مهندسي Piping.................................................................................... 5

نقشه ها و مدارك مورد نياز در طراحي Piping............................................... 6

دياگرام جريان يا فرآيند (PFD)..................................................................... 7

دياگرام لوله كشي به همراه ابزار دقيق (P&ID)................................................ 8

Line List............................................................................................ 9

ليست تجهيزات (Equipment List)........................................................... 9

Piping Specification...................................................................... 10

Plot Plan....................................................................................... 10

نقشه هاي طراحي Piping....................................................................... 12

مدلهاي اشل (Scale) و نقشه هاي مركب.................................................... 13

نقشه هاي ايزومتريك Piping................................................................... 14

ايزومتريك ساپورت................................................................................. 14

نقشه هاي بازرسي تيم در حال سرويس........................................................ 15

Material of Piping........................................................................ 16

پارامترهاي فرمول.................................................................................. 17

Line Direction Change.................................................................. 22

موارد استفاده از Bend...................................................................................................... 24

اقلام مورد استفاده در تغيير سايز Line Size Reduction............................................................. 24

شيرها (Valves)................................................................................. 28

معرفي انواع شير................................................................................... 29

انواع شيرهاي نوع دروازه ‌اي (Gate Valves)......................................................................... 29

شيرآلات مناسب براي تنظيم جريان.............................................................. 31

شيرآلات براي جلوگيري از برگشت جريان..................................................... 34

شيرهاي كنترل و تنظيم كننده هاي فشار........................................................ 36

شيرهاي كنترل:................................................................................................................ 37

شيرآلات كلاس بندي نشده........................................................................ 37

انواع پرداخت و صورت فلنچ (Flang Facing & Finishing)....................... 40

سوارخهاي پيچ در فلانچ ها...................................................................... 42

پيچ هاي فلنچ ها.................................................................................... 42

واشرها (Gaskets).............................................................................. 42

جداكننده ها ، صافي ها، توري ها و Driplegs............................................. 43

صافي ها............................................................................................. 44

توري ها.............................................................................................. 45

DRIPLEGS......................................................................................... 45

لوله كشي انعطاف پذير (flexible piping)............................................... 45

انواع ساپورت ها................................................................................... 46

انواع تكيه گاههاي وزني.......................................................................... 47

انواع مهاركننده هاي صلب....................................................................... 50

مهاركننده هاي مسائل نرمال (Expansio Joint)......................................... 52

CAESARII.......................................................................................... 56

Static Analysis capabilities......................................................... 57

Mode shape and Natural frequency calculation..................... 58

نيازمنديها براي استفاده از نرم افزار............................................................ 62

فصل دوم............................................................................................ 66

مقدمه................................................................................................. 67

مروري بر استانداردهاي كاربردي مربوط به PIPING....................................... 73

 

 

نقش مهندسي Pipingدر پروژه هاي ساختماني

مهندسي Piping

مهندسي Piping سه شاخه كلي را شامل مي شود:

1) Material of Piping

2) Supporting & Stress Analyse

3) Design

در اين جا به بررسي مدارك مورد نياز براي شروع يك پروژه در يك واحد فرآيندي مي پردازيم هر پروژه شامل سه بخش و يا سه مرحله مي باشد كه شركتهاي مجري انجام پروژه براساس نوع فعاليت تقسيم بندي مي شوند. سه بخش كلي پروژه عبارتند از:

1) Engineering 2) Procurment 3) Construction

مرحله اول: بخش مهندسي يا همان بخش طراحي انجام پروژه مي باشد.

مرحله دوم: تهيه ابزار آلات لازم براي انجام پروژه مي باشد.

مرحله سوم: ساخت و ساز پروژه مي باشد.

شركتهاي مختلف بنا به نوع فعاليت به شركتهاي EPC يا EP و يا PC تقسيم بندي مي شوند عمده شركتهاي معتبر در اين صنعت از نوع شركتهاي EPC هستند.

در اين مرحله به معرفي نقشه ها و مدارك مورد نياز براي انجام يك پروژه مي‌پردازيم.

نقشه ها و مدارك مورد نياز در طراحي Piping

به منظور انجام فعاليتهاي مربوط به يك پروژه لازم است كه يك تيم پروژه تحت نظر يك مدير پروژه مشغول شوند. مدير پروژه مسئول و كنترل كننده تمامي فعاليتها بوده و پاسخگوي مسائل مربوط مي باشد. افراد مشغول در انجام پروژه مسائلي از قبيل طراحي مهندسي، زمان بندي و قيمت تمام شده را در موارد مختلف به مدير پروژه ارائه مي كنند كه البته معمولاً اين موضوع شامل مسائل فني پروژه نمي شود.

دپارتمان مهندسي مكانيك مهندسين را براي انجام يك پروژه خاص در زمينه هاي زير بكار مي گيرد. اين زمينه ها عبارتند از: طراحي سيستمها و تجهيزات، ساخت و گرمايش و تهويه مطبوع و نيز طراحي تيم هاي Piping.

مهندسين Piping موظفند پروژه را طوري هدايت كنند كه اهداف نهايي پروژه تامين شود برخي از اين مسئوليت ها شامل موارد زير است:

- انجام مراحل طراحي مهندسي كارخانه فرآيندي و ارائه طرح سيستم Piping

- تحليل تنش لوله‌ها

- طراحي تكيه گاه‌ها

- پيشگيري از واماندگي و خروج سيال از سيستم

- به پايان رساندن موارد مشخص شده در قرارداد پروژه

- ارتباط با بخشهاي ديگر پروژه به منظور هماهنگي ميان تمام گروه‌هاي مربوطه

و تطابق لازمه با مشخصات استاندارد، مشخصات فني، برنامه زمانبندي تعيين شده و در نهايت بودجه در نظر گرفته شده است.

براي كنترل تمامي فازهاي طراحي، آناليز، تداركات، ساعت و نصب لوله ها و تكيه گاهها و ساير قسمتهايي كه در شكل گرفتن تيم Piping لازم است سندهاي فني موجگود است كه ابزار و روشهاي لازم را فراهم مي كنند.

مهندسين Piping با مطالعه دقيق نيازها تشخيص مي دهد كه چه مداركي لازم است و در چه زماني بايد مورد استفاده و يا براي تاييد به ديگر اعضاي پروژه تحويل داده شود.

مدرك هاي مورد نياز در مهندسي ‍Piping شامل موارد زير است:

• دياگرام جريان يا فرآيند Process Flow Diagram (PFD)
• دياگرام لوله كشي به همراه ابزار دقيق Piping and Instrument Diagram (P&ID)
• Line List ليست خطوط
• Piping Specification مدارك محدود و يا مشخصات فني كار
• Plot Plan جانمايي كلي واحد فرآيندي
• Piping Layout نقشه هاي طراحي لوله كشي
• ايزومتريك لوله كشي Piping Isometric
• ايزومتريك ساپورت Support Isometric
• نقشه هاي مركب
• نقشه هاي قيود و تكيه گاهها
• مدل اشل Scale Model
• گزارشهاي مربوط به تحليل تنش
• نقشه هاي مربوط به بازرسي در حال سرويس
• گزارش تغييرات در طراحي

دياگرام جريان يا فرآيند (PFD)

نقشه شماتيكي است كه تعريف كلي از فرآيند سيستم را توسط نمايش تجهيزات و خطوط اصلي فرآيند همراه با مشخصات پروسي اين خطوط ارائه مي دهد اين مشخصات عموماً شامل درجه حرارت و فشار كاري (عملياتي)، دبي جريان، دانسيته و ويسكوزيته، ميزان و يا درصد عناصر مهم در خطوط مختلف مي باشد. اين مهم توسط مهندسي شيمي- فرآيند آماده شده و هدف پروژه و نحوه فعاليت كارخانه را از لحاظ جريان فرآيند معين مي كند اين دياگرام در مرحله Basic Design ايجاد مي شود.

دياگرام لوله كشي به همراه ابزار دقيق (P&ID)

سندي كه براساس P.F.D پايه گذاري مي شود وي با جزئيات كاربردي
Piping and Instrument Diagram مي باشد.

اين دياگرام مشخصات فرآيندي تجهيزات، اجزاء و اقلام مورد نياز در سيستم لوله كشي نيازهاي ابزار دقيق و محل قرارگيري آنها، نحوه اتصالات لوله ها را بين تجهيزات مختلف، سيستم عايق بندي، سايز لوله ها، كلاسهاي مختلف كاري براساس نوع سرويس و فشار كاري (Rating)، خطوط شيبدار و مقدار شيب، جهت جريان و… را براساس شماره خطها نشان مي دهد. نكته قابل توجه در توضيحات بالا اين است كه آندسته از اقلام لوله كشي كه در طراحي Piping Layout (چيدمان لوله‌كشي) مورد نياز واقع مي شوند در نقشه P&ID ديده نمي شوند. از جمله زانويي ها كه دقيقاً بستگي به طريقه چيدمان لوله كشي دارند.

نكته ديگر در اين مبحث اين است كه مجموعه سرويس كه تعيين كننده جنس لوله و فشار كاري كه اصطلاحاً Rating مي گويند را با كلاس كاري نمايش مي دهند. نكته بعدي كه در (P&ID) به آن اشاره مي شود.

كه براي ارجاع به Line List پروژه Piping بكار مي رود اين شماره تا وقتي كه پارامترهاي طراحي تغيير نكند ثابت باقي خواهد ماند لذا وقتي يك شماره خط تغيير مي كند.

بايد انتظار داشت كه برخي از پارامترها از قبيل سرويس خطوط (سيالي كه در داخل لوله جريان دارد)، ماده بكار رفته، دما، فشار و يا هر تركيب ديگري از اين خصوصيات تغيير كرده باشد.

به طور خلاصه شماره خطوط شامل اطلاعات زير است:

- قطر اسمي

- سرويس داخل لوله

- اعدادي كه شماره خط را مشخص مي كند

- كلاس كاري

بعنوان مثال CWS-1005-150CS-16 يك شماره خط است كه به ترتيب از سمت راست مشخص كننده لوله با قطر اسمي 16 اينچ و كلاس كاري 150CS به معناي 150 پوند rating و جنس كربن استيل CS و شماره خط 1005، در يك سيستم تغذيه آب سرد Cooling Water Supply.

Line List

اعداد نشانگر شماره خط در P&ID به منظور مشخص شدن در ليست خط
(Line List) در نظر گرفته مي شوند. ليست خط شامل تمام خطوط پروژه مي شود كه با توجه به سيستم مربوطه و سپس با توجه به اعداد نشانگر طبقه بندي مي شوند. اين ليست تمام پارامترهاي طراحي خط مربوطه شامل قطر لوله، ضخامت ديواره، نوع سيال، دماي طراحي و دماي كاري جنس ضخامت عايق و استاندارد بكار رفته را در بر مي گيرد. علاوه بر Line List اكثر پروژه ها ليستي از شيرهاي مورد استفاده در سيستم Piping نيز دارند شماره شير كه براي هر شير بطور منحصر به فرد تعيين مي شود، سيستم مربوطه، كلاس و احتمالاً نوع شير را مشخص مي كند؛ نمونه Line List در ادامه آورده شده است.

ليست تجهيزات (Equipment List)

اين مدرك تجهيزات را كه بايد در محدوده واحد فرآيند يا واحدهاي جانبي قرار گيرند همراه با شماره بندي توضيحات فرآيندي ليست مي كند. نمونه ليست تجهيزات در ادامه آمده است.

Piping Specification

مدركي است كه براساس استانداردهاي مختلف طراحي خارج مي شود. چكيده استانداردهاي طراحي است. اين مدرك محدوديت هاي كاري را در طراحي و خريد و ساخت و ساز و… براساس مسائل اقتصادي منطقه، مسائل فني و هماهنگي گروههاي مختلف كاري ايجاد مي شود. اين مدرك در حقيقت بايدها و نبايدهاي موجود در استاندارد را پوشش مي دهد.

مزيت هاي اين مدرك شامل موارد زير است:

1- جلوگيري از اتلاف دقت در پروژه در مراجعه به تك تك استانداردها.

2- سليقه اي كار نشدن پروژه و يك دست و تيپ بودن كار.

3- جلوگيري از اشتباهات فني در مسائل حائز اهميت.

4- مسائل و محدوديت اقتصادي منطقه در موجود و يا نبودن امكانات ساخت و يا خريد از جمله مهمترين Specها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

- Piping Material Specification (P.M.S)

- Insulation Specification

- Painting Specification

- Supporting Specification

Plot Plan

Plot Plan يكي از مدارك مهم وكليدي مي‌باشد كه طي فاز مهندسي ايجاد مي‌گردد و از آن براي جانمايي تجهيزات و قسمتهاي مختلف مانند واحدهاي پروسس، لوله كشي و… و همچنين ثبت روال فعاليتهاي عمده مهندسي و ساخت استفاده مي گردد.

Plot Plan واحد فرآيند عبارت است از يك نقشه آرايش يافته كه مشخص كننده محدوده كار يك كارخانه، جاده، ساختمانهاي صنعتي و غيرصنعتي، تجهيزات و محل قرارگيري آنها سازه هاي مورد نياز واحد، مانند Piperack (سازه اي است كه لوله به صورت دسته بر روي آن قرار مي گيرد) و… كه اين موارد براي يك فرآيند مشخص طراحي مي گردد.

Plot Plan نهايي تمام اجزاء را با شماره هاي مخصوص مشخص مي كند و با مقياس اشكال تجهيزات و امكانات نگهداري را در نمادهاي عمودي و افقي دو بعدي نشان مي دهد، عموماً آرايش ها و نقشه هاي سه بعدي براي تجسم بهتر به كار برده مي شود.

زمينه‌هاي مختلف استفاده از Plot Plan در قسمت هاي مختلف پروژه در بخش زير توضيح داده شده است.

- طراحي لوله: Plot Plan به منظور جانمايي تجهيزات و تيم هاي لوله كشي فرآيند و بررسي عدم برخورد لوله ها به هم و همچنين برآورد اجناس و مقادير لوله مورد استفاده قرار مي گيرد.

- سازه: Plot Plan به منظور ايجاد نقشه هاي نواحي مختلف از لحاظ ارتفاعي و محلهاي تخليه و زيرزميني، طراحي فونداسيون و سازه ها و لوله ها، محيطهاي محصور و محيطهاي مسقف و برآورد تمامي اجناس عمده بكار مي رود.

- مهندسي برق: Plot Plan به منظور ايجاد نقشه هاي تفكيكي محيط تعيين مكان سويچرها و پستهاي فرعي و مراكز كنترل موتور، تعيين مسير كابلها و تخمين اجناس عمده به كار مي رود.

- مهندس ابزار دقيق: Plot Plan جهت تعيين مكانهاي ابزار دقيق اتاقهاي كنترل، مسير كابلها، كنترل خانه اصلي و برآورد اجناس عمده مورد استفاده قرار مي گيرد.

- مهندسي سيستم ها: Plot Plan جهت تسهيل طراحي هيدروليكي، سايز كردن لوله و نيازهاي قطع جريان امكانات مورد استفاده قرار مي گيرد.

- زمان بندي و كنترل پروژه: Plot Plan جهت زمان بندي فعاليتهاي مهندسي در دوره هاي تعيين شده مورد استفاده قرار مي گيرد.

- ساخت: Plot Plan جهت زمان بندي مراحل ساخت تمام تجهيزات كارخانه مطالعات مربوط به طنابها و كابلهاي مورد استفاده در جابجايي هاي تجهيزات و باربرداريهاي عظيم بررسي قابليت هاي ساخت و فضاهاي لازم جهت هدايت در طول دوره ساخت مورد استفاده قرار مي گيرد.

- برآورد هزينه: Plot Plan جهت برآورد كلي كارخانه يا پالايشگاه بكار برده مي‌شود.

- استفاده كارفرما: Plot Plan جهت بررسي هاي امنيتي، اپراتوري، نگهداري و نيز به منظور ايجاد يك نقشه همزمان با ساخت از چيدمان كارخانه و مسائل كنترل پيمانكاران مورد استفاده قرار مي گيرد.

نمونه يك Plot Plan در ذيل آمده است.

نقشه هاي طراحي Piping

براساس P&ID و Plot Plan و Specها نقشه هاي طراحي Piping تهيه مي شوند اين نقشه ها مسير و شكل دقيق سيستم Piping را نشان مي دهد و اصلي ترين document مورد استفاده توسط مهندسين Piping است. اين نقشه ها معمولاً شامل نماهاي elevation و Plan مي شوند (نماي Plan نما از بالا و نماي elevation نماي از جانب است).

يك نماي Plan از يك سيستم Piping به طور نمونه در شكل A آورده شده است. اين نما لوله ها و مخازن اصلي و همچنين چگونگي عبور لوله از ساختمان را نشان مي‌دهد وي از طرف ديگر نماي پلان تفاوت ارتفاع را به خوبي نشان نمي دهد لذا براي مشخص شدن مسير Piping هر دو نماي Plan و elevation لازم است. (شكل B نماي elevation را نشان مي دهد) براي مثال ارتفاع نازل A به آساني قابل تشخيص نيست همان طوري كه در اين شكلها ديده مي شود. Piping به صورت يك خط توپر نشان داده مي شود.

زماني كه مسير Piping مشخص شد بايد با اندازه گيري نسبت به نقاط مبنا روي نقشه تعيين گردد. معمولاً Piping نسبت به ديوار يا ستون ساختمان كه محل آنها ثابت است، اندازه گيري مي شود.

 

 

 

شامل ورد 91 ص