آشنایی با پایپینگ و مراحل اجرای آن

پایپینگ پتروشیمی

پایپینگ صنعتی مجموعه ای است که شامل خطوط لوله و یکسری فرآیند صنعتی می باشد. هماهنگی و همکاری در سیستم های لوله کشی صنعتی، امری مهم و ضروری تلقی می شود. پایپینگ پتروشیمی یکی از مواردی است که از این لوله کشی های صنعتی استفاده می کند.

نکته ای که وجود دارد این است که محاسبه هزینه های پایپینگ صنعتی در پالایشگاه پتروشیمی، امری بسیار مهم می باشد. این هزینه ها به قدری مهم است که در واقع یک سوم کل هزینه های سرمایه گذاری در پروژه را به خود اختصاص می دهد.

بعد از محاسبه هزینه ها نوبت به طراحی پایپینگ پتروشیمی می رسد. بحث طراحی این موارد در یک فضای محدود می تواند برای مهندسین یک چالش باشد. زیرا در لوله کشی صنعتی، خطوط لوله بر اساس یکسری ضرورات عملکردی انتقال سیالات از یک نقطه به نقطه دیگر طراحی می شوند.

جزئیات مربوط به طراحی در این سیستم، با در نظر گرفتن معیارهای زیر، مورد برسی قرار می گیرد:

نوع جریان انتقال
حد مجاز فشار و یا اتلاف انرژی
محدودیت هایی در ابعاد فضا
سرعت و شتاب انتقال سیال
ضرورت های فرآیندی مثل آنالیز تنش ها و یا دماهای سیالات جاری

این موارد جزو الزاماتی هستند که در زمان طراحی پایپینگ های صنعتی بایستی مورد مطالعه قرار داد.

بیشتر بخوانید: کاربردهای پایپینگ، در چه مواردی است؟

مراحل اجرای پایپینگ

بعد از انتخاب نوع سیستم پایپینگ نوبت به اجرای پروژه های مربوط به آن می رسد. اصولا انجام پایپینگ دارای سه مرحله می باشد. این مراحل عبارتند از:

مهندسی یا طراحی (Engineering): قبل از انجام هر کاری ابتدا به وسیله ی اصول اجرایی سیستم های پایپینگ مثل Spec ، ISO و با نقشه کشی Plot Plan طرح کلی این سیستم طراحی می شود و نقطه ی شروع و پایان خطوط مربوط به لوله کاملا تعیین می شود. در مدارک مربوط به اجرای پایپینگ، همه ی مشخصات اجرایی لوله کشی ها مثل سایز، جنس لوله، طول، محل اتصال لوله با تجهیزات و ... کاملا قابل مشاهد هستند.

تدارکات (Procurement): بعد از طراحی سیستم پایپینگ، در مرحله ی دوم بعد از اینکه مناقصه برگزار شد و طرح منتخب پیمانکار پروژه مشخص شد، تداراکات لازم مثل موارد انتقال مواد، قطعات و تجهیزات مورد نیاز تهیه می شود.

اجرا (Construction): در مرحله ی آخر بعد از انجام مراحل مربوط به طراحی سیستم و تهیه تجهیزات، سیستم مورد نطر به طور دقیق آماده اجرا می شود. 

مهندسی پایپینگ

مهندسی پایپینگ یا مهندسی لوله کشی، یکی از شاخه های تخصصی از رشته ی مهندسی مکانیک است. همچنین این مهندسی معروف در قسمت های پتروشیمی، نیروگاه، داروسازی، نفت و گاز، پالایشگاه،  شیمی، فولاد، صنعت آب فعالیت دارد. این تخصص نیاز دارد که موارد متفاوت در دروره های پایپینگ مثل طراحی لوله کشی، شیوه چیدمان تجهیزات و واحد های فرآیندی در تاسیسات پتروشیمی، هیدروکربنی یا شیمیایی را به طور کامل گذراند.

به چه شخصی کارشناس پایپینگ می‌گویند؟

به شخصی که مسئول طراحی و اجرای سیستم های لوله کشی که برای حمل سیالاتی مثل آب، گاز، بخار، نفت، مخلوط دو فا، فاضلاب یا سایر موارد پیاده سازی می شوند را برعهده دارد، مهندس یا کارشناس پایپینگ می گویند.

انواع سیستم‌ های پایپینگ چیست؟

پایپینگ یا لوله کشی صنعتی دارای کاربرد های گوناگونی می باشد و از آنها در صنعت های مختلف استفاده می شود. به همین خاطر سیستم های لوله کشی صنعتی طبق کاربرد هایی که دارند به مدل های متفاوتی تقسیم می شوند. انواع سیستم های پایپینگ عبارتند از:

لوله کشی فرایندی (Process Piping): به سیستم های لوله کشی که مواد شیمیایی را تحت یک فشار یا خلاء منتقل می کنند، لوله کشی فرآیندی می گویند. یکی دیگر از اقدامات در لوله کشی های فرآیندی این است که مواد اولیه خام رو طی یکسری فرآیند ها به محصولات قابل استفاده و همین طور با ارزش تبدیل می کنند. 

لوله کشی های نیروگاهی (Power Piping): به لوله کشی ها و سیستم هایی نیروگاهی می گویند که از آنها در نیروگاه های صنعتی و سازمانی، ایستگاه های تولید برق، سیستم های گرمایشی شهری و سیستم های سرمایش و گرمایش مرکزی و منطقه ای مورد استفاده قرار می گیرند. به شکل کلی می توان پایپینگ  های غیر خدماتی را در همین  دسته ی نیروگاهی قرار داد.

لوله‌ کشی تاسیسات ساختمان (Plumbing): از سیستم های پایپینگ ساختمانی در تاسیسات مکانیکی و الکتریکی، برای منتقل کردن سیالات درون ساختمانی مثل سرمایشی، گرمایشی، فاضلاب، تهویه، آب و ... استفاده می شود. 

لوله کشی های شهری (Civil Piping): خدماتی که به وسیله ی شهرداری ها به مناطق مختلف شهری منتقل می شود، توسط این لوله کشی ها انجام می شود.

لوله کشی خدماتی (Service Piping): وظیفه ی پایپینگ های خدماتی این است که لوله کشی های ساختمانی را به لوله کشی های شهری متصل می کنند.

لوله کشی انتقالی (Transportation Piping): از این مدل لوله کشی صنعتی به منظور منتقل کردن سیالات در مسیر های گوناگون استفاده می شود.

لوله کشی تبرید (Refrigeration Piping): این مدل لوله کشی دارای سیستمی می باشد که در زمان منتقل کردن سیالات، موجب کاهش دمای محیط می شود.

لوله کشی دریایی (Marine Piping): این نوع پایپینگ را به منظور منتقل کردن سیالات در سازه های آبی مورد استفاده قرار می دهند.

آشنایی با اتصالات پیچی در پایپینگ 

اتصالات پیچی یا Screw به اتصالاتی می گویند که در آن ها لوله ها بدون اینکه به جوش احتیاج داشته باشند، توسط رزوه ها به یکدیگر اتصال داده می شوند. بیشترین کاربردی که اتصالات پیچی دارند این است که در سیستم های آبیاری در زمین های کشاورزی و همین طور باغ ها مورد استفاده قرار می گیرند.

همچنین در پایپینگ ها به منظور ایجاد اتصالات فلنجی، از پیچ ها استفاده میشود. نکته ای که درباره این پیچ ها وجود دارد این است که نوع متریال به کار رفته در آنها به موارد گوناگونی مثل شرایط موجود، فلنج ها، دما و خواص مکانیکی بستگی دارد.

آشنایی با شیرآلات و انواع آن در پایپینگ

شیرآلات جزو تجهیزات مکانیکی می باشد و یکی از اجزای اصلی سیستم های پایپینگ است که از آنها برای کنترل و تنظیم جریان و فشار در لوله کشی ها استفاده می شود. در سیستم های پاپینگ ازانواع شیرآلات استفاده می شود، انواع شیرآلات بکار رفته در لوله کشی صنعتی عبارتند از: 

شیر چک (Check Valve)
شیر پروانه ای (Butterfly Valve)
شیر اطمنیان (Pressure Relief Valve)
شیر کنترل (Control Valve)
شیر پلاگ (Plug Valve)
شیر بال (Ball Valve)
شیر دیافراگم (Diaphragm Valve)
شیر پنیچ (Diaphragm Valve)

آشنایی با تکیه گاه لوله در سیستم پایپینگ

به منظور انتقال بار از لوله ها در صنایع پایپینگ، به یکسری نگهدارنده برای لوله نیاز است. معمولا برای این کار از تکه گاه لوله یا آویز لوله pipe Support  یا pipe Hanger استفاده می شود. بهتر است بدانید که انواع تکه گاه ها و همین طور نحوه قرار دادن آنها با یکدیگر فرق دارد و به شکل کلی تکه گاه ها 4 وظیفه ی اصلی دارند. این وظایف عبارتند از:
هدایت لوله ها
ماانع از لنگر انداختن
تحمل مقدار مشخصی از بارها
جذب ضربه


برخی از تکیه گاه ها عبارتند از:

Axial Stops
Pipe Slides
Shoes Supports
Pipe Guides
Spring Supports

آشنایی با اتصالات بکار رفته در پایپینگ

در عملکرد پایپینگ به منظور به وجود آوردن انعطاف پذیری در تغییر جهت، توزیع و همین طور تغییر ظرفیت جریان؛ از قطعاتی به اسم اتصالات یا فیتینگ استفاده می شود. اتصالات در پایپینگ دارای مدل های گوناگونی می باشد و هر کدام از آنها با توجه به شرایط و اهداف اجرایی متفاوت، کاربرد مختلف دارند. مهم ترین اتصالات عبارتند از:

زانویی (Elbow): برای تغییر مسیر خطوط لوله به شکل 45 و 90 درجه مورد استفاده قرار می گیرد.
کاهنده (Reducer): برای ارتباط برقرار کردن لوله هایی با سایز های متفاوت، کاربرد دارد.
چهار راهی (Cross): برای به وجود آوردن انشعاب جدید و گسترش شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند.
سه راهی (Tee): برای ایجاد  انشعاب در خطوط اصلی کاربرد دارد.
خم (Bend): برای تغییر دادن مسیر لوله ها مورد استفاده قرار میگیرد.
برگردان (Return): برای بازگشت 180 درجه ای خط کاربرد دارد.
کپ (Cap): برای مسدود کردن انتهای لوله ها کاربرد دارند.


علاوه بر این موارد، دیگر اتصالات یا فیتینگ هایی که در پایپینگ ها کاربرد دارند، عبارتند از:

اولت (Olet)
کوپینگ (Coupling)
پلاگ (Plug)
یونیون (Union)

آشنایی با فلنج ها در پایپینگ

به برجستگی ای که به شکل دیسک یا حلقه در انتهای لوله ها وصل شده است، فلنج می گویند. به وسیله ی پیچ کردن دو فلنج به یکدیگر و همین طور قرار دادن یک واشر آب بندی در وسط آنها، اتصالات فلنجی به وجود می آید. از اتصالات فلنجی به شکل جفت استفاده می شود. این به این معنا می باشد که یک طرف فلنج به لوله وصل می شود و از طرف دیگر در روبه روی فلنج ها قرار میگیرد. اتصال این فلنج ها به وسیله ی پیچ و مهره محکم می شود. فلنج ها در مدل های گوناگونی وجود دارند و مورد استفاده قرار می گیرند. این موارد عبارتند از:


فلنج روزه ای (Threaded Pipe Flange)
فلنج ساکتی جوشی (Socket-weld Pipe Flange)
فلنج لغزشی (Slip-on Pipe Flange)
فلنج جوشی (Weld neck Pipe Flange)
فلنج کور (Blinds)
فلنج لپ جوینت (Lap joint Pipe Flange)

معرفی لوله و انواع آن در پایپینگ

به استوانه های تو خالی لوله می گویند. کار این استوانه ها این است که سیالات متفاوت را از مکانی به مکان دیگر انتقال دهند. در سیستم های پایپینگ از سه مدل لوله با انتهای استاندارد استفاده می شود. این سه مورد عبارتند از:


لوله با انتهای تخت (Plain Ends)
لوله با انتهای رزوه (Threaded Ends)
لوله با انتهای پخ خورده (Beveled Ends)

تقسیم بندی لوله ها طبق جنس آنها

لوله های گالوانیزه: این نوع لوله برای انتقال آب مورد استفاده قرار می گیرد.
لوله کربن استیل: برای انتقال مایعات و گاز ها (بدون خطر خوردگی) مورد استفاده قرار می گیرد. 
لوله کربن استیل دارای دو نوع می باشد، یکی لوله کربن استیل Nace و دیگری لوله کربن استیل LTCS. این دو نوع لوله در موارد متفاوتی کاربرد دارند. 
لوله کربن استیل Nace: برای منتقل کردن مایعاتی که خطر خوردگی دارند، استفاده می شود. 
لوله کربن استیل LTCS: برای انتقال مایعات با دمای بسیار کم مورد استفاده قرار می گیرد.
لوله GRP و GRE: برای انتقال مایعات با فشار بسیار کم و خورندگی بالا استفاده می شود.
لوله استنلس استیل: برای انتقال مایعاتی که دارای ویژگی خوردنگی زیادی دارند، استفاده می شود.
لوله کاپرنیکل: برای منتقل کردن موادی که خطر سایش دارند، کاربرد دارد.

تقسیم بندی لوله ها بر اساس ساخت

لوله ها به طور کلی به دو صورت ساخته می شوند، یکی درزدار و دیگری بدون درز. در پایپینگ نیز هر دوی آنها کاربرد دارد.

لوله های درزدار: لوله های درزدار به شکل ساده و یا مارپیچی تولید می شوند و در تولید آنها اول وروق لوله شکل می گیرد و بعد از آن بخش درز توسط جوش به هم متصل می شوند.

لوله های بدون درز: در زمان ساخت لوله های بدون درز،  بعد از اینکه یک قطعه شمش گرم شود، آن را به وسیله ی سمبه ماتریس از یک قالب به خصوص عبور می دهند.

پایپینگ چیست؟ 

سیستم پایپینگ مجموعه ای است که از لوله ها، شیرآلات، اتصالات و  نگهدارنده ها و همه ی اجزایی که برای توزیع، جداسازی، حمل و نقل، اندازه گیری، تخلیه، اختلاط و کنترل سیالات و جامدات استفاده می شود، تشکیل می شود. در واقع می توان گفت که یک لوله کشی صنعتی به حساب می آید که در تعداد زیادی از صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع این سیستم شاخه ای از رشته ی مکانیک سیالات می باشد که هدف از آن این است که به شکل  درست و با سرعت بالاتر مواردی که در بالا به آن اشاره شد را در بیشتر کارخانه ها، تصفیه خانه های آب و فاضلاب، نیروگاه ها، کارخانه های مواد غذایی، پالایشگاه های نفت و گاز و پتروشیمی و یا فضاهای ساختمانی و ... اجرا شود.

لوله کشی صنعتی نیر مجموعه ای از انواع لوله ها  می باشد که به وسیله ی اتصالات مناسب به هم دیگر وصل می شوند و سیالات را از مکانی به مکان دیگر منتقل می کنند. پایپینگ ها به منظور انتقال همه ی سیالات گاز یا مایع، مواد خمیری و یا هر مواد دیگری مورد استفاده قرار میگیرند. همین طور این سیستم طیف گسترده ای از محدوده های فشار و دمای مورد استفاده در صنایع گوناگون را تامیین می کند. در ادامه ی این مطلب قصد داریم شما را با کلمه پایپینگ، همین طور انواع و تجهیزات آن و آموزش مختصری از دوره پایپینگ آشنا کنیم؛ پس با ما همراه باشید.

جنس و ویژگی‌ های پایپ های صنعتی

لوله های صنعتی ای که در سیستم های پایپینگ استفاده می شود، به وسیله ی جنس های گوناگون و طیف گسترده ای از مواد متفاوت تولید می شوند. در تولید این لوله ها اغلب از مواد اولیه ای مثل برنج، سرامیک، آلومینیوم، ABC، برنز، فایبرگلس، کربن یا گرافیت، بتن، شیشه یا روکش شیشه‌ ای، CPVC، رس، کامپوزیت، EPDM، نئوپرن، فلوروپلیمرها (PFA, FEP)، چدن، پلی پروپیلن (PP)، سرب، کربن و فولاد، الاستومر،  Nylon  یا پلی آمید، PVC، تیتانیوم، پلی اتیلن (PE)، PTFE  یا روکش  PTFE، فولاد ضدزنگ، Zirconium استفاده می شود.

لوله های صنعتی معمولا از ویژگی های  گوناگونی برخوردار اند که این ویژگی ها عبارتند از:

حداکثر فشار: این لوله ها توان تحمل حداکثر فشار وارده را دارند.

محدوده دما: همه ی محدوده های دمای لازم را در محیط کار به شکل کامل پوشش می دهد.

انعطاف پذیری: یکی از ویژگی های لوله های استفاده شده در اتصالات پایپینگ ها این است که از مواد و ساختاری تولید شده اند که باعث به وجود آمدن درجات گوناگونی از انعطاف پذیری در لوله ها شده اند.

پوشش لوله: لوله های پوشش دار همیشه با یک روکش بکپارچه ساخته می شوند. این پوشش ها معمولا به وسیله ی پلمیر های مهندسی شده ساخته می شوند و از آنها در فرآینده هایی مثل تولیدات مواد غذایی؛ مکانی که در آن بهداشت و تمیزی بسیار اهمیت دارد، مورد استفاده قرار میگیرد. علاوه بر این مورد در بعضی از پروژه ها به منظور به وجود آمدن مقاومت در مقابل خوردگی؛ بر روی لوله های صنعتی از آبکاری های کروم و نیکل استفاده می شود.

عایق: در تولید لوله های عایق شده از مدل های مختلف مواد عایق استفاده می شود و دربرابر همه ی عوامل مخرب عایق هستند.

فلنج: برای به وجود آوردن اتصال در لوله های فلنج دار، در یک طرف و یا هر دو طرف لوله فلنج استفاده می شود.

Underground Piping : برای پروژه های زیر زمینی از این مدل لوله ها طراحی و ساخته می شود.

تفاوت لوله یا پایپ و تیوب چیست؟

یکی دیگر از تجهیزات صنعتی به غیر از لوله، تیوب می باشد. که به منظور انتقال سیالات از آن استفاده می شود. ولی با وجود اینکه این دو شباهت کاربردی دارند، از تفاوت هایی نیز برخوردار هستند. بهتر است بدانید که در استاندارد های اروپایی پایپ و تیوب طبق قطر خارجی و ضخامت دیواره توصیف می شوند.

لوله (pipe): به شکل استوانه ای و گرد می باشد و به منظور منتقل کردن سیالات و گاز ها مورد استفاده قرار میگیرد. ظرفیت های انتقال  لوله طبق اندازه های اسمی یعنی DN یا NPS مشخص می شود.

تیوب (Tube): یک قسمت تو خالی که به صورت مستطیلی، گرد، مربعی یا بیضی می باشد و طبق قطر های خارجی OD و ضخامت دیوار WT اندازه گیری می شود و بر اساس میلی متر و یا اینچ بیان می شود.

لوله‏‌کشی یا پایپینگ یکی از گسترده‌‏ترین و پرکاربردترین دانش‌‏های مهندسی مکانیک است و هدف آن انتقال سیالات به گونه‌‏ای بهینه و مطمئن از نقطه‌‏ای به نقطه‌‏ی دیگر و برقراری ارتباط بین اجزای آن از جمله لوله، اتصالات، شیرآلات، مخازن و تجهیزات کنترل و بخار منطبق با کدها و استانداردهای بین‌المللی و صنعتی و همچنین قوانین و مقررات محلی و ملی می‌باشد.

محدوده‌‏ی تخصصی پایپینگ شامل موارد زیر می‌‏شود:

طراحی و آنالیز (piping design and analysis)



متریال (piping materials)



اجرا (piping construction)



تست و بازرسی (piping inspection and testing)





راه‌‏اندازی (piping commissioning)



تعمیر و نگهداری (piping maintenance)

انواع پایپینگ عبارت است از:

لوله‌کشی فرایندی (process piping): انتقال سیالات بین مخازن و واحدهای فرایند



لوله‌کشی  خدماتی (یوتیلیتی) (service & Utility piping): انتقال آب، بخار و هوای فشرده



لوله‌کشی دریایی (marine piping): داخل کشتی‏‌ها



لوله کشی انتقال - پایپ‏لاین (transportation piping - pipeline): معمولا لوله‌کشی‌هایی با قطرهای بسیار بزرگ است که برای انتقال نفت، گاز، آب و گاهی زغال‌سنگ (به صورت شناور در آب) به کیلومترها دورتر انجام می‌شود.



لوله کشی شهری (civil piping): توزیع آب، گاز و فاضلاب شهری



لوله‌کشی تاسیسات (تجاری) (plumbing): توزیع آب، گاز، فاضلاب، تاسیسات، سوخت مایع و آتش‏نشانی در داخل ساختمان‌‏ها، مدارس و بیمارستان‏‌ها