مقاله در مورد پایپینگ

اختصاصی از رزفایل مقاله در مورد پایپینگ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه34

پایپینگ:

اصول لوله کشی:

اصطلاح «Piping» عموماً در مسائل مربوط به انتقال سیال از طریق لوله , اتصالات مربوطه و شیرآلات بکاربرده می شود . باتوجه به اینکه لوله جزء اصلی لوله کشی را تشکیل می دهد ابتدا به شرح آن می پردازیم :

لوله ها :

محصولاتی که بصورت تیوپ عرضه می شوند , عموماً « لوله » یا « تیوپ» نامیده می شوند.تیوپ ها که کاربرد آن درمبدل ها ،بویلرها ،قطعات ابزار دقیق و ماشین آلات است، توسط قطر خارجی و ضخامت جداره بر حسب یک هزارم اینچ یا «BWG» مشخص می گردند. در حالیکه لوله ها توسط «قطر نامی لوله»وضخامت برحسب «Schedule Number» شناسائی می شوند.البته در استانداردهای مختلف تقسیم بندیهای متــعددی در این زمینه صورت گرفته است, بدین دلیل در ابتدا به تشریح استانداردها می پردازیم :

استانداردهایPiping  :

استانداردها و کدها برای سرویس های مختلف توسط موسسات استاندارد بین المللی تهیه و توزیع میگردد.این استانداردها شامل نحوه ساخت لوله،نحوه استفاده،طراحی،انشعاب،اتصال ،نحوه نصب و نحوه تست خطوط لوله می باشند.در تهیه این استانداردها مهمترین مطلبی که مورد نظر بوده «ایمنی» در هنگام استفاده و کارکرد است .

این استانداردها بسته به شرایط از گذشته تا کنون تکمیل تر شده و در حال تغییر بوده اند.

انجمن های مختلف در زمینهPiping  استانداردهائی ارائه کرده اند که از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود :

ASME

ASTM

ANSI

AWWA

API

American Standards in Mechanical Engineering

American Society for Testing and Materials

American National Standards Institute

American Water Works Association

American Petroleum Institute

استانداردهای دیگری نیز در لوله کشی مورد استفاده قرار می گیرند تا استانداردهای فوق را تکمیل نمایند ، از جمله این استانداردها می توان به موارد زیر اشاره نمود :

PPI

AWS

PFI

MMS

Plastic Pipe Institute

American Welding Society

Pipe Fabrication Institute

Manufacturers Standardization Society of Valve

and fitting Industry

استاندارد «ASME»  استانداردی است که عمومیت بیشتری دارد. این استاندارد لوله کشی در کاربردهای گوناگون را تقسیم بندی و توضیح داده است :

B31.1

B31.2

B31.3

B31.5

B31.9

Power Piping

Fuel Gas Piping

Chemical Plant And Petroleum Refinery Piping

Refrigeration Piping

Building Service Piping

لوله ها در کلاسهای متفاوت و بسته به کاربرد تولید و عرضه می شود.بطورکلی محصولات لوله به چند نوع اصلی تقسیم شده اند.هریک از این گروهها نیز به بخشهائی ریز می گردند.نمونه ای از این دسته بندی به شرح زیر است :

دسته بندی اصلی لوله ها

نوع لوله

کاربرد

استاندارد Standard

لوله های ساختمانی،سرویس های کم فشار ، سرویس های مبرد و...

تحت فشارPressure

سرویس های مایع ، گاز یا بخار با دما و فشار نسبتاً بالا

خطوط Line

لوله با سر مسطح یا رزوه شده برای خطوط لوله نفت ، گاز یا بخار

آب تمیز Water Well

لوله های مورد  مصرف در پمپ ها، توربین ها و..

متفرقه

جهت مصارف گوناگون مانند : سرویس های فلاشینگ

سایز ، طول و ضخامت لوله ها :

لوله ها در سایزهای مختلف از قطر 2/1 اینچ تا 80 اینچ عرضه می گردند. سایزهای 8/1 تا 2/1 معمولاً برای سرویس خطوط ابزار دقیق مورد استفاده قرار می گیرند. سایزهای 4/3 تا 2 اینچ نیز جهت استفاده در مبردها کاربرد دارند. اندازه 2/1 اینچ جزء سایزهائی است که بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرد.

سایزهای ۴/۱ ۲،۱/۱ ۲،۲/۱ ۳،۲۲و۲۶ جز در مواردی که اتصال به Equipment داشته باشیم ، توصیه نشده است و باید بلافاصله پس از لوله متصل شده به دستگاه ، نسبت به تغییر اندازه به یک سایز بالاتر اقدام گردد. سایز ۲/۱ ۲ ممکن است برای اتصالات Fire Hydrants و شیر کنترل استفاده گردد.

معمولاً لوله ها در طولهای 6 یا 12 متری تولید می شوند. وزن لوله و قطعات نیز بر حسب قطر لوله ویا مشخصات اتصالات در جداولی ارائه می گردد.

سایز لوله ها بر حسب NPS ( Nominal Pipe Size)  یا سایز نامی بیان می شود .همچنین بر اساس استاندارد ASME لوله در سه کلاس ضخامتی تولید می شود :

3- Double Extra Strong

2-Extra Strong ( XS)

1-Standard (Std)

استاندارد ملی آمریکا دسته بندی دیگری کرده و ضخامت را برحسب Schedule Number بیان می کندو مشخصات ابعادی لوله را بر حسب قطر خارجی و SCH را ارائه می کند:

جنس لوله ها:

جنس لوله ها با توجه به نوع سرویس و شرایط کارکرد تعیین می شود. و به همین دلیل لوله در جنس های مختلف تولید و عرضه می شود. پس ابتدا به بررسی انواع فولادها می پردازیم :

انواع فولادها

کربن استیل : فولادی که عناصر آلیاژی آن کمتر از 1% و ماکزیمم مقدار کربن آن 0.25% باشد را فولاد کربن استیل می نامند.در این میان نیز عددی بنام «کربن معادل» تعریف می شود که روشی جهت تمییز فولادهاست و به صورت زیر تعریف می شود:

CE=%C+%Mn/6+ (%Ni+%Cu)/15+ (%Cr+%Mo+%V)/5

و بر طبق این مشخصه، کربن معادل فولاد کربن استیل نباید بیشتر از 0.43  باشد.فولاد کربن استیل بر اساس عملیات حرارتی که روی آن انجام می گیرد ( ریخته گری ، شکل دهی و...)به انواع مختلف تقسیم می گردد.

این جنس لوله بطور متداول مورد استفاده قرار می گیرد و بر طبق استاندارد ASTM با دو کد A53,A106 مشخص می شود. ترکیب شیمیائی این دو ، همسان بوده ولی نوع عملیات حرارتی که روی آن انجام می گیرد متفاوت است و هریک ، در دو گرید A,B تولید می شوند که نوع B دارای استحکام بیشتری است، ولی نرمی آن کمتر است.به همین دلیل گرید A برای خمش سرد و کویلهای بسته توصیه می شود.ترکیب شیمیائی کربن استیل بر اساس کد آن در استاندارد ASTM و جداول مربوطه مشخص می شود.بطور مثال :

A106 Gr.B SMLS

حرف A نمایانگر فولاد است ، عدد 106 نوع آن را نمایش می دهد که مقدار عناصر آلیاژی در جداولی توسط ASTM تهیه شده است. گرید B نیز همانطور که توضیح داده شد نوع عملیات حرارتی انجام یافته روی آن است.در جدول استاندارد می توان برای این فولاد مشخصات زیر را پیدا نمود:

MPa

psi

Property

415

60,000

Min. Tensile Strength

240

35,000

Min. Yield Strength

فولاد Killed Carbon : نوعی کربن استیل است که روی آن عملیات اکسیژن زدائی صورت گرفته و اصطلاحاً آرام شده است.این عمل باعث افزایش مقاومت در دماهای پایین می شود.

فولادLow Alloy :نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر آلیاژی آن پائین است.اصولاً این عناصر باعث تقویت خواص فولاد ، از قبیل : کاهش ضریب انبساط ، مقاومت در فشارهای بالا ،افزابش مقاومت در برابر خوردگی و... می گردند.دو نمونه از این نوع فولادها در زیر آمده است :

A335  Gr. P11 : %1.25 Cr   &  %0.5 Mo

A335  Gr. P22 : %2.25 Cr   &  %1  Mo

برای دو گرید فوق، مقادیر مقاومت تنش به صورت زیر معین شده است:

TENSILE REQUIREMENTS

Minimum tensile strength

Minimum yield strength

ksi

MPa

ksi

MPa

60.0

415

30.0

205

فولاد آلیاژی : اگر درصد عناصر آلیاژی در فولاد از یک حد خاصی بالا باشد، آنرا فولاد آلیاژی می نامند.

افزودن نیکل باعث تغییر ساختمان کریستالی شده و شکل پذیری ، چقرمگی و قابلیت جوشکاری فولاد را افزایش می دهد.همچنین باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی محیطی می گردد. مولیبدن (Mo) باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی های حفره ای و شکافی (Crevice & Pitting) می شود.کربن و نیتروژن نیز مقاومت فولاد را افزایش می دهند.

نمونه ای از این فولاد در زیر آمده است  :

A312  Gr. TP304

استنلس استیل Stainless Steel  : نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر نیکل و کروم آن نسبت به بقیه عناصر آلیاژی بالاست .بطور کلی اگر میزان کروم فولاد از 11 درصد بیشتر باشد ، آنرا Stainless Steel  می نامند.این مقدار کروم باعث می شود که هنگام خوردگی، لایه نازکی روی فولاد تشکیل شود و همین لایه باعث جلوگیری از خوردگی های بعدی می شود و عملاً باعث ترمیم خوردگی می شود . همچنین S.S در برابر حرارت نیز مقاومتر است.

بیش از 200 گرید مختلف برای استنلس تعریف شده است که مقاومت در برابر حرارت و خوردگی و مشخصات مکانیکی متفاوتی دارند و در 5 دسته طبقه بندی شده اند که از شرح آنها صرف نظر می کنیم.

فولاد گالوانیزه : فولادی است که روی آن را با روکشی از «روی» پوشش می دهند که آنرا در برابر عوامل محیطی همچون زنگ زدگی محافظت می کند.در سایت اوره و آمونیاک ،اکثر ساپورت ها روکش گالـوانیزه دارند.همچنین جهت انتـقال آب آشامیدنی ، هوای ابـــزار دقیق از لوله های گالوانیزه استفاده می شود.

A53 GR.B / GALV   -

این نوع لوله برای فشارهای پائین و دماهای نسبتاً پائین مناسب است.در مورد نام گذاری نیز ، فلز پایه کربن استیل A53 گرید B است و GALV. هم نمایانگر روکش گالوانیزه آن.

بطور کلی از مواد مختلفی بعنوان روکش برای لوله ها استفاده می شود. این روکش ها به دو قسمت عمده تقسیم می شوند :یکی روکش هائی هستند که سطح لوله را بصورت شیمیائی تغییر نمی دهند و دیگری روکش هائی که تاثیر شیمیائی روی لوله دارند. روکش های نوع اول خود به چند دسته مختلف تقسیم می شوند که از آن جمله می توان به روکــــش های فلزی و غیر فلزی اشاره نمود.روکش های نوع دوم نیز به دو دسته تقسیم می شوند:روکش های با تغییر شیمیائی و روکش های با تغییر فیزیو-شیمیائی. در زیر چند نمونه از روکش ها آمده است :

رنگ کاری ، قـــــــیراندود کردن ، رنگ زدن با اســــــپری های تقویت شده با فـلزهای گوناگون ، روکش اتیل سیلیکات، Sherardizing،Chromizing ،  Phosphating

چدن : ترکیبی از آهن و کربن که درصد کربن آن بالای 2.2 % است . عمده ترین نوع چدن ، چدن خاکستری است.از مزیت های آن می توان به پائین بودن نقطه ذوب و ریخته گری آسان اشاره نمود.جنس بدنه اکثر شیرآلات از چدن است.

شیشه Borosilicate : قدیمیترین نوع شیشه که در مقابل حرارت مقاوم است و جهت ساخت Sight Glass ، شیشه گیج بویلر(Boiler Gauge Glass) و... مورد استفاده قرار می گیرد. این شیشه در برابر واکنش های شیمیائی نیز مقاوم است..

• سایر مواد: موادی چون مس،آلومنیوم و... نیز به دلایل مختلف مورد توجه قرار می گیرد. علاوه بر این، لوله های PVC ، پلی اتیلنی و کلاً لوله های پلاستیکی نیز در Piping مورد استفاده قرار می گیرند.