رستگار زاده هستم و در نظر است مطالبی درخصوص کلیات اجرای خطوط انتقال گاز(بصورت خلاصه وفشرده شده) که درواقع رئوس عملیات اجرائی خطوط انتقال گاز می باشد،تقدىم شما عزیزان گردد. -مهندس رستگارزاده
تاریخچه لوله:Pipe history
بیش از هزار سال قبل رومیان جهت انتقال آب به روم از نوعی لوله ساخت خود که از جنس برنز و سرب بود استفاده میکردند و۴۰۰سال قبل ازمیلاد چینی ها ازچوب بامبو Bambooکه پوشش موم برروی آن انجام شده بود برای انتقال گاز به پکن جهت مصارف روشنائی و نورافکندن استفاده میکردند.درحدود ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد مصریان ازسفال و خاک رس جهت انتقال آب لوله ساختند.پیشرفت عمده تکنولوژی ساخت لوله درقرن ۱۸ اتفاق افتاد وآن زمانی بودکه لوله چدنی cast iron جهت خطوط آب وفاضلاب وگاز ساخته واستفاده شد،پس از آن درقرن ۱۹ لوله های فولادی ومقاوم دراندازه های مختلف ساخته شد.بدنبال کشف نفت درپنسیلوانیا آمریکا، اولین خط لوله بطول ۱۰۹ مایل اجرا شد،درسال ۱۹۲۰ لوله با سایز بزرگ و تحمل فشار بالا و بدون مشکل نشتی ساخته شد(درقرن ۱۸مشکل لوله های رزوه ایی نشتی دادن بود)،مهمترین ابداع ونوآوری درتکنولوژی خط لوله مربوط به قرن ۱۹ میباشد،دراین قرن ماشین آلات مخصوص عملیات و تجهیزات خم زدن و پرتو نگاری وتوپک رانی وحفاظت کاتدیک وکنترل عملکرد خطوط از راه دور مورد استفاده قرارگرفته شد.
مقدمه:Preface
بی تردید خطوط انتقال گاز و نفت از شریانهای مهم اقتصادی واز سرمایه های ارزشمند ملی وجزء صنایع استراتژیک به شمار میرود،نگهداری و حفاظت وبهره وری اصولی و بهینه ازاین ثروت ملی ازوظایف اجتناب ناپذیر تمام افراد جامعه میباشد.درجهت نیل به این اهدف و باتوجه به دفنی بودن خطوط وپنهان بودن از دید ضروری است درساخت خطوط انتقال پارامترهای زیر مدنظر قرارگیرد:
- استفاده از پیشرفته ترین فن آوریها و معتبرترین استاندارد هاو تامین متریال باکیفیت مطلوب
- استفاده و بکارگیری بهترین گروههای طراحی ،نظارت واجرائی
- رعایت ضوابط ایمنی وبهداشت و محیط زیست و حفاظت ونگهداری
ارزیابی و بررسیهای لازم جهت احداث خطوط لوله. ازفاکتورهای اساسی و مهم درایجاد خطوط لوله توجه کافی و همه جانبه به موارد زیر میباشد.
- انتخاب بهترین مسیر باتوجه به (شرایط آب و هوائی منطقه-حداقل وحداکثر دما و میزان بارندگی -جنس زمین و نوع خاک -عوارض عمومی وطبیعی شامل جنگلها،رودخانه ها،آبهای زیرزمینی وانواع تقاطعها)
- وضعیت چین خوردگی ها و گسلها و زلزله خیزبودن -شرایط زمین مسیر ازنظر خوردگی و فرسایش- وضعیت مستحدثات وابنیه موجوددرمسیر-زمینهای کشاورزی .
- بررسی وضعیت شبکه های مخابراتی -بررسی موارد ایمنی ومسائل امنیتی درجهت حفاظت ازخطوط -امکانات منطقه از نظر وجود مصالح وموادموردنیاز ودسترسی داشتن به شهرها و تسهیلات عمومی وبهداشتی و درمانی.
- برآورد هزینه های احداث خط لوله انتقال گاز و نفت وکلیه تاسیسات وامکانات موردنیاز-تعیین عمر مفید طرح-بررسی بازدهی طرح و برگشت سرمایه به معنی توجیه اقتصادی-بازار فروش-نرخ ارز و تحلیل فنی و اقتصادی و مالی
همچنین بررسی وتامین مقدار و نوع انواع متریال مورد نیاز-تعداد ایستگاههای افزایش فشار-تعداد و نوع کمپرسور وتوربین های موردنیاز-شیرآلات -سیستمهای کنترل و ابزار دقیق وسیستمهای حفاظت ازخوردگی
Pipeline Design Parameters :
- pipeline diameter
- calculation w.thk.
- material grade
- m.o.p & flow condition
- operating temperature
- pressure drap -corrosion protection.
احداث مسیرهای موردنیاز:
اولین قدم جهت امکان عملیات ساخت و نصب تحصیل اراضی و به تملک درآوردن مسیر و حریم خط لوله انتقال گاز و نفت براساس نقشه های اجرائی توسط کارفرما و سپس ایجاد مسیرها و جاده های مربوطه به شرح زیر خواهدبود.۱-مسیر خط لوله:باندی است که شامل حریم اختصاصی ومحدوده عملیات ساختمانی و حریم خط لوله میباشد که شیب عرضی آن ازمحور لوله به طرفین بین یک و نیم تاسه درصد و حداکثر شیب طولی آن ۲۲ درصد میباشد.۲-حریم اختصاصی:Right of Way به اختصارR.O.W جاده ای است درطول مسیر خط لوله که جهت اجرای عملیات ساختمانی ونصب تجهیزات وتردد احداث میگردد و عرض آن متناسب باقطر لوله وسایرعملیات احتمالی بعدی متغیر میباشد.عرض ROWدرمحل تلاقی بازمینهای باتلاقی -جنگلی-کوهستانی وسنگی وزمینهائی باشیب طولی وعرضی زیاد(بیش از۲۲درصدحداکثر ۱۵مترمیباشد.۳-مسیرهای دسترسی:Access Wayمسیرهایی است به عرض حداکثر۴ متر که جهت دسترسی به ROW ازجاده های اصلی ویا مسیرهای خاص و نیز جهت دسترسی به نقاط صعب العبور و باشیب عرضی ۳درصد(درجهت خارج ازباند)احداث میگردد.۴-جاده سرویس:Service Roadمسیری است درداخل حریم اختصاصیROWبه عرض حداکثر ۵ متر که باید قابلیت تردد تجهیزات وماشین آلات در زمان بهره برداری و در تمام فصول را داشته باشد.
طبقه بندی خطوط لوله:
الف-براساس فرآیند و نوع محصول
۱-خطوط لوله انتقال انواع آب
۲-خطوط فاضلاب
۳-خطوط انتقال گاز
۴-خطوط انتقال نفت خام
۵-خطوط انتقال فرآورده های نفتی (Oil productivity)شامل:گازوئیل-بنزین معمولی-بنزین جت-روغن داغ
ب-براساس کارآئی وکاربرد:تک فاز-۲فاز
ج-براساس محیط و موقعیت جغرافیائی: خطوط دریایی-خشکی-درون یابرون مرزی -پالایشگاهی
د-براساس نوع احداث و نصب:خطوط زیرزمینی-روزمینی-ارتفاعی-زیرآب
ه-براساس نوع جنس متریال:خطوط فولادی-فایبرگلس-پلاستیکی -چدنی-بتنی ضمناازمتریال
Steelpipe Corrugatedجهت خطوط Sewer&Drainage وجاهائی که نشتی خطوط خطرآفرین نباشد میتوان استفاده کرد جهت اطلاع درایالات متحده از Pneumatic Pipe line که آنرا اصطلاحاPneumoConveying میگویند جهت انتقال مواد معدنی-سیمان-شن وماسه-محلول مخلوط جامدومایع(Slurry) – وcoal&Grain استفاده میگردد.
حفاری :Excavation:
حداقل عمق وعرض کانال درحالت کلی وعمومی :
- عرض کانال برابر قطر لوله به اضافه ۴۰سانتیمتر(۲۰سانتیمترطرفین لوله)
- عمق کانال درزمینهای کشاورزی برابر قطر لوله به اضافه ۱۴۰سانتیمتر
- درزمینهای بایر،قطرلوله به اضافه ۱۱۰سانتیمتر
- درکوهستانی وسنگی ،قطرلوله به اضافه ۸۰سانتیمتر
توجه:درمواردخاص امکان تغییرات ابعادی مشروط به اخذ تائیدیه ازکارفرما وبراساس نقشه های ابلاغی وتائیدشده خواهدبود.مانند محل تقاطع با جاده ها-رودخانه ها-راه آهن-کانالهای آب ودیگر خطوط لوله
ریسه کردن لوله:Pipe Lay out:
چیدمان لوله درطول مسیردر کنار کانال با رعایت فاصله مناسب ازلبه کانال (حداقل یک متر)است .جهت حفاظت ازلوله هاساخت بالشتک ازجنس خاک نرم ویا استفاده ازچارتراش و تراورس باکیسه های محتوی ماسه یا هرنوع پوشال نرم وبه ارتفاع۳۰سانتیمتر جهت استقرارلوله ها الزامی میباشد.این بالشتکها تازمان لوله گذاری درکانال باقی خواهندماند.
خمکاری لوله ها:Pipes Bending:
یکی ازپارامترهای مهم واساسی درخصوص این عملیات وجودماشین آلات وتجهیزات سالم ونیروی انسانی مجرب ومتخصص جهت انجام صحیح واصولی کارمیباشد.
- انجام خمکاری باید طبق نقشه های استاندارد و رعایت انحنای افقی وعمودی کانال که توسط نقشه بردار بررسی و کنترل شده اجراگردد.
- کلیه خمهای محدب ومقعر باید بنحوی باشد که لوله کاملا درکف کانال خوابیده و وزن آن بطور یکنواخت به کف کانال منتقل گردد.
- خمکاری به روش سرد(Cold Bend)ویکنواخت وبدون کشیدگی وچین وچروک ویا کاهش قطر و یا بیضوی شدن انجام میگردد.
- کلیه خمها باید با بزگترین شعاع ممکن انجام گردد وهرگونه خمکاری درفاصله کمتراز۲متری ابتدا و انتهای لوله و نیزساخت خم به روش فارسی بر(Miter)مجاز نمیباشد،درصورت استفاده ازخم کارخانه ای بایدازخم بامشخصه R=5Dاستفاده شود.
- خمکاری بایدبنحوی انجام گرددکه به پوشش عایقی انجام شده روی لوله(Prefabrication Coating) هیچگونه آسیبی واردنگردد،
- هرگونه خمکاری روی لوله هائی که درغلافهای فلزی یابتنی قرارمیگیرندمجاز نمیباشد.۶-حداکثردرجه خمش لوله ها برابر۱/۵درجه به ازاء هرطول معادل قطرلوله میباشدوهمچنین حداقل قطرداخلی لوله درمقطع عرضی درمرکزخمش (پس ازخم زدن)نبایداز۹۷/۵درصدقطرداخلی لوله باشد تاصفحه اندازه(Gauging Plate)بتواندازمقطع خم ایجادشده عبورکند.
- خمکاری باید به گونه ای انجام گرددکه درز طولی (Seam Weld)لوله در محورخنثی خمش بوده یا حداکثر ۱۵ درجه با آن اختلاف داشته باشد بطوریکه فاصله بین درز طولی ۲لوله مجاور در زمان جوشکاری کمتر از ۱۰برابر ضخامت لوله نباشد. مهم***جهت جلوگیری از ایجاد هرگونه آسیب دیدگی لوله در زمان خمکاری( بویژه لوله های با قطربزرگ )بهتر است از دستگاه# مندریل#استفاده شود.
انواع خم: Types of Bend
- خم مقعر:Sag Bend
- خم محدب:Over Bend درمواقعی که خط به راست یاچپ تغییر جهت میدهداز Left or Right Bend استفاده میگردد.
- خم ترکیبی: Combination Bend or S Bend
جفت کردن لوله ها:LINEUP CLAMP
برای جفت کردن لوله های تاقطر۱۶ اینچ میتوان ازگیره داخلی یا بیرونی استفاده کرد و برای قطرهای ۲۰ اینچ و بزرگتر می باید از گیره داخلی ازنوع هیدرولیکی یا پنوماتیکی استفاده شود.برداشتن گیره داخلی پس ازتکمیل ۱۰۰درصدپاس ریشه وگیره خارجی پس از۷۰درصدپاس ریشه(به شرط انجام جوش مساوی درمحیط لوله)انجام خواهد شد.استفاده ازخال جوش (tabk weld) مجاز نمیباشد.
دوبله کردن:DOUBLE JOINT بارعایت مشخصات مجاز میباشد.
پیش گرمیPre heat
انجام پیش گرم از امکان ایجاد محیط مستعد برای بروز ترکهای زیرمهره ای وترک هیدروژنى جلوگیری میکند.تجربه نشان داده که انجام پیش گرم درحدود ۱۵۰درجه سانتگراد برای لوله های انتقال گاز باضخامت بیش از ۲۰میلیمتر مناسب میباشد.پیش گرم باعث ذوب و امتزاج بهتر و مانع ازسردشدن سریع حوضچه مذاب میشود.بهتراست درجه حرارت بین پاسی درحدود۸۰تا۱۲۰درجه سانتیگراد در زمان جوشکاری حفظ شود.پیش گرم درحدود ۵۰درجه برای ازبین بردن رطوبت ودفع هیدروژن وبرای لوله های تاضخامت 0.275اینچ و۱۰۰تا۱۲۰درجه برای لوله های باضخامت بیش از0.275 اینچ .برای لوله های باگریدX60وبالاترصرف نظر از دمای محیط ،انجام پیشگرم تاحدود ۱۲۰درجه الزامی میباشد.
جوشکاری: Welding
جوشکاری خطوط انتقال گازبراساس استاندارد ASME B 31.8 وAPI 1104 انجام میگردد.کلیه عملیات جوشکاری طبق WPSکه منوط به تائیدنهائی کارفرماپس ازصحت انجام آزمایشPQR خواهدبودانجام میگردد.
روش جوشکاری:Welding method
جوشکاری به روش دستی (فرآیندSMAW)بااستفاده ازالکترودپوشش دار ویا با دستگاه اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک (GMAW or FCAW) و استفاده ازسیم جوش(WIRE)یاسیم جوش توپر(FLUX CORE)انجام میگردد.
برای هر تغییر در قطر-ضخامت جداره-جنس لوله-نوع جوش وجنس الکترود باید روش جداگانه ای مورد استفاده قرارگیرد.
درخطوط لوله از۲روش جوشکاری استفاده میشود.
#روش 6G برای خطوطی که پاس ریشه آنها آرگون میباشد.
#5G برای خطوطی که از الکترودهای پوشش دار جهت جوشکاری استفاده میشود.
فاصله زمانی بین پاس ریشه Root Pass وHot pass بمدت ۵دقیقه وحداکثر ۱۰دقیقه میباشد.
جوشکاری لوله های تا۱۲ اینچ با یک جوشکار و از ۱۲ اینچ به بالا توسط ۲جوشکار و یا بیشتر(متناسب باقطرلوله)انجام می شود.
بازرسی جوش:Welding Inspection
بازرسی جوشها براساس استانداردAPI 1104ومشخصات فنی و استانداردهای IPS&IGS میباشد.
۱-متدهای آزمایشات غیرمخرب:پرتونگاری توسط اشعه ایکس یاگاما-آزمایش با امواج فرا صوتی(ultrasonic) که بصورت دستی یااتوماتیک میباشد. آزمایشات PT&MT استاندارد تفسیر کلیه آزمایشات غیر مخرب طبق APIمیباشد و نماینده کارفرما مسئول تفسیر آزمایشات خواهد بود.
میزان آزمایشات غیر مخرب جوشها(رادیوگرافی یا التراسونیک).
درصدNDTنسبت به جوشهای انجام شده بصورت زیر میباشد.
- جوشهایی که۱۰۰درصد آزمایش شوند.
- تعداد ۵۰ سرجوش اولیه هرگروه جوشکاری۳-سرجوشهای نهایی(TIE-IN) وجوشهای بریده شده(CUT OUT)وسرجوشهای تعمیری.
- آزمایش سرجوشهایی که درتقاطع ها انجام شده-جوشهای بین ۲ آلیاژ متفاوت-جوشهای بین دوضخامت که بیش ازیکدهم اینچ باشد.-تغییر در قطر لوله و گروه جوشکار-
تحت شرایط زیر آزمایش جوشهایی که درموقعیت ساختمانی ۱و۲ قرار دارند تقلیل می یابد.(از۱۰۰درصد به ۳۰درصد)در این راستا همواره جوشهای انجام شده در۲روز متوالی ملاک خواهد بود.
- عدم وجودCAT OUT
- تعدادجوشهای تعمیری در۲روز متوالی مساوی یاکمتر از ۶درصد باشد. چنانچه هریک از دو مورد فوق حاصل نشود میزان آزمایشات ۱۰۰درصد خواهد بود.
جهت ابقاء مبنا قرارگرفتن ۳۰درصد،نتایج حاصله از بازرسی روزانه از عملیات جوشکاری ملاک خواهد بود و باید در میان جوشهای انجام شده در هر روز جوش بریدنی CUT OUTوجود نداشته باشد.
عایق خط لوله- (Pipe line Coating)
اولین متدوروش حفاظت ازخطوط لوله درمقابل خوردگی اجرای پوشش سطح لوله ها میباشد،به دو روش اصلی از خطوط محافظت میگردد که مکمل یکدیگر میباشند و هرکدام به تنهایی تاثیر آنچنانی درحفاظت ازخطوط ندارند که شامل روش عایق خطوط وسیستم حفاظت کاتدیک (Cathodic Protection)میباشد.طراحی و انتخاب سیستم پوشش باتوجه به شرایط محیطی،قطر و طول لوله،دمای بهره برداری و براساس الزامات ومزایا ومحدودیتها وطبق استاندارهای زیر انجام میگردد.
IGS-IPS-ISO 21809-1&2-DIN 30672-BS 4164&7873-BS DIN EN10300-NACE PP0287
عایق خط اصلی: Main Line Coating Type
- پوشش پلی اتیلن سه لایه
- پوشش قیر پایه نفتی اصلاح شده(ممبرین).
- پوشش قیر زغال سنگی(coal tar enamel& bitumen
- پوشش قیرپایه نفتی.
- F.B.E پوششfusion bonded epoxy) )
- عایق نوارسردcold wrap tape
توجه
چنانچه جهت پوشش لوله ها ازانواع عایقهای قیری استفاده شود لوله ها باید سفید شوئی گردد البته در زمستان نیازی به اینکار نیست.پوشش لوله ها باید از تماس با کلیه فرآوردهای نفتی محافظت گرددهمچنین دردمای بالاتر از ۴۵درجه سانتیگراد حمل وجابجائی ودپو بصورت رویهم چینی و بخصوص لوله گذاری مجاز نمیباشد.درخلال عملیات جوشکاری حفاظت ازسوختگی ناشی ازذرات مذاب جوش(spatter)عایق سرلوله ها که مجاورمحل جوشکاری است ازاهمیت ویژه ای برخوردار میباشد.
اهم استانداردهاومراجع درخطوط لوله گاز.
ASME B31.4& B31.8
ASME B16.5&B16.9
API 5L&6D&1104
MSS-SP75&44
AWS A5.5
IPS&IGS-IGE/TD/1-PD8010
بطورکلی جهت خطوط لوله گاز و نفت از سه استاندارد API&ASME&BSبیشترین استفاده میشودوبیشترین کاربرد درجهان رادارند.بقیه مراجعی که مورداستفاده قرار میگیرنددرمتن آیتمها ذکر گردیده.
Coating Test
کلیه لوله هاقبل ازلوله گذاری درکانال بایدبطورصددرصدبادستگاه منفذیاب(holiday detector) مورد بازرسی قرارگیرند.مقدارولتاژموردنیازبه تفکیک نوع عایق اجراشده به شرح زیراست
- برای عایق پلی اتیلن 3لایه به میزان۲۵ کیلو ولت.
- برای عایق قیرپایه نفتی اصلاح شده ۲۰ کیلو ولت.
- برای عایق قیرزغال سنگی وپایه نفتی ۱۵کیلو ولت.
- برای ،عایق FBEبه میزان ۱۰کیلو ولت
بدلیل امکان آسیب دیدگی عایق لوله هادرحین لوله گذاری ویاهرگونه موارددیگر لازم است پس ازیکپارچه شدن وتکمیل پوشش سرجوشها مجددا هالیدی تست انجام گردد.نوع عایق سرجوشهاباید ازنظر مشخصات دقیقاهمانندعایق لوله هاباشد
دیگرفاکتورهایی که هرکدام به نوعی ازخط لوله محافظت میکنند:
- concrete coat & slab
- .increased wall thk
- burialt
- sleeve protection
- marker tapes
سرعت حرکت دستگاه منفذیاب روی لوله ۳۰سانتیمتر برثانیه میباشد.
سپرمحافظ سنگ. ROCK SHIELD به جهت حفاظت وجلوگیری ازآسیب دیدگی عایق لوله درمناطق سنگی ودرنقاطی که قسمتی ازخط لوله پوشش بتنی میشود نصب سپرمحافظ پیرامون لوله الزامی میباشد.کلیه سرجوشهایی که باهرنوع مانع تلاقی پیداکند باید صددرصد پرتونگاری شود
توجه:کیفیت وارزش عایقهای خطوط لوله به ترتیب اولویت به شرح زیرمیباشد:
- BITUMEN&COAL TAR&ASPHAL
- FBE&POLYETIYLENE
- TAPE COATING(cold wrap)
استاندارد عایق خطوط لوله :IPS-G-TP-335&270&274&101
باسپاس ازدوستان محترم ، بقیه مطالب درجلسه آتی تقدیم خواهدشد .پایان سمینار.درپناه ایزد دانا باشید.
نظرات بسته شده اند.