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.
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.