نقش مهندسی Piping در پروژه های ساختمانی

فهرست مطالب

نقشه ها و مدارك مورد نياز در طراحي Piping 4

دياگرام جريان يا فرآيند (PFD) 6

دياگرام لوله كشي به همراه ابزار دقيق (P&ID) 6

Line List 8

ليست تجهيزات (Equipment List) 8

Piping Specification 9

Plot Plan 10

نقشه هاي طراحي Piping 12

مدلهاي اشل (Scale) و نقشه هاي مركب 13

نقشه هاي ايزومتريك Piping 14

ايزومتريك ساپورت 15

نقشه هاي بازرسي تيم در حال سرويس 16

Material of Piping 16

Line Direction Change 24

موارد استفاده از Bend 26

اقلام مورد استفاده در تغيير سايز Line Size Reduction 26

انواع شيرهاي نوع دروازه ‌اي (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

شيرآلات مناسب براي تنظيم جريان 35

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

شيرهاي كنترل و تنظيم كننده هاي فشار 41

8-8 41

لوله كشي انعطاف پذير (flexible piping) 52

انواع تكيه گاههاي وزني 54

انواع مهاركننده هاي صلب 58

فصل دوم 77

مقدمه 78

بخش سوم 102

بخش چهارم 105

بخش پنجم 107

بخش ششم 108

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.