات و گازها در سراسر ایالت ها، کشورها و قاره ها در سراسر جهان یا حتی در داخل و در سراسر تاسیسات تولیدی است. از آنجایی که نوع این شبکه خطوط لوله گسترده است، از شرایط نامطلوب عبور می کند و گاهی اوقات در محیط های متخاصم قرار می گیرد، خرابی در این سیستم رخ می دهد و اغلب به صورت بسیار دیدنی که منجر به خسارات مالی گسترده و تلفات جانی می شود. با توجه به تأثیر بسیار زیاد خرابی های مختلف، بسیار مهم است که فروشنده خط لوله و قطعات شما، اجزا و اتصالات مناسب مورد نیاز برای این کار پیچیده مهندسی را با ورودی های رشته های مختلف فراهم کند.
جلوگیری از خرابی در خطوط لوله بسیار مهم است. با سال‌ها تجربه Trupply در لوله‌های صنعت پتروشیمی و لوازم جانبی، مهندسان ما می‌توانند مهارت‌های فنی عمیق و دانش در طراحی، توسعه طرح‌بندی، ساخت زیرساخت‌های لوله‌کشی و سیستم‌های لوله‌کشی و توسعه یکپارچگی را ارائه دهند. و برنامه های مدیریت ریسک لوله‌های ما برای صنعت پتروشیمی پاسخگوی نیازهای شدید صنعت پتروشیمی است و برای کار در محیط‌های سختگیرانه مختلف حتماً عبور می‌کند و مناسب است.
پایپینگ در صنایع پتروشیمی
صنعت پتروشیمی بدون شک یکی از بزرگترین مصرف کنندگان لوله کشی فولادی است. این لوله‌ها مواد خام را از چاه‌های نفت/گاز به پالایشگاه‌ها منتقل می‌کنند و در فرآیندهای مختلف دیگر از جمله توزیع، پالایش و انتقال نقش دارند. این صنعت نفت و گاز بسیاری از محصولات فولادی را به عنوان بخشی از سیستم حمل و نقل خود مصرف می کند.
لوله های فولادی مواد خام، بخار، آب، فاضلاب و محصولات نهایی را حمل می کنند. کاربردهای عمده ای در کارخانه های پتروشیمی، پالایشگاه ها، ذخایر نفت/گاز، کارخانه های بخار و سایر تاسیسات دارد. لوله های پتروشیمی بسته به کاربرد از فولاد، آلیاژ، مس و چدن ساخته می شوند. حتی پلاستیک و بتن مسلح گاهی اوقات مورد استفاده قرار می گیرند. و در حالی که پیشرفت‌های جدیدی مانند جوشکاری زیر آب داریم، لوله‌های فولادی به روش سنتی‌تری تولید می‌شوند.
کاربرد لوله های فولادی در صنعت پتروشیمی به سه بخش اصلی تقسیم می شود
- استفاده میان جریان
- استفاده پایین دست.
از این سه بخش، میان‌دستی و پایین‌دستی، دو بخش هستند که به طور متعارف به صنعت پتروشیمی متصل هستند. این دو بخش مرتبط هستند زیرا شامل پردازش و توزیع نفت و گاز یا فرآورده های نفت/گاز می شوند. برخی از محصولات ساخته شده در این فازها شامل متانول و هیدروکربن های هالوژنه است.
صنعت پتروشیمی نیاز به لوله‌کشی دارد که بتواند سطوح بالایی از گرما و فشار را تحمل کند. این لوله ها همچنین باید در برابر خوردگی مقاوم باشند زیرا بسیاری از مواد مانند اتیلن، بوتن ها و پروپیلن به عنوان حلال های صنعتی در ساخت محصولات پتروشیمی اضافه می شوند. بسته به نقش آنها در پردازش گاز طبیعی و هیدروکربن های مشتق شده از نفت، لوله ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
- لوله های بدون درز: برای استفاده در خطوط لوله
- لوله فولادی: برای استفاده در دمای پایین
- لوله فولادی: برای استفاده در دمای بالا
- سه مرحله مهم صنعت پتروشیمی
این بخش ها با توجه به موقعیت تولید گاز و نفت و زنجیره تامین آنها نامگذاری می شوند. به عنوان مثال، اصطلاح بالادستی جایگاه آن را به عنوان اولین گام در تولید، اکتشاف و استخراج نفت نشان می دهد. دو بخش دیگر تولید نفت نیز با قرار گرفتن در جایگاه دوم و سوم در جایگاه زنجیره تامین، همین روند را دنبال می کنند.
استفاده بالادست
همانطور که بحث شد، بخش بالادستی مراحل اولیه تولید نفت و گاز را در بر می گیرد. در نتیجه یکی از وظایف ضروری این بخش، اکتشاف است. این بخش شامل مقدار مناسبی از تحقیقات و مشخصات زمین است زیرا ابتدا باید محصولات خام را کشف کرد تا استخراج شود. لوله های جمع کننده بیشتر در گاز و نفت بالادست مورد استفاده قرار می گیرند و قطر این لوله ها 18 اینچ است. آنها همچنین معمولاً دارای ظرفیت فشار 715 psi هستند و حدود 600 فوت طول دارند.
نوع مشخصات استفاده شده: لوله های مورد استفاده برای انتقال هیدروکربن های مایع و سایر مایعات ASME B31.4 هستند. این مشخصات عواملی مانند طراحی، ساخت، مواد، بازرسی، مونتاژ و آزمایش مایعاتی مانند
- بنزین طبیعی
- مایعات گاز طبیعی
- الکل مایع
- نفت خام
- میعانات
- آمونیاک بی آب مایع،
- دی اکسید کربن
- میان جریان.
استفاده میان جریان
بخش میانی پس از کشف و حفاری میادین نفتی غنی از ذخایر، کار را به عهده می گیرد. برای اینکه محصول به بازار عرضه شود ابتدا باید در تاسیسات مخصوص تصفیه و تصفیه شود و این بخش وظیفه انتقال نفت خام و گاز به این مکان ها را بر عهده دارد. این بخش همچنین مسئول انتقال محصول تصفیه شده از این تاسیسات به کارخانه های ذخیره سازی و بازاریابان پایین دستی است. لوله‌های مورد استفاده در جریان میانی معمولاً لوله‌های انتقال هستند و محدوده فشار بالاتری نسبت به لوله‌های دیگر دارند. با مقاومت فشاری از 200 تا 1200 psi، این لوله ها دارای قطرهای بزرگتر تا 42 اینچ نیز هستند.
نوع مشخصات استفاده شده: خطوط لوله تخصصی و باریک نقش اساسی در حمل و نقل بخش میانی ایفا می کنند. اینها لوله های کم فشاری هستند که چاه های نفت را به پالایشگاه ها متصل می کنند. گاهی اوقات آنها همچنین با خطوط لوله مسافت طولانی همراه می شوند تا به حمل این محصول در مسافت های طولانی کمک کنند. در همین حال، کارخانه های لوله های مورد استفاده برای لوله کشی فرآیند تحت مشخصات ASME B31.3 هستند. به عنوان یک مرحله میانی، لوله‌کشی فرآیند به تبدیل گاز و مایعات خام به محصولات تجاری و ملموس اشاره دارد. ASME B31.3 همچنین لوله های موجود در کارخانه های نیمه هادی، نساجی، برودتی، شیمیایی و داروسازی را پوشش می دهد.
استفاده پایین دست
بخش پایین دستی نفت و گاز شامل عناصری از جریان میانی و بالعکس است، به ویژه در مورد پالایش نفت خام به مشتقات. اگرچه این تصفیه را می توان به عنوان یک فرآیند میانی طبقه بندی کرد، اما معمولاً به عنوان مسئولیت بخش پایین دستی در نظر گرفته می شود. خطوط لوله نفت خام و گاز را از چاه های نفت به پالایشگاه ها برای تصفیه می برند. در اینجا مواد خام تحت چندین فرآیند پالایشی از جمله فشرده سازی، گرمایش با آب، تصفیه آب و آزمایش آمین قرار می گیرند. و محصول نهایی مواد روزمره ای است که می بینیم، مانند نفت گرمایش، بنزین، LPG، گاز طبیعی و غیره. علاوه بر این، مواد استخراج شده در طول فرآوری نیز اساس محصولاتی مانند موم، روان کننده ها و گوگرد است. لوله های پایین دستی عمدتاً لوله های توزیعی با مقاومت فشاری هستند که می توانند تا 200 psi بروند. قطر این لوله ها بین 2 تا 24 اینچ است.
نوع مشخصات استفاده شده: لوله های مورد استفاده برای سیستم های انتقال/توزیع گاز پایین دست ممکن است تحت ASME B31.8 قرار گیرند. این مشخصات نگهداری و بهره برداری از تاسیسات خط لوله حمل و نقل را پوشش می دهد. این مشخصات شامل لوله های فولادی کربن بدون درز برای سرویس در دمای بالا می باشد. محدوده NPS تحت این معیار NPS ⅛ تا NPS 48 است. از برنامه های 20 تا XXH و ضخامت دیوار بیش از XXH پشتیبانی می کند. تحت ASTM A106، حداقل ضخامت دیواره نمی تواند از 12.5 درصد ضخامت اسمی دیوار تجاوز کند.
منابع:
https://precisepipe.com/petro-and-chemical-industry/
https://chemicalen.com/chemical-industry-pipes/https://www.trupply.com/blogs/news/65670275-pipes-for-petrochemical-industry
