پایپینگ چیست؟ مرجع آموزش پایپینگ
سیستم پایپینگ چیست؟
چه اجزایی دارد؟
در کدام صنایع به کار می رود؟
برای طراحی آن باید چه دانشی کسب کنیم؟
از کدام کدها، استانداردها و مراجع می توانیم برای یادگیری طراحی سیستم پایپینگ استفاده کنیم؟
در این مقاله با زبان ساده سوالات بالا و بقیه سوالات پیرامون پایپینگ و لوله کشی را با هم بررسی می کنیم.
پایپینگ چیست؟
حتما تصاویر و فیلم های برخی واحدهای صنعتی مانند پتروشیمی ها، پالایشگاه ها، نیروگاه ها و … را مشاهده کرده اید. تعداد زیادی تجهیزات بزرگ و کوچک که در نقاط مختلف قرار گرفته اند و بین آنها تعداد زیادی لوله وجود دارد. هر کدام از تجهیزات وظیفه خاصی دارند. مثلا یک تجهیز به عنوان مبدل حرارتی، دمای سیال را تنظیم می کند. یک تجهیز به عنوان سپراتور و جداکننده، فاز گاز در یک مخلوط را از فاز مایع جدا می کند. یک تجهیز دیگر هم مثلا به عنوان پمپ، وظیفه ایجاد و هدایت جریان سیال را دارد. (به همراه تعداد زیادی از تجهیزات دیگر!) حالا این تجهیزات چطور می توانند با هم ارتباط داشته باشند؟ مثلا چطور یک مایع می تواند توسط پمپ به داخل یک مخزن هدایت شود؟
خب مشخص است که این ارتباط با استفاده از لوله ها (pipeها) و سیستم پایپینگ piping انجام می شود. در واقع سیستم پایپینگ از خروجی یک تجهیز شروع می شود و تا خروجی تجهیز بعدی ادامه پیدا می کند.
همین جا یک نکته مهم وجود دارد: لوله هایی که داخل تجهیز وجود دارد جزو سیستم پایپینگ نیست و در نتیجه مهندس پایپینگ آن ها را طراحی نمی کند. مثلا لوله های داخلی یک مبدل پوسته لوله، جزو سیستم پایپینگ محسوب نمی شود. یادتان باشد که خطوط انتقال نفت و گاز (که نفت و گاز را در فاصله های طولانی و از شهری به شهر دیگر جابجا می کنند و به pipeline معروف هستند.) و لوله کشی های تاسیساتی هم جزو سیستم های پایپینگ محسوب نمی شوند!
اجزای اصلی سیستم پایپینگ
خب حالا که با مفهوم کلی سیستم پایپینگ آشنا شدیم، اجازه بدهید بررسی کنیم که اجزای اصلی سیستم پایپینگ، چه مواردی هستند.
۱- لوله pipe
طبیعتا بخش اصلی سیستم های پایپینگ، لوله ها هستند. لوله هایی که در سیستم های piping به کار می روند دارای چند مشخصه اصلی هستند. برای انتخاب لوله دلخواه باید این مشخصه ها را تعیین نماییم. در واقع این مشخصه ها جزو شناسنامه لوله انتخابی هستند و با توجه به شرایط استفاده از لوله، انتخاب می شوند. در این مقاله درباره هر کدام از این موارد توضیح کوتاهی ارائه می دهیم تا مطلب طولانی نشود. اما اگر حوصله و نیاز داشتید، به مقاله دیگر ما در این زمینه مراجعه کنید!
سایز لوله: یکی از مهم ترین پارامترهای لوله است که به قطر آن مربوط می شود. به صورت کلی در دو حالت انگلیسی (بر حسب اینچ) و متریک بر حسب میلی متر بیان می شود.
خب لوله یک ضخامت دارد و طبیعتا به همین دلیل یک قطر خارجی و یک قطر داخلی خواهد داشت. سوال اینجاست که سایز لوله در پایپینگ به کدام قطر گفته می شود؟ واقعیت این است که سایز به طور کلی به هیچ کدام از این دو قطر اشاره ندارد. بلکه به قطر نامی اشاره می کند.
برای نمایش سایز بر حسب اینچ، از کلمه NPS (مخفف Nominal Pipe Size به معنای سایز نامی لوله) استفاده می شود و در جلوی این کلمه اندازه قطر نامی نوشته می شود. مثلا برای لوله با قطر نامی ۴ اینچ خواهیم داشت: NPS 4
اگر قطر نامی بر حسب میلی متر بیان شود، آن را با DN نشان می دهیم. مثلا برای لوله ای با قطر نامی ۱٠٠ میلی متر داریم: DN 100
درباره مفهوم و نکات مربوط به قطرنامی و چگونگی استفاده از جداول استاندارد برای پیدا کردن آن، در مقاله جداگانه ای مفصل بحث کرده ایم!
جنس لوله: لوله بنا به کاربرد و شرایطی که در آن کار می کند، می تواند جنس های مختلف داشته باشد. فلزات و آلیاژهای پر کاربرد در سیستم های پایپینگ در یک جدول در استاندارد B31.3 آورده شده اند. توضیحات دقیق تر را در مقاله مربوطه مطالعه کنید.
ضخامت لوله: هر قطر نامی، ضخامت های استانداردی دارد که با مراجعه به جدول استاندارد، آن را به دست می آوریم. به زبان ساده تر، نمی توانیم بگوییم من یک لوله NPS4 می خواهم با ضخامت دقیقا ۲ میلی متر. باید به استاندارد مراجعه کنیم و ببینیم در سایز 4 چه ضخامت هایی وجود دارد و از بین ضخامت های موجود، یکی را انتخاب کنیم.
شکل انتهای لوله: انتهای لوله ممکن است کاملا صاف باشد یا اینکه پخ خوردگی داشته باشد. این موضوع با توجه به نوع اتصال به سایر لوله ها و تجهیزات تعیین می شود. درباره انواع اتصالات در سیستم های پایپینگ، در مطلب دیگری بحث کاملی انجام داده ایم.
۲- فیتینگ ها fittings
اتصال هر لوله در محل رسیدن به لوله دیگر یا تجهیزات دیگری مانند شیرها، می تواند به وسیله فیتینگ ها انجام شود. فیتینگ ها هم مانند لوله ها سایز و اسکجول مشخص دارند که از استانداردهای مربوط به آنها، بدست می آید.
به عنوان نمونه چند مورد از فیتینگ ها را نام می بریم و معرفی کامل تر بماند برای مقاله تخصصی مربوطه.
مهم ترین فیتینگ ها در پایپینگ عبارتند از: زانویی elbow، سه راهی tee، کاهنده reducer، چهارراهی cross و…
نحوه اتصال فیتینگ ها به لوله ها می تواند به صورتی جوشی لب به لب Buttweld یا جوشی سوکتی Socketweld یا رزوه ای Threaded باشد. توضیح مفصل هر کدام از این نوع اتصالات را در مقاله انواع اتصالات در پایپینگ، مطالعه کنید.
۳- شیرها Valves
شیرها در پایپینگ برای کنترل پارامترهای جریان یا قطع و وصل جریان به کار می روند. شیرها انواع مختلفی دارند که هر کدام کاربرد های مخصوص به خود را دارد و در شرایط معینی به کار می رود. به همین خاطر آشنایی با نحوه عملکرد و کاربرد دقیق هر کدام از شیرها برای یک مهندس پایپینگ، بسیار ضروری است.
مقاله کامل و کاربردی این موضوع را در مقاله شیرها در پایپینگ مطالعه کنید.