سیستم ها پایپینگ 2

از آنجا که این سیستم­ها تفاوت­های گسترده­ای دارند، تفاوت اقلام مورد استفاده در آنها بیش از حد معمول است و هر انتخابی باید کاملاً بررسی شود. اگر لولۀ سفالی لعاب­دار یا چدنی انتخاب می­شود، دربارۀ مادۀ انتخابی برای پر کردن اتصالات توجه دقیقی باید مبذول شود. اینورت­ها در همۀ لوله­ها به جز کربن استیل به عنوان نقطۀ مرجع ابعادی به کار می­روند. در خطوط فاضلاب، اینورت به نقطۀ پایینی داخل لوله گفته می­شود. در لوله­های قطورتر سفالی، ضخامت زیاد شده و هنگام طراحی باید فاصلۀ آن از دیگر لوله­ها و پی­های زیرزمینی محاسبه شود. استفاده از کاهنده­ها یا افزاینده­های سیمانی ارتفاع اینورت را تغییر می­دهد که باید محاسبه شود.


هنگام انتخاب لوله­های کربن استیل برای سیستم­های فاضلاب گرانشی، بُعد مرجع، زیر لوله (BOP) است که به صورت ارتفاع مطرح می­شود؛ که البته بُعد مرجع برای اینورت هم ارتفاع است.


جریان مایع از طریق شیب سیستم گرانشی تعیین می­شود که آن نیز تابع مجموعۀ اینورت­هاست. طراح می­باید بدون توجه به ضخامت دیوارۀ لوله­ها توجه­اش را به ارتفاع سطوح داخلی معطوف کند. سطح داخلی اتصال باید مبنا قرار گیرد هرچند ضخامت­ها متفاوت باشند. جریان در سیستم­های گرانشی می­باید تا جای ممکن یکنواخت باشد و از بیرون زدگی­هایی که بند یا سد درون لوله می­سازند و نقطه­ای برای تجمع ذرات جامد و انسداد جریان پدید می­آورند جلوگیری شود.


انتخاب کاهنده:

هنگامی که کاهش اندازه برای لوله­های اصلی مورد نظر باشد، برای انتخاب کاهنده دقت بالایی باید اعمال شود. به دلیل واژه­شناسی متناقض، موقع تعریف کاهش اندازه چه در لوله­های چدنی یا سربی، اشتباهات فراوانی رخ می­دهد.

واژه­شناسی مناسب در زیر تعریف شده است. همۀ عبارت­ها در جهت جریان تعریف می­شوند.

1-    سرامیک لعاب دار: تنها نوع هم­مرکز  آن موجود است.

الف) برای افزایش سطح لوله از افزاینده استفاده کنید که سر ناقوسی آن در سمت کوچکترش قرار دارد.

ب) برای کاهش سطح لوله از کاهنده استفاده کنید که سر ناقوسی آن در سمت بزرگترش قرار دارد.

2-    لولۀ فاضلاب چدنی: تنها نوع هم­مرکز آن موجود است.

الف) برای افزایش یا کاهش اندازۀ لوله از کاهنده استفاده کنید. برای همخوانی با لوله یا فیتینگ مجاور نوع سر می­باید برای هر دو سر مشخص شود.

ب) کاهنده­های ناهم­مرکز در اندازه­ها و الگوهای محدودی موجودند؛ بنابراین طراح پیش از گزینش این نوع از کاهنده­ها باید اطمینان یابد که کاهنده در این اندازه به شکل تجاری موجود است.

برای مشخص کردن یک سیستم فاضلاب -به شکل گفتاری یا روی کاغذ- طراح باید اجزای سازندۀ آن سیستم را بشناسد، که عبارتند از:

شاه­لوله: فاضلاب از چند انشعاب به یک شاخۀ اصلی که معمولاً در کنار جادۀ اصلی قرار گرفته وارد می­شود. شاه­لوله را باید از طریق دریچه­های فاضلاب به بازه­های مشخصی تقسیم نمود تا از گسترش آتش یا تجمع گاز جلوگیری شود.

انشعاب: خطوط انشعاب از تجمع دو یا چند زیرشاخه تشکیل شده و از طریق یک دریچۀ آدم­رو به شاه­لوله متصل می­شوند.

زیرشاخه: خطوط فاضلابی که دریچه­های فاضلاب را به انشعاب­ها متصل می­کنند.

 فانل (قیف): نقطۀ جمع­آوری مایعات، که معمولاً 2” بالاتر از نقطۀ خروج قرار دارد. برای سیستم­های کربن استیل، یک سویج هم­مرکز 6”´4” می­تواند به عنوان فانلی اقتصادی به کار رود. خطوط اتصالی به فانل برای جلوگیری از گرفتگی نباید کوچکتر از 4” باشند. برای اقلام دیگر می­توان کاهندۀ 6”´4” را به کار برد و کوچکترین اندازه برای انتهای جمع­آوری کنندۀ فانل باید 6” باشد. سویج بر کاهنده ترجیح داده می­شود، زیرا سویج به خاطر طول بیشترش عمق بیشتر برای جلوگیری از پاشش دارد.

 دریچۀ فاضلاب: برای جمع­آوری فاضلاب­های سطحی به کار می­رود. سطح سیمانی یا دیگر سطوح به سمت دریچۀ فاضلاب شیب دارد. دریچۀ فاضلاب معمولاً حدود 2 فوت مربع سطح و 1’ یا 1.5’ عمق دارد و با درپوشی مشبک پوشانده می­شود.

دریچۀ آدم­رو: جعبه­ای که حکم نقطۀ تجمع فاضلاب و خروج آن از یک نقطه را دارد و یک انسان می­تواند برای تمیز کردن انشعاب­های فاضلاب وارد آن شود. جریان­های ورودی معمولاً هوابند می­شوند تا از انتشار آتش یا گازهای خطرناک جلوگیری شود.

 

 

سیستم های پایپینگ 1

در این پست و چند پست آینده قصد دارم تا ترجمۀ فصل 5 از کتاب process piping design نوشتۀ Rip Weaver را که دربارۀ سیستم­های پایپینگ است برایتان بیاورم. البته جرح و تعدیل­های اندکی هم صورت گرفته که در جهت بهبود مطلب بوده است. امید که بپسندید. در ضمن خوشحال خواهم شد اگر نظرهایتان را در میان بگذارید.

همۀ تاسیسات پایپینگ با سیستم­هایشان شناخته می­شوند که هر سیستمی با آخرین سیستم طراحی شده توسط طراح مشترکات و تفاوت­هایی دارد. سیستم تقطیر از همۀ دیگر سیستم­ها فراوان­تر است، زیرا مبنای همۀ واحدهای فرایندی به شمار می­رود. همۀ واحدهای داخل کارخانه و بیرون کارخانه دارای سیستم­های تخلیۀ فاضلاب برای انتقال آب سطحی یا آب باران هستند، که شامل تراوش­ها و مایعات دورریز روغنی یا مایعات خاص مثل بازها، اسیدها و غیره هستند. همۀ واحدهای فرایندی یک یا دو سیستم مشعل دارند. سیستم­های گرمایش با بخار (steam tracing) مشابه یکدیگرند. این فصل سیستم­های یاد شده و سیستم­های دیگر را توضیح می­دهد.

جزییات سیستم­ها نیز در واحدهای مختلف مشابه­اند. بسیاری از جزییات باید در صنعت استاندارد شوند، اما به دلیل استاندارد نبودن میلیون­ها دلار و نفرساعت برای توسعۀ راهی صرف می­شود که پیشتر 50 بار از سوی دیگر طراحان انجام شده است. این فصل جزییات روش­هایی را برای طراحی بیان می­کند که هنوز استاندارد نیستند اما کار می­کنند.

مرحلۀ نصب برای همۀ سیستم­های پایپینگ انجام می­شود. بیشتر لوله­کشی­های فرایندی در کارگاه ساخته شده و به شکل «اسپول­های کارگاهی» به سایت منتقل می­شوند تا توسط کارگران نصب شوند. بیشتر طراحان پایپینگ دربارۀ مشکلات نصب کنندگان و چگونگی انجام کار اطلاعات کمی دارند. به دلیل بازده بالاتر ساخت اسپول در کارگاه و کیفیت بهتر جوشکاری، این کار هزینۀ کمتری را دربردارد و پیمانکاران ترجیح می­دهند اسپول­هایشان را تا جای ممکن در کارگاه بسازند.

لوله­کشی زیرسطحی:

لوله­کشی زیرسطحی به دو دستۀ اصلی تقسیم می­شود: سیستم­های فرایندی و پشتیبانی. از لوله­کشی فرایندی زیرسطحی پرهیز می­شود؛ با این حال مواردی هست که در آنها این نوع لوله­کشی بهترین گزینه است. سیستم­های پشتیبانی زیرسطحی نیز به دو دسته تقسیم می­شوند: سیستم­های جریان گرانشی و تحت فشار.

سیستم­های جریان گرانشی:

این سیستم­ها به نیروی جاذبۀ گرانشی وارد شده به جریان بستگی دارند. به همین دلیل این خطوط باید از مبدأ تا مقصد شیب یکنواختی داشته باشند. کمترین شیب پیشنهادی برای این خطوط 1% است.

این نوع لوله­کشی برای سیستم­های زیر به کار می­رود:

1-    آب تمیز که شامل آب باران، آب شستشو و آب مصرفی آتش نشانی است. این آب معمولاً از روی سطوح سیمانی توسط دریچه­های مشبک (catch basin) جمع­آوری شده و برای جدا کردن مواد روغنی موجود در آب به یک گودال جدا کننده یا جدا کنندۀ API لوله­کشی می­شود و سپس به نهر، رود یا احتمالاً حوضچۀ تبخیر منتقل می­گردد.

2-    فاضلاب فرایندی، که گاهی فاضلاب چرب یا کثیف هم نامیده می­شود، شامل تراوش و مایعات تخلیه شده از پمپ­ها، مخازن و قیف­های نمونه­گیری است. این سامانه به یک جدا کننده هدایت شده و هیدروکربن­ها معمولاً بازیافت می­شوند.

3-    فاضلاب مخلوط فاضلابی است شامل هر دو نوع فاضلاب تمیز و فرایندی که تنها یک سیستم پایپینگ برای آن به کار می­رود. این نوع فاضلاب باید به یک جدا کنندۀ API بزرگ فرستاده شود که توانایی جداسازی هیدروکربن از آب را دارد. با اینکه سیستم مخلوط از لحاظ هزینۀ لوله­کشی به صرفه است، اما این صرفه­جویی با هزینۀ اضافی ناشی از ساخت تاسیسات جدا کنندۀ بزرگتر سربه­سر می­شود. امروزه سیستم مخلوط به ندرت به کار می­رود.

4-    فاضلاب­های بهداشتی سیستم­هایی هستند که فاضلاب­های انسانی را منتقل می­کنند. این فاضلاب­ها به یک سیستم بهداشتی بزرگ منتقل می­شوند یا به صورت محلی به چاه جذبی فرستاده می­شوند.

5-    فاضلاب­های خورنده به صورت سیستم­های فاضلاب مستقل درون واحد فرایندی طراحی می­شوند. سیالات این نوع فاضلاب شامل اسیدها، آمین ها، کربنات­ها و دیگر سیالات خورنده است. برخی از این فاضلاب­ها توسط قیف­هایی جمع­آوری شده، به لوله­ای اصلی سرازیر شده و به یک انباره فاضلاب (sump) محلی منتقل می­شوند. یک پمپ فاضلاب، این مایعات را به سیستم تحت فشار بازمی­گرداند، یا آنکه آنرا برای امحا به بیرون واحد می­فرستد، احتمالاً به یک گودال خنثی سازی. برخی از اسیدها مثل اسید سولفوریک، انباشته شده و سپس برای بازیافت به یک کارخانۀ بازیافت منتقل می­شوند.

6-     فاضلاب­های تحت فشار که بیشتر در پالایشگاه­های گاز به کار می­رود و مایعات فرّار را که در دما و فشار معمولی به گاز تبدیل می­شوند، با لوله­کشی تحت فشار جمع آوری کرده و به مشعل می­فرستند یا برای بازیافت انبار می­کنند. سیال این نوع فاضلاب­ها بیشتر شامل هیدروکربن­های سبک بوتان و پروپان است که هنگام تخلیۀ خط (مثلاً برای تعمیر) سیال درون آن را خارج می­کنند و اتصال آن به سیستم فاضلاب تنها از نوع فلنجی است.