نقش مهندسی Piping در پروژه های ساختمانی

فهرست مطالب

نقشه ها و مدارک مورد نیاز در طراحی Piping 4

دیاگرام جریان یا فرآیند (PFD) 6

دیاگرام لوله کشی به همراه ابزار دقیق (P&ID) 6

Line List 8

لیست تجهیزات (Equipment List) 8

Piping Specification 9

Plot Plan 10

نقشه های طراحی Piping 12

مدلهای اشل (Scale) و نقشه های مرکب ۱۳

نقشه های ایزومتریک Piping 14

ایزومتریک ساپورت ۱۵

نقشه های بازرسی تیم در حال سرویس ۱۶

Material of Piping 16

Line Direction Change 24

موارد استفاده از Bend 26

اقلام مورد استفاده در تغییر سایز Line Size Reduction 26

انواع شیرهای نوع دروازه ‌ای (Gate Valves) 32

Solid wedge gate valve: 32

Double disc parallel-seatgate valve: 33

Double disc (splitwedg lgate valve): 33

Single seat single disk gate valve: 33

Single disk parallel seat gate valve: 34

Plug gate valve: 34

Plug valve: 34

Line blind valve: 35

شیرآلات مناسب برای تنظیم جریان ۳۵

Reqular disk glob valve: 36

Plug Type disk globe valve: 36

Wye body globe valve: 36

Composition globe valve: 36

Double disk globe valve: 37

Needle valve: 37

Squeeze valve: 37

Pinch valve: 37

Rotary ball valve: 38

Butterfly valve: 38

Swing check valve: 39

Tiling check valve: 40

Piston check valve: 40

Lift check valve: 40

Stope check valve: 41

Ball check valve: 41

Wafer check valve: 41

شیرهای کنترل و تنظیم کننده های فشار ۴۱

۸-۸ ۴۱

لوله کشی انعطاف پذیر (flexible piping) 52

انواع تکیه گاههای وزنی ۵۴

انواع مهارکننده های صلب ۵۸

فصل دوم ۷۷

مقدمه ۷۸

بخش سوم ۱۰۲

بخش چهارم ۱۰۵

بخش پنجم ۱۰۷

بخش ششم ۱۰۸

مهندسی Piping سه شاخه کلی را شامل می شود:

۱) Material of Piping

2) Supporting & Stress Analyse

3) Design

در این جا به بررسی مدارک مورد نیاز برای شروع یک پروژه در یک واحد فرآیندی می پردازیم هر پروژه شامل سه بخش و یا سه مرحله می باشد که شرکتهای مجری انجام پروژه براساس نوع فعالیت تقسیم بندی می شوند. سه بخش کلی پروژه عبارتند از:

۱) Engineering 2) Procurment 3) Construction

مرحله اول: بخش مهندسی یا همان بخش طراحی انجام پروژه می باشد.

مرحله دوم: تهیه ابزار آلات لازم برای انجام پروژه می باشد.

مرحله سوم: ساخت و ساز پروژه می باشد.

شرکتهای مختلف بنا به نوع فعالیت به شرکتهای EPC یا EP و یا PC تقسیم بندی می شوند عمده شرکتهای معتبر در این صنعت از نوع شرکتهای EPC هستند.

در این مرحله به معرفی نقشه ها و مدارک مورد نیاز برای انجام یک پروژه می‌پردازیم.

نقشه ها و مدارک مورد نیاز در طراحی Piping

به منظور انجام فعالیتهای مربوط به یک پروژه لازم است که یک تیم پروژه تحت نظر یک مدیر پروژه مشغول شوند. مدیر پروژه مسئول و کنترل کننده تمامی فعالیتها بوده و پاسخگوی مسائل مربوط می باشد. افراد مشغول در انجام پروژه مسائلی از قبیل طراحی مهندسی، زمان بندی و قیمت تمام شده را در موارد مختلف به مدیر پروژه ارائه می کنند که البته معمولاً این موضوع شامل مسائل فنی پروژه نمی شود.

دپارتمان مهندسی مکانیک مهندسین را برای انجام یک پروژه خاص در زمینه های زیر بکار می گیرد. این زمینه ها عبارتند از: طراحی سیستمها و تجهیزات، ساخت و گرمایش و تهویه مطبوع و نیز طراحی تیم های Piping.

مهندسین Piping موظفند پروژه را طوری هدایت کنند که اهداف نهایی پروژه تامین شود برخی از این مسئولیت ها شامل موارد زیر است:

- انجام مراحل طراحی مهندسی کارخانه فرآیندی و ارائه طرح سیستم Piping

- تحلیل تنش لوله‌ها

- طراحی تکیه گاه‌ها

- پیشگیری از واماندگی و خروج سیال از سیستم

- به پایان رساندن موارد مشخص شده در قرارداد پروژه

- ارتباط با بخشهای دیگر پروژه به منظور هماهنگی میان تمام گروه‌های مربوطه

و تطابق لازمه با مشخصات استاندارد، مشخصات فنی، برنامه زمانبندی تعیین شده و در نهایت بودجه در نظر گرفته شده است.

برای کنترل تمامی فازهای طراحی، آنالیز، تدارکات، ساعت و نصب لوله ها و تکیه گاهها و سایر قسمتهایی که در شکل گرفتن تیم Piping لازم است سندهای فنی موجگود است که ابزار و روشهای لازم را فراهم می کنند.

مهندسین Piping با مطالعه دقیق نیازها تشخیص می دهد که چه مدارکی لازم است و در چه زمانی باید مورد استفاده و یا برای تایید به دیگر اعضای پروژه تحویل داده شود.

مدرک های مورد نیاز در مهندسی ‍Piping شامل موارد زیر است:

• دیاگرام جریان یا فرآیند Process Flow Diagram (PFD)

• دیاگرام لوله کشی به همراه ابزار دقیق  Piping and Instrument Diagram (P&ID)

• Line List لیست خطوط

• Piping Specification مدارک محدود و یا مشخصات فنی کار

• Plot Plan جانمایی کلی واحد فرآیندی

• Piping Layout نقشه های طراحی لوله کشی

• ایزومتریک لوله کشی Piping Isometric

• ایزومتریک ساپورت Support Isometric

• نقشه های مرکب

• نقشه های قیود و تکیه گاهها

• مدل اشل Scale Model

• گزارشهای مربوط به تحلیل تنش

• نقشه های مربوط به بازرسی در حال سرویس

• گزارش تغییرات در طراحی

دیاگرام جریان یا فرآیند (PFD)

نقشه شماتیکی است که تعریف کلی از فرآیند سیستم را توسط نمایش تجهیزات و خطوط اصلی فرآیند همراه با مشخصات پروسی این خطوط ارائه می دهد این مشخصات عموماً شامل درجه حرارت و فشار کاری (عملیاتی)، دبی جریان، دانسیته و ویسکوزیته، میزان و یا درصد عناصر مهم در خطوط مختلف می باشد. این مهم توسط مهندسی شیمی- فرآیند آماده شده و هدف پروژه و نحوه فعالیت کارخانه را از لحاظ جریان فرآیند معین می کند این دیاگرام در مرحله Basic Design ایجاد می شود.

دیاگرام لوله کشی به همراه ابزار دقیق (P&ID)

سندی که براساس P.F.D پایه گذاری می شود وی با جزئیات کاربردی

Piping and Instrument Diagram می باشد.

این دیاگرام مشخصات فرآیندی تجهیزات، اجزاء و اقلام مورد نیاز در سیستم لوله کشی نیازهای ابزار دقیق و محل قرارگیری آنها، نحوه اتصالات لوله ها را بین تجهیزات مختلف، سیستم عایق بندی، سایز لوله ها، کلاسهای مختلف کاری براساس نوع سرویس و فشار کاری (Rating)، خطوط شیبدار و مقدار شیب، جهت جریان و… را براساس شماره خطها نشان می دهد. نکته قابل توجه در توضیحات بالا این است که آندسته از اقلام لوله کشی که در طراحی Piping Layout (چیدمان لوله‌کشی) مورد نیاز واقع می شوند در نقشه P&ID دیده نمی شوند. از جمله زانویی ها که دقیقاً بستگی به طریقه چیدمان لوله کشی دارند.

نکته دیگر در این مبحث این است که مجموعه سرویس که تعیین کننده جنس لوله و فشار کاری که اصطلاحاً Rating می گویند را با کلاس کاری نمایش می دهند. نکته بعدی که در (P&ID) به آن اشاره می شود.

که برای ارجاع به Line List پروژه Piping بکار می رود این شماره تا وقتی که پارامترهای طراحی تغییر نکند ثابت باقی خواهد ماند لذا وقتی یک شماره خط تغییر می کند.

باید انتظار داشت که برخی از پارامترها از قبیل سرویس خطوط (سیالی که در داخل لوله جریان دارد)، ماده بکار رفته، دما، فشار و یا هر ترکیب دیگری از این خصوصیات تغییر کرده باشد.

به طور خلاصه شماره خطوط شامل اطلاعات زیر است:

- قطر اسمی

- سرویس داخل لوله

- اعدادی که شماره خط را مشخص می کند

- کلاس کاری

بعنوان مثال CWS-1005-150CS-16 یک شماره خط است که به ترتیب از سمت راست مشخص کننده لوله با قطر اسمی ۱۶ اینچ و کلاس کاری ۱۵۰CS به معنای ۱۵۰ پوند rating و جنس کربن استیل CS و شماره خط ۱۰۰۵، در یک سیستم تغذیه آب سرد Cooling Water Supply.

Line List

اعداد نشانگر شماره خط در P&ID به منظور مشخص شدن در لیست خط

(Line List) در نظر گرفته می شوند. لیست خط شامل تمام خطوط پروژه می شود که با توجه به سیستم مربوطه و سپس با توجه به اعداد نشانگر طبقه بندی می شوند. این لیست تمام پارامترهای طراحی خط مربوطه شامل قطر لوله، ضخامت دیواره، نوع سیال، دمای طراحی و دمای کاری جنس ضخامت عایق و استاندارد بکار رفته را در بر می گیرد. علاوه بر Line List اکثر پروژه ها لیستی از شیرهای مورد استفاده در سیستم Piping نیز دارند شماره شیر که برای هر شیر بطور منحصر به فرد تعیین می شود، سیستم مربوطه، کلاس و احتمالاً نوع شیر را مشخص می کند؛ نمونه Line List در ادامه آورده شده است.

لیست تجهیزات (Equipment List)

این مدرک تجهیزات را که باید در محدوده واحد فرآیند یا واحدهای جانبی قرار گیرند همراه با شماره بندی توضیحات فرآیندی لیست می کند. نمونه لیست تجهیزات در ادامه آمده است.

Piping Specification

مدرکی است که براساس استانداردهای مختلف طراحی خارج می شود. چکیده استانداردهای طراحی است. این مدرک محدودیت های کاری را در طراحی و خرید و ساخت و ساز و… براساس مسائل اقتصادی منطقه، مسائل فنی و هماهنگی گروههای مختلف کاری ایجاد می شود. این مدرک در حقیقت بایدها و نبایدهای موجود در استاندارد را پوشش می دهد.

مزیت های این مدرک شامل موارد زیر است:

۱- جلوگیری از اتلاف دقت  در پروژه در مراجعه به تک تک استانداردها.

۲- سلیقه ای کار نشدن پروژه و یک دست و تیپ بودن کار.

۳- جلوگیری از اشتباهات فنی در مسائل حائز اهمیت.

۴- مسائل و محدودیت اقتصادی منطقه در موجود و یا نبودن امکانات ساخت و یا خرید از جمله مهمترین Specها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- Piping Material Specification (P.M.S)

- Insulation Specification

- Painting Specification

- Supporting Specification

Plot Plan

Plot Plan یکی از مدارک مهم وکلیدی می‌باشد که طی فاز مهندسی ایجاد می‌گردد و از آن برای جانمایی تجهیزات و قسمتهای مختلف مانند واحدهای پروسس، لوله کشی و… و همچنین ثبت روال فعالیتهای عمده مهندسی و ساخت استفاده می گردد.

Plot Plan واحد فرآیند عبارت است از یک نقشه آرایش یافته که مشخص کننده محدوده کار یک کارخانه، جاده، ساختمانهای صنعتی و غیرصنعتی، تجهیزات و محل قرارگیری آنها سازه های مورد نیاز واحد، مانند Piperack (سازه ای است که لوله به صورت دسته بر روی آن قرار می گیرد) و… که این موارد برای یک فرآیند مشخص طراحی می گردد.