پایپینگ چیست؟ آشنایی با لوله کشی صنعتی

next-01
next 00

پایپینگ چیست؟

پایپینگ یا لوله‌کشی صنعتی به سیستمی اطلاق می‌شود که از لوله‌ها، اتصالات، و سایر اجزای مرتبط تشکیل شده است و برای انتقال، یا سیالات (مانند آب، گاز، نفت، بخار، شیمیایی‌ها و موارد مشابه) استفاده می‌شود. این سیستم‌ها در پروژه‌های صنعتی و عمرانی، از جمله نیروگاه‌ها، صنایع شیمیایی، پتروشیمی، نفت و گاز، پالایشگاه‌ها، و سایر صنایع و همچنین تجهیزات آتش نشانی استفاده می‌شوند.

پایپینگ از نظر طراحی، مواد، و اجزا فنی به دقت نیاز دارد. این سیستم‌ها باید با توجه به نوع سیال، فشار، دما، و خصوصیات شیمیایی مواد مورد استفاده، طراحی و اجرا شوند. عدم رعایت اصول پایپینگ می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند نشتی، شکستگی، یا مشکلات در عملکرد سیستم شود.

پایپینگ یا لوله‌کشی صنعتی، یک سیستم تشکیل شده از چندین لوله و اتصالات متنوع است که به منظور انتقال یا پالایش سیالات در پروژه‌های صنعتی و عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این بخش از پروژه‌ها به عنوان یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین اجزا شناخته می‌شود. اجزای مورد استفاده در سیستم‌های لوله‌کشی مانند لوله‌ها، فیتینگ‌ها، ولوها، ساپورت‌ها و پایپ رک‌ها، انواع آن‌ها، اصول طراحی، مدارک مورد نیاز، اصول تحلیل تنش، مبانی ساپورت‌گذاری و مقدمات متریال شناسی در این آموزش پوشش داده شده‌اند.

طاحی پایپینگ - اجزای پایپینگ - لوله - لوله کشی - پایپینگ - لوله کشی صنعتی - لوله کشی نیروگاهی - پایپ - ولو، پایپینگ

عناوین اصلی

next 00

انواع سیستم های پایپینگ چه هستند؟

سیستم‌های لوله‌کشی در اکثر صنایع به کار می‌روند. این سیستم‌ها بر اساس کاربردهای مختلف به دسته‌های متفاوتی تقسیم می‌شوند، از جمله لوله‌کشی نیروگاهی، فرآیندی، انتقالی، تبرید، تاسیسات ساختمان، خدماتی، انتقال دوغاب و غیره. اصطلاح “پایپینگ” عمدتا برای اشاره به لوله‌کشی فرآیندی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما تمامی انواع سیستم‌های لوله‌کشی برای انتقال سیالات به منظور کاربردهای مختلف شامل پایپینگ هستند. 

افزون بر پایپینگ فرآیندی  یا نیروگاهی، سایر سیستم‌های لوله‌کشی شامل موارد زیر می‌شوند:

لوله‌کشی تاسیسات ساختمان (Plumping): این سیستم برای انتقال آب آشامیدنی، تهویه، گرمایش/سرمایش، تخلیه فاضلاب، زهکشی، انتقال گاز و غیره در داخل ساختمان استفاده می‌شود.
لوله‌کشی شهری (Civil Piping): خدمات شهرداری از جمله آب، گاز و فاضلاب به ساختمان‌های مسکونی، تجاری، صنعتی و عمومی از طریق این نوع لوله‌کشی ارائه می‌شود.
لوله‌کشی خدماتی (Service Piping): این نوع لوله‌کشی اتصال سیستم‌های ساختمانی به خدمات شهری را فراهم می‌کند.
لوله‌کشی انتقالی (Transportation Piping): لوله‌کشی بلندی است که برای انتقال سیالات در فواصل کوتاه و بلند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
لوله‌کشی تبرید (Refrigeration Piping): این سیستم با استفاده از ترکیب مبرد و روغن، دمای محیط را کاهش می‌دهد.
لوله‌کشی دریایی (Marine Piping): این سیستم برای انتقال سیالات در سازه‌های آبی یا زیرآبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

next 00

لوله کشی نیروگاهی چیست؟

لوله‌کشی نیروگاهی یا “پاور پایپینگ” (Power Piping)، به عنوان یک سیستم، به طور عمده در نیروگاه‌های تولید برق، کارخانه‌های صنعتی، سیستم‌های زمین گرمایی و سیستم‌های گرمایش/سرمایش مرکزی به مقیاس بزرگ استفاده می‌شود. پاور پایپینگ اساساً از انرژی حاصل از گردش بخار و آب برای اجرای عملیات مختلف بهره‌مند می‌شود. طبق تعریف استاندارد ASME، سیستم‌های لوله‌کشی غیر خدماتی به عنوان لوله‌کشی نیروگاهی شناخته می‌شوند.

next 00

انواع شیرآلات در پایپینگ چه هستند؟

شیرآلات صنعتی مورد استفاده در سیستم‌های لوله‌کشی یا همان پایپینگ دارای انواع بسیار متنوعی هستند و بر اساس ساختار و عملکرد به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

شیر  دروازه‌ای یا کشویی (Gate Valve):
شیر  دروازه‌ای از یک مانع برای قطع و وصل جریان استفاده می‌کند. با تغییر وضعیت مانع، جریان به طور کامل باز یا بسته می‌شود.

شیر کروی (Globe Valve):
مکانیزم کنترل جریان در این ولو کروی، از یک دیسک به شکل مخروط ناقص یا نیم کره تشکیل می‌شود. این نوع ولو به منظور کاهش یا افزایش تدریجی جریان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شیر زاویه‌ای (Angle Valve):
به منظور افزایش یا کاهش تدریجی جریان و تغییر جهت آن به کار برده می‌شود.

شیر یک طرفه (Check Valve):
 چک ولو ها از بازگشت سیال و حرکت آن در جهت مخالف جلوگیری می‌کند. انواع شیر یک طرفه نوسانی و شیر یک طرفه فشاری از این دسته هستند.

شیر توپی (Ball Valve):
از یک توپ فلزی توخالی به عنوان رگولاتور استفاده می‌کند و مسیر جریان را به طور کامل مسدود یا باز می‌کند.

شیر سماوری یا پلاگ ولو (Plug Valve):
نوعی ولو با رگولاتور استوانه‌ای یا مخروطی توخالی است که با چرخش در جهت محور خود تنظیم جریان یا مسدود کردن کامل آن امکانپذیر می‌شود.

شیر پروانه‌ای یا باترفلای ولو (Butterfly Valve):
شیر پروانه‌ای برای جدا کردن یا تنظیم جریان سیال مورد استفاده قرار می‌گیرد و از یک دیسک دایره‌ای دوار تشکیل می‌شود.

شیر تخلیه یا ریلیف ولو (Relief Valve):
برای حفظ فشار سیستم در سطح ایمن به کار می‌رود و در هنگام افزایش بیش از حد فشار، باز شده و با بازگشتن فشار به سطح ایمن، بسته می‌شود.

شیر کنترلی یا کنترل ولو (Control Valve):
معمولاً شیرهای خودکار کروی به عنوان ولو کنترلی برای نظارت و تنظیم تغییرات سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شیر دیافراگمی (Diaphragm Valve):
در ولو دیافراگمی، مسیر جریان سیال توسط یک دیافراگم الاستومری کنترل می‌شود.

شیر گلویی (Pinch Valve):
از یک شلنگ یا لوله الاستیک به همراه یک قطعه متصل به بخش الاستیک تشکیل می‌شود و اعمال فشار به قطعه مجرابند، جمع شدن بخش الاستیک و بسته شدن مسیر حرکت سیال را در پی دارد.

از دیگر معیارهای تقسیم‌بندی شیرآلات صنعتی، نحوه حرکت مکانیکی آن‌ها است. انواع ولوها بر این اساس عبارت هستند از:

شیر با حرکت خطی:
در ولوهای خطی، ساقه یا عضو مجرابند با حرکت در یک خط مستقیم عبور، توقف یا تنظیم جریان سیال را انجام می‌دهد. انواعی مانند شیرهای کشویی، کروی، دیافراگمی، گلویی و فشاری یک طرفه از این دسته هستند.

شیر با حرکت دورانی:
در ولوهای دورانی، ساقه یا عضو مجرابند با حرکت در یک مسیر دایره‌ای یا زاویه‌ای وظیفه خود را انجام می‌دهد. شیرهای پروانه‌ای، توپی، سماوری و یک طرفه نوسانی از انواع ولوهای دورانی هستند.

شیر با چرخش یک چهارم:
برخی از ولوهای دورانی با حرکت یک چهارم (زاویه ۰ تا ۹۰ درجه) امکان باز شدن کامل مجرا یا بستن کامل آن را فراهم می‌کنند.

شیر آتشنشانی - شیر آتش نشانی - شیر اتشنشانی - شیر اتش نشانی، سیستم اطفا حریق آبی، پایپینگ
next 00

کلاس ولو چیست؟

کلاس شیرآلات صنعتی به عنوان معیاری جهت ارزیابی عملکرد این وسایل در شرایط فشار و دمای عملیاتی مشخص می‌شود. کلاس ولو نیز، همانند کلاس فلنج، با استفاده از کدگذاری عددی نمایش داده می‌شود. استاندارد ASME B16.34 یکی از پرکاربردترین استانداردها برای طراحی شیرآلات صنعتی است. بر اساس این استاندارد، ولوها به کلاس‌های مختلف از جمله 150، 300، 400، 600، 900، 1500، 2500 و 4500 تقسیم‌بندی می‌شوند. به عنوان نمونه، جدول زیر مشخصات ولوهای کلاس 150 و ۳۰۰ با جنس فولاد کربنی (مطابق با استاندارد ASTM A216) را نمایش می‌دهد. این مشخصات برای کلاس‌های بالاتر و مواد دیگر، به طور کامل در استاندارد ASME B16.34 آورده شده‌اند.

next 00

کارشناس پایپینگ یا مهندس پایپینگ کیست؟

مهندس پایپینگ، فردی است که مسئولیت طراحی و اجرای سیستم‌های پایپینگ برای انتقال آب، گاز، نفت، فاضلاب و سایر مواد مشابه را بر عهده دارد. این حرفه‌ای عمدتاً در تمام مراحل مرتبط با طراحی و اجرای لوله‌کشی مشغول به کار است، از جمله ایجاد نقشه‌های اولیه، انتخاب مواد مناسب برای تولید تجهیزات لازم، و نظارت بر کیفیت فرآیند اجرای سیستم. فارغ‌التحصیلان رشته‌های مهندسی مکانیک، شیمی، عمران و تاسیسات از جمله افرادی هستند که می‌توانند در زمینه پایپینگ به حرفه‌ی مهندسی خود ادامه دهند.

next 00

تجهیزات یا اجزای پایپینگ چه هستند؟

اقلام پایپینگ، مجموعه‌ای از قطعات مورد نیاز برای اجرای سیستم‌های لوله کشی هستند. از اقلام اصلی سیستم‌های پایپینگ می‌توان به لوله، ساپورت، پایپ رک، فیتینگ، فلنج و ولو اشاره کرد.

اجزای اصلی پایپینگ عبارتند از:

1. لوله (Pipe): مسیر حمل و انتقال سیالات. معمولاً از فولاد، آهن ، PVC یا مواد دیگر تولید می‌شوند.

2. اتصالات (Fitting): برای اتصال لوله‌ها به یکدیگر یا به سایر اجزا مانند ولوها یا ساپورت‌ها.

3. ولو (Valve): برای کنترل جریان سیالات و تنظیم فشار.

4. ساپورت (Support): برای حمایت و نگهداری لوله‌ها به عنوان بخشی از ساختار.

5. پایپ رک (Pipe Rack): ساختاری که لوله‌ها و تجهیزات پایپینگ را در ارتفاعات مختلف حمایت می‌کند.

next 00

لوله یا پایپ (Pipe) چیست؟

لوله به عنوان یکی از اصلی‌ترین تجهیزات مورد استفاده در سیستم‌های انتقال سیالات شناخته می‌شود. سیالات مختلف معمولاً از درون لوله‌هایی با مقطع دایره‌ای به محل مورد نظر انتقال داده می‌شوند. ابعاد و مشخصات مکانیکی لوله از جمله پارامترهای اساسی برای انتخاب این تجهیزات در سیستم‌های لوله‌کشی یا همان پایپینگ محسوب می‌شوند. در کارخانه‌های فرآیندی، عموماً از لوله‌های ساخته شده از جنس‌های فولاد، چدن، برنج و مس استفاده می‌شود. برای نمایش ابعاد لوله، از حروف اختصاری زیر استفاده می‌شود:

NPS: اندازه اسمی لوله
DN: قطر اسمی لوله
ID: قطر داخلی لوله
OD: قطر خارجی لوله
SCH: عدد اسکجول یا ضخامت دیواره لوله
STD: ضخامت دیواره استاندارد یا لوله با وزن استاندارد
XS: لوله سنگین
XXS: لوله فوق سنگین

نمایش ابعاد لوله‌ها معمولاً با دو معیار قطر و ضخامت انجام می‌پذیرد. سیستم‌های لوله‌کشی (پایپینگ) بر اساس این ابعاد به دو دسته “مقطع کوچک” (Small Bore) و “مقطع بزرگ” (Large Bore) تقسیم می‌شوند. به طور کلی، لوله‌هایی با قطر اسمی کمتر یا برابر با 50 میلی‌متر در سیستم مقطع کوچک و لوله‌هایی با قطر اسمی بیشتر از 50 میلی‌متر در سیستم مقطع بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از دیگر معیارهای تقسیم‌بندی لوله‌ها در سیستم‌های پایپینگ، شکل انتهای آن‌ها است. بر این اساس، لوله‌ها به صورت صاف، پخ‌خورده و رزوه شده دسته‌بندی می‌شوند. برخی از لوله‌های پرکاربرد و نمادهای اختصاری مورد استفاده برای نمایش آن‌ها در سیستم پایپینگ شامل:

BBE: دو انتهای پخ‌خورده
TBE: دو انتهای رزوه شده
PBE: دو انتهای صاف
BLE/TSE: انتهای بزرگ پخ‌خورده و انتهای کوچک رزوه شده

next 00

تفاوت pipe با tube چیست؟

تیوب یکی از تجهیزات پرکاربرد برای انتقال سیالات است. به دلیل شباهت‌های زیاد، عبارت‌های لوله و تیوب در اکثر موارد به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. با این حال، تعریف دقیق این دو می‌تواند تفاوت‌های اساسی آن‌ها را مشخص کند:

لوله pipe: مجسمه توخالی دایره‌ای که برای انتقال مایعات، گازها و مواد دیگر استفاده می‌شود و ابعاد آن به صورت اسمی نمایش داده می‌شود.
تیوب tube: مجسمه توخالی با شکل‌های دایره‌ای، مستطیلی، مربعی یا بیضوی که قطر خارجی و ضخامت دیواره آن مشخص می‌شود.

پایپینگ - لوله - لوله کشی - لوله کشی صنعتی - لوله کشی نیروگاهی - پایپ - ولو، پایپینگ
next 00

ساپورت Pipe Support چیست؟

تکیه‌گاه لوله یا “ساپورت”، عنصری است که بارهای اعمال شده از طرف لوله را به سازه‌های نگهدارنده منتقل می‌کند. وزن لوله، فیتینگ، سیال عبوری و پوشش‌ها از بارهای اعمال شده به تکیه‌گاه لوله تحت پوشش قرار می‌گیرند. مهار، هدایت، جذب ضربه و نگهداری از بارهای خاص از جمله عملکردهای اصلی ساپورت لوله می‌باشند. در شرایط دمایی بسیار بالا یا پایین، از مواد عایق در ساخت این عنصر استفاده می‌شود. پیکربندی تکیه‌گاه لوله بستگی به شرایط بارگذاری و عملیاتی سیستم پایپینگ دارد. بر اساس این نیازها، ساپورت لوله به انواع مختلفی از جمله صلب، فنری و جاذب ضربه تقسیم‌بندی می‌شود.

next 00

پایپ رک Pipe Rack چیست؟

“پایپ رک” یا “شبکه لوله‌ها”، به عنوان شریان اصلی یک واحد فرآیندی عمل می‌کند و برای نگهداری از ساپورت، کابل‌های برق، تجهیزات ابزار دقیق و سایر اجزای مرتبط به کار می‌رود. در برخی موارد، پایپ رک به عنوان مکانی برای نگهداری تجهیزات مکانیکی از قبیل مخازن و پلتفرم دسترسی به شیرآلات نیز استفاده می‌شود. لوله‌های متصل به پایپ رک اصلی، معمولاً مواد را بین تجهیزات یا انبارها منتقل می‌کنند. لازم به ذکر است که لوله‌های جا لوله‌ای حتی با ذخیره‌سازی قطعات لوله نیز به عنوان پایپ رک در نظر گرفته نمی‌شوند. انواع مختلفی از لوله‌ها در پایپ رک به کار می‌روند، از جمله لوله‌های خدماتی که برای انتقال بخار، آب خنک کننده، آب اطفا، سوخت و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لوله‌ها عمدتاً در وسط پایپ رک‌های یک طبقه یا طبقه بالایی از پایپ رک‌های دو طبقه نصب می‌شوند. جانمایی لوله‌های فرآیندی نیز خارج از محل قرارگیری لوله‌های خدماتی یا طبقه پایینی انجام می‌شود. همچنین، لوله‌های ایمنی همواره خارج از پایپ رک نصب می‌شوند.

next 00

فیتینگ Fitting یا اتصالات پایپینگ چیست؟

اتصالات یا به عبارت دقیق “فیتینگ” اجزایی هستند که جهت اتصال لوله‌ها به یکدیگر و ایجاد پوشش بر روی دهانه‌های لوله‌ها به کار می‌روند. استفاده از فیتینگ این امکان را به وجود می‌آورد که مسیر لوله‌ها تغییر یابد، انشعاب‌ها ایجاد شوند و ابعاد لوله‌ها تغییر کنند. نحوه اجرای اتصالات فیتینگ برای لوله‌های با قطر اندازه نامی (NPS) بیشتر از 75 میلی‌متر معمولاً توسط جوش لب به لب انجام می‌شود، در حالی که برای لوله‌های با NPS کمتر از 75 میلی‌متر از ساکت ولد (اتصال فشار قوی) یا پیچ و مهره استفاده می‌شود. برخی از انواع معمولی اتصالات پایپینگ شامل زانویی، سه راهی یا اتصال T شکل، انشعاب گیری لوله به لوله، کاهنده، کپ یا کلاهک، پلاگ یا درپوش، سوئیچ نیپل و پیچ و ساکت ولد می‌شوند.

فیتینگ - Fitting - لوله - لوله کشی، پایپینگ، لوله کشی صنعتی - لوله کشی نیروگاهی - پایپ - ولو
next 00

زانویی چیست و چه کاربردی دارد؟

زانویی، یکی از پرکاربردترین و اساسی‌ترین اتصالات فیتینگ است که جهت تغییر جهت لوله‌ها به کار می‌رود. این اتصالات به صورت متداول در دو نوع ۴۵ و ۹۰ درجه  در سیستم پایپینگ وجود دارند. بر اساس شعاع گردش، زانویی‌ها به دو دسته‌ی LR (شعاع بلند) و SR (شعاع کوتاه) تقسیم می‌شوند. در فیتینگ‌های جوشی، فاصله از مرکز تا انتهای زانویی LR برابر با 1.5 اندازه نامی لوله (NPS) و برای زانویی SR برابر با اندازه نامی لوله است.

در صورت عدم مشخص بودن کلاس زانویی، نوع LR به عنوان پیش‌فرض در نظر گرفته می‌شود. زانویی‌ها انواع متعددی دارند و یکی از پرکاربردترین آن‌ها، زانویی مایتر است. این نوع زانویی با پخ کردن انتهای چندین لوله و اتصال آن‌ها به یکدیگر شکل می‌گیرد. زانویی مایتر عمدتاً در سیستم‌های پایپینگ داکت‌های تهویه و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اجزای پایپینگ - فیتینگ - لوله - لوله کشی - پایپینگ - لوله کشی صنعتی - لوله کشی نیروگاهی - پایپ - ولو، پایپینگ
next 00

سه راهی چیست و چه کاربردی دارد؟

اتصال T شکل یا سه راهی، یک نوع اتصال است که برای ایجاد انشعاب در مسیر لوله‌ها و سیستم پایپینگ استفاده می‌شود. این اتصال معمولاً به دو نوع سه راهی مستقیم و کاهنده تقسیم می‌شود. در این سیستم، لوله اصلی که انشعاب از آن گرفته می‌شود، به نام “هدر” (Header) شناخته می‌شود و لوله‌های متصل به سه‌راهی به عنوان لوله‌های فرعی شناخته می‌شوند.

next 00

کاهنده چیست و چه کاربردی دارد؟

کاهنده یک ابزار است که برای اتصال لوله‌های با ابعاد مختلف در سیستم پایپینگ استفاده می‌شود. این ابزار به دو دسته هم مرکز و غیر هم مرکز تقسیم می‌شود. در کاهنده هم مرکز، محور مرکزی لوله‌ها در یک راستا قرار دارد. اما در کاهنده غیر هم مرکز، یک فاصله یا آفست بین محور مرکزی لوله‌ها وجود دارد که برابر نصف اختلاف بین قطرهای دو لوله است.

 سطح صاف کاهنده‌های غیر هم مرکز می‌تواند به دو صورت رو به پایین (پیکربندی FOB) یا رو به بالا (پیکربندی FOT) اجرا شود. در صورت اجرای پیکربندی FOB، می‌توان کاهنده را توسط پایپ رک نگهداری کرد.

next 00

انشعاب گیری لوله به لوله چیست و چه کاربردی دارد؟

اتصال Stub-In یا انشعاب گیری لوله به لوله، یکی از روش‌های متداول برای ایجاد انشعاب در سیستم‌های پایپینگ است. این روش به وسیله حفر حفره در بدنه لوله اصلی انجام می‌شود و سپس لوله‌های فرعی به این حفره جوش داده می‌شوند. در ادامه، از چندین پد تقویتی برای افزایش استحکام اطراف ناحیه اتصال و حفره استفاده می‌شود. تصویر زیر، یک نمونه از اجرای Stub-In با فواصل مجاز را به تصویر می‌کشد.

next 00

کپ چیست و چه کاربردی دارد؟

کپ یا کلاهک، ابزاری است که برای مسدود کردن انتهای باز لوله‌ها به کار می‌رود. هدف اساسی این وسیله، حفاظت از انتهای لوله‌های با اشکال متنوع و جلوگیری از نشت سیالات در سیستم پایپینگ است. کلاهک‌ها با اشکال (دایره‌ای، گرد، مستطیلی، U شکل، I شکل، شش ضلعی)، مواد ساخت (آلومینیوم، پلی‌اتیلن، فولاد ضد زنگ) و ابعاد مختلف در دسترس قرار می‌گیرند.

next 00

فیتینگ پیچی و ساکت ولد چه هستند؟

فیتینگ پیچی و روش “ساکت ولد” (Socket Weld)، دو روش متداول برای اتصال لوله‌هایی با قطر اسمی کمتر یا مساوی با 75 میلی‌متر (3 اینچ) می‌باشند. در روش ساکت ولد، قطعه فیتینگ به داخل لوله نفوذ می‌کند و سپس ناحیه بین لوله و فیتینگ جوش داده می‌شود.

next 00

نیپل چیست و چه کاربردی دارد؟

نیپل (Nipple) یا “سوئیچ نیپل” (Swage Nipple)، یک نوع کاهنده است که برای اتصال لوله‌ها به فیتینگ‌های پیچی و ساکت ولد در سیستم های  پایپینگ به کار می‌رود.

next 00

درپوش چیست و چه کاربردی دارد؟

درپوش یا “پلاگ” (Plug)، یک وسیله با عملکرد مشابه با کپ است، با این تفاوت که کپ‌ها با پوشاندن انتهای لوله، در حالی که پلاگ‌ها با فرو رفتن در بخش انتهایی لوله، از خروج سیالات جلوگیری می‌کنند.

next 00

فلنج در پایپینگ چیست؟

فلنج یا “Flange” یک قطعه دایره‌ای شکل به همراه چندین حفره است که برای اتصال لوله‌ها، نازل‌ها، شیرآلات، پمپ‌ها و دیگر تجهیزات در  سیستم های پایپینگ استفاده می‌شود. این فلنج‌ها، امکان دسترسی آسان برای تمیزکاری، بازرسی و اصلاح سیستم‌های پایپینگ را فراهم می‌کنند. باز کردن آسان برای تعمیر، نگهداری و بازرسی، این تجهیزات را به جایگزین مناسب و کارآمدی برای اتصالات جوشی و پیچی تبدیل کرده است. از ابزارهای مورد استفاده برای اتصال فلنجی می‌توان به پیچ، مهره و واشر یا به اصطلاح “گاسکت” اشاره کرد. واشر برای درزبندی و اطمینان از عدم نشت سیالات در بین دو سطح تجهیزات اتصالی استفاده می‌شود.

فلنج - انواع فلنج - پایپینگ - لوله کشی صنعتی - لوله کشی نیروگاهی - پایپ - ولو، پایپینگ
next 00

کلاس فلنج چیست؟

کلاس فلنج، یک سیستم کدگذاری است که برای تشخیص انواع فلنج‌ها بر اساس مشخصات فیزیکی به کار می‌رود. این کلاس فلنج به عنوان رده‌بندی فشار نیز شناخته می‌شود و این رده‌بندی، حداکثر فشار مجاز در دمای خاص را نمایش می‌دهد. فلنج‌های فولادی در کلاس‌های مختلفی مانند 150، 300، 400، 600، 900، 1500 و 2500 وجود دارند. به عنوان مثال، فلنج کلاس 150 می‌تواند در حداکثر فشار 150 پوند بر اینچ مربع (psi) یا 10.3 بار و دمای 500 درجه فارنهایت یا 260 درجه سانتی‌گراد در سیستم های پایپینگ مورد استفاده قرار گیرد.

با افزایش دما در سیستم، استفاده از فلنج با کلاس بالاتر توصیه می‌شود. به عنوان مثال، در سیستمی با دمای عملیاتی 750 درجه فارنهایت (399 درجه سانتی‌گراد)، حداکثر فشار مجاز برابر با 100 پوند بر اینچ مربع (6.9 بار) است. در این شرایط، فلنج کلاس 150 مناسب نخواهد بود و باید از فلنج کلاس 300 استفاده شود. هر چه کلاس فلنج بالاتر باشد، قطر و ضخامت آن نیز افزایش خواهد یافت. به عنوان مثال، تصویر زیر، نمونه‌ای از فلنج‌های ۶ اینچی در کلاس‌های مختلف را نمایش می‌دهد.

next 00

پیشانی فلنج چیست؟

پیشانی فلنج یا “Flange Face”، سطح اتصال بین دو قطعه اتصالی است که واشر بر روی آن قرار می‌گیرد. این نوع فلنج بر اساس شکل پیشانی به سه دسته RF (Raised Face)، FF (Flat Face) و RTJ (Ring Type Joint) تقسیم می‌شود:

– فلنج پیشانی تخت یا “Flat Face Flange” (FF): سطح تماس صاف است.

– فلنج پیشانی برجسته یا “Raised Face Flange” (RF): سطح تماس به اندازه 1/16 اینچ (حدود 1.6 میلی‌متر) برای فلنج‌های کلاس 150 و 300 و به اندازه 1/4 اینچ (6.35 میلی‌متر) برای فلنج‌های بالاتر برجسته شده است. در جدول سایز فلنج، مقدار 1/4 اینچ در نظر گرفته نمی‌شود، با این حال، مقدار 1/16 اینچ باید در این جدول لحاظ گردد.

– فلنج رینگ جوینت یا “Ring Type Joint Flange” (RTJ): سطح اتصال دارای شیار و رینگ فلزی است. این پیکربندی امکان سفت کردن فلنج بر روی محل مورد نظر را فراهم می‌کند و در فلنج RTJ از هیچ واشری استفاده نمی‌شود.

next 00

انواع فلنج در پایپینگ کدام هستند؟

انواع فلنج مور استفاده در سیستم‌های پایپینگ معمولا بر اساس نحوه اتصال فلنج به لوله تقسیم‌بندی می‌شوند. بر این اساس، از متداول‌ترین انواع فلنج در لوله کشی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • «فلنج گلودار جوشی» (Welding Neck Flange) یا فلنج WN
  • «فلنج اسلیپان» (Slip-On Flange) یا فلنج SO
  • «فلنج روزه ای» (Threaded Flange) یا فلنج THRD
  • «فلنچ ساکت جوشی» (Socket Weld Flange) یا فلنج SW
  • «فلنج لبه دار» (Lap Joint Flange) یا فلنج LJ
  • «فلنج کاهنده» (Reducing Flange) یا فلنج RED
  • «فلنج کور» (Blind Flange) یا فلنج BLD
  • «فلنج گلودار جوشی برجسته» (Raised Face Weld Neck Flange) یا فلنج RFWN
next 00

استانداردهای پایپینگ چه هستند؟

استانداردها و کدهای پایپینگ، یک مجموعه گسترده از دستورالعمل‌های طراحی و مهندسی برای تاسیسات پایپینگ می‌باشند. این استانداردها با هدف اطمینان از طراحی و عملکرد ایمن سیستم‌های لوله‌کشی استفاده می‌شوند. رعایت الزامات موجود در این دستورالعمل‌ها، عملکرد مناسب و نگهداری ایمن تاسیسات را فراهم می‌کند. کدهای پایپینگ توسط کمیسیون‌های متخصص تدوین شده و از نظر سازگاری با قوانین دولتی، به ویژه در زمینه ایمنی و کار، ارزیابی می‌شوند.

استاندارد ASME B31 به عنوان اصلی‌ترین استاندارد و مرجع برای طراحی سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی شناخته می‌شود. این استاندارد توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME) تدوین شده و در بسیاری از پروژه‌های صنعتی به کار رفته است. از کدهای مختلف استاندارد ASME B31 می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

– ASME B31.1: “پاور پایپینگ” (Power Piping) یا لوله‌کشی صنایع نیروگاهی
– ASME B31.2: “لوله‌کشی گاز” (Fuel Gas Piping)
– ASME B31.3: “پایپینگ فرآیندی” (Process Piping)
– ASME B31.4: “سیستم‌های انتقال لوله برای هیدروکربن‌های مایع و دیگر مایعات” (Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids)
– ASME B31.5: “لوله‌کشی تبرید و اجزای انتقال حرارت” (Refrigeration Piping and Heat Transfer Components)
– ASME B31.8: “سیستم‌های انتقال و توزیع گاز” (Gas Transmission and Distribution Piping Systems)
– ASME B31.8S: “مدیریت یکپارچگی سیستم لوله‌کشی گاز” (Managing System Integrity of Gas Pipelines)
– ASME B31.9: “لوله‌کشی تاسیسات ساختمان” (Building Services Piping)
– ASME B31.11: “سیستم‌های لوله‌کشی انتقال دوغاب” (Slurry Transportation Piping Systems)
– ASME B31G: “راهنمای تعیین مقاومت باقیمانده لوله‌های خورده شده” (Manual for Determining Remaining Strength of Corroded Pipelines)

مهندسان و طراحان برای اجرای فعالیت‌های پروژه در سیستم‌های پایپینگ باید مطابق با عملکرد مورد انتظار از این سیستم‌ها، استفاده از استانداردها و کدهای مرتبط را تأکید کنند. در این مقاله، برای طراحی سیستم‌های پایپینگ کارخانه‌های فرآیندی، از کد AME B31.3 به عنوان مبنای اصلی استفاده می‌شود. بیشتر ولوها که در سیستم‌های پایپینگ کارخانه‌های فرآیندی به کار می‌روند، مطابق با استانداردهای زیر تهیه می‌شوند:

– ASME B31.16: ابعاد سر به سر (End to End) و سطح به سطح
– ASME B31.34: انتهای فلنجی، رزوه دار و جوشی
– API 526: شیر اطمینان فولادی با اتصال فلنجی
– API 594: شیر سماوری
– API 599: شیر یک طرفه فشاری
– API 600: شیر کشویی برای صنایع نفت و گاز طبیعی
– API 602: شیر کشویی با فولاد فشرده
– API 603: شیر کشویی کلاس 150 با انتهای فلنجی و مقاوم در برابر خوردگی
– API 608: شیر توپی فلزی
– API 609: شیر پروانه‌ای
– AWWA C500: شیر کشویی برای لوله‌کشی آب
– AWWA C504: شیر پروانه ای با نشیمنگاه لاستیکی
– MSS SP-42: شیرهای کشویی، کروی، زاویه‌ای و یک طرفه کلاس 150 با انتهای فلنجی و جوشی، مقاوم در برابر خوردگی
– MSS SP-70: شیرهای کشویی چدنی با انتهای فلنجی یا رزوه دار
– MSS SP-71: شیر یک طرفه مدور چدنی با انتهای فلنجی و روزه دار
– MSS SP-72: شیرهای توپی با انتهای جوشی یا فلنجی برای خدمات عمومی
– MSS SP-80: شیرهای کشویی، کروی، زاویه‌ای و یک طرفه برنزی
– MSS SP-81: شیرهای گيوتينی
– MSS SP-85: شیرهای کروی و زاویه‌ای از جنس چدن خاکستری با انتهای فلنجی و روزه دار
– MSS SP-88: شیرهای دیافراگمی
– MSS SP-105: شیرهای ابزار دقیق

همچنین، استانداردهای پرکاربرد برای طراحی فلنج‌ها در سیستم‌های پایپینگ عبارتند از:

– ANSI B16.1: فلنج و فیتینگ فلنجی لوله از جنس چدن
– ASME B16.5: فلنج و فیتینگ فلنجی لوله
– ASME B16.24: فلنج و فیتینگ فلنجی لوله از جنس آلیاژ ریختگی مس با کلاس‌های 150، 300، 600، 900، 1500 و 2500
– ASME B16.36: فلنج اریفیس با کلاس‌های 300 تا 2500
– ASME B16.42: فلنج و فیتینگ فلنجی لوله از جنس چدن نشکن با کلاس‌های 150 و 300
– ASME B16.47: فلنج‌های فولادی با قطر بزرگ (NPS بین 26 تا 60)
– ASME B16.48: بلنک‌های فولادی
– AWWA C115: لوله‌های فلنجی از جنس چدن نشکن با فلنج روزه دار از جنس چدن نشکن یا چدن خاکستری
– AWWA C207: لوله‌های فلنجی از جنس فولاد برای انتقال آب با قطر 4 تا 144 اینچ
– MSS SP44: فلنج خط لوله فولادی
– MSS SP51: فلنج و فیتینگ فلنجی کلاس 150LW مقاوم در برابر خوردگی
– MSS SP65: فلنج‌های فشار قوی مورد استفاده در صنایع شیمیایی با ته کوب روزه دار و گسکت لنزی

next 00

حداقل تنش مجاز پایپینگ چقدر است؟

مطابق با استاندارد ASME B31.3، حداقل تنش مجاز برای سیستم‌های لوله کشی یا همان سیستم های  پایپینگ را می‌توان به صورت زیر تعیین کرد:

  • یک سوم مقاومت کششی نهایی ماده در دمای عملیاتی
  • یک سوم مقاومت کششی نهایی ماده در دمای اتاق
  • دو سوم مقاومت کششی تسلیم ماده در دمای عملیاتی
  • دو سوم مقاومت کششی تسلیم ماده در دمای اتاق
  • تنش میانگین برای نرخ خزش 0.01 درصد در هر 1000 ساعت
  • برای موادی با عیار سازه‌ای، 0.92 پایین‌ترین مقدار به دست آمده از ۵ مورد بالا

مبحث حداقل تنش مجاز  پایپینگ، به طور کامل در بند 302.3 استاندارد ASME B31.3 مورد بررسی قرار گرفته است. 

در این مقاله سعی کردیم به برسی و مطالعه نکات مهم در  زمینه پایپینگ یا  لوله کشی صنعتی و همچنین بررسی انواع شیرآلات صنعتی و عملکرد آن‌ها بپردازیم. شما عزیزان می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر و انتخاب بهترین پمپ در زمینه کاری خود و کسب اطلاعات فنی پمپ‌ها با  کارشناسان ما در شرکت ایمن داتیس آسیا در ارتباط باشید.

سوالات متداول

نام دیگر کوپلینگ‌های آتش نشانی، کوپلینگ‌های شیلنگ خور است و یکی از اتصالات اطفاء حریق هستند. اتصال کوپلینگ آتش نشانی از یک طرف به هیدرانت متصل به شیر فلکه و از طرف دیگر به هیدرانت های متصل به نازل، انجام می‌شود. اتصال شیلنگ‌ها به کوپلینگ، از راه سیم پیچ و توسط بست، انجام می‌شود.

یکی از قطعات در سیستم لوله کشی آتش نشانی شیر فلکه آتش نشانی است که وظیفه‌اش این است که قطع و وصل جریان را کنترل کند. 

تنش‌های موقتی، تنش‌های ناشی از اعمال بارهای موقتی نظیر باد، زلزله، تخلیه شیر اطمینان و غیره هستند. این تنش‌ها در یک بازه زمانی کوتاه (معمولا کمتر از 10 درصد بازه کاری کل) بر روی سیستم پایپینگ اعمال می‌شوند. مطابق با استاندارد ASME B31.3، بند 302.3.6، جمع تنش‌های ثابت (SL) و موقتی باید کمتر از 1.33 برابر تنش مجاز (Sh) باشد. در این استاندارد، نحوه محاسبه و در نظر گرفتن بارهای ناشی از لرزش به طور دقیق توضیح داده نشده است. این بارها باید مطابق با تجربه و قضاوت مهندسی در نظر گرفته شوند.

به منظور کاهش تنش اعمال شده بر سیستم‌های لوله کشی می‌توان از ساپورت‌هایی با طول مناسب استفاده کرد. این کار، میزان تاثیر تنش‌های ثابت ناشی از وزن اجزا را کاهش می‌دهد. افزایش انعطاف‌پذیری سیستم با به کارگیری حلقه انبساط، آفست (دوخم)، زانویی و المان‌های مشابه نیز باعث کاهش تنش‌های اعمال شده بر سیستم می‌شود.

پمپ صنعتی، پمپ آبرسانی، ابرسانی، پمپ آتش نشانی، انواع پمپ صنعتی، پایپینگ، برج خنک کننده

شرکت ایمن داتیس آسیا با اتکا بر دانش روز، فعالیت مستمر و با همکاری نیروهای فوق تخصص، هم اینک در زمره شرکت های برتر بخش خصوصی در زمینه صنعت ایمنی و آتش نشانی شناخته می شود. این مجموعه همواره در تلاش است که به صورت مستمر و پویا در گسترش زیرساخت های ایمنی و آتش نشانی کشور عزیزمان ایران ایفای نقش نموده و در راستای تحقق اهدافی همچون توسعه و صنعتی سازی فناوری های نوین گام هایی بزرگ بردارد.

0
لطفا دیدگاه خود را با ما درمیان بگذارید.x