رده لوله (Pipe Schedule)

رده لوله (Pipe Schedule)

در زمان IPS لوله ها فقط با سه ضخامت تولید میشدند. در ماه مارس سال 1927 انجمن استاندارد آمریکا صنایع را ممیزی نمود و اقدام به ایجاد یک سیستم جدید که ضخامت دیواره لوله برپایه ردیف های کوچکتر میان سایزی بود را بنیان گذاشت. این سیستم جدید  که بعد ها بنام NPS معروف شد جایگزین سیستم قدیمی تر IPS شد، اینچنین بود که واژه (SCH) برای ضخامت تعیین اندازه اسمی  لوله ابداع شد. با الحاق شماره SCH به استاندارد IPS امروزه ما دامنه ضخامت لوله ها را با نام های زیر میشناسیم:

SCH 5, 5S, 10, 10S, 20, 30, 40, 40S, 60, 80, 80S, 100, 120, 140, 160, STD, XS and XXS.

اندازه اسمی لوله (NPS) فقط یک تخصیص دهنده بدون اندازه برای سایز لوله ها میباشد؛ اندازه استاندارد لوله فقط هنگامی تعیین میشودکه NPS به همراه یک شماره مشخص شده و بدون ذکر علامت اینچ بیاید.برای مثال NPS 6 نمایانگر یک لوله با قطر خارجی 168.3mm میباشد.

ربط دادن  NPS به قطر داخلی لوله آنهم با واحد اینچ بسیار بی ربط و بی معناست زیرا اندازه NPS 12   و  لوله های کوچکتراز آن دارای قطر خارجی بزرگتری از اندازه اسمی تخصیص داده شده هستند. ولی برای NPS 14 و بزرگتر از آن ،  NPS  برابر با 14اینچ میباشد.

برای یک NPS داده شده ، قطر خارجی بدون تغییر باقی میماند ولی ضخامت دیواره لوله با افزایش شماره رده (SCH) زیاد میشود. قطر داخلی لوله به ضخامت

دیواره لوله و به شماره رده (SCH) بستگی دارد.

اندازه لوله با دو واژه بدون شماره تعیین میگردد

•    اندازه اسمی لوله (NPS)

•    رده  (SCH)

و ارتباط بین این دو واژه هست که قطر داخلی یک لوله را مشخص مینماید.

اندازه لوله های استینلس استیل بوسیله استاندارد ASME B36.19 تعیین که قطر خارجی و شماره SCH و ضخامت لوله را پوشش میدهد.توجه کنید که مطابق استاندارد ASME B36.19  درانتهای تمامی (شماره) ضخامت های لوله های استینلس استیل یک پسوند (S) قرار دارد و اندازه هایی که بدون پسوند (S) میباشند متعلق به استاندارد  ASME B36.10 میباشند که برای لوله های کربن استیل در نظر گرفته شده است.

سازمان جهانی استاندارد ISO نیز یک سیستم تخصیص دهنده اندازه لوله بدون شماره را بکار میگیرد.قطر اسمی  (DN) که مخفف Diameter Nominal در سیستم های متریک استفاده میشود. آن نیز استاندارد سایز لوله را وقتی که به همراه شماره مشخص تخصیص داده شده باشد نشان میدهد. البته بدون علامت (mm) .  برای مثال DN 80 یک شماره معادل NPS 3 میباشد.

قطر خارجی واقعی

 NPS 1 actual O.D. = 1.5/16″ (33.4 mm)

NPS 2 actual O.D. = 2.3/8″ (60.3 mm)

NPS 3 actual O.D. = 3½” (88.9 mm)

NPS 4 actual O.D. = 4.1/2″ (114.3 mm)

NPS 12 actual O.D. = 12.3/4″ (323.9 mm)

در زیر شما میتوانید نمونه قطرواقعی داخلی لوله را پیدا کنید

 NPS 1-SCH 40 = O.D.33,4 mm – WT 3,38 mm – I.D. 26,64 mm

NPS 1-SCH 80 = O.D.33,4 mm – WT. 4,55 mm – I.D. 24,30 mm

NPS 1-SCH 160 = O.D.33,4 mm – WT 6,35 mm – I.D. 20,70 mm

بنابر محاسبات انجام شده بالا هیچ یک از قطر های داخلی برابر یک اینچ واقعی نمیباشند. قطر داخلی با ضخامت دیواره لوله (WT) مشخص میگردد.

 حقایقی که لازم است بدانید!

رده  40 , 80 خیلی به STD , XS  نزدیک میباشد و در خیلی از اندازه  ها یکسان میباشند.

NPS 12  وبالاتر ضخامت لوله بین رده 40 و رده STD متفاوت هستند. و از NPS 10  و بالاتر ضخامت لوله ها میان رده 80 و رده XS متفاوت میباشند. رده 10، 40، و 80 در خیلی از جاها مانند 10S, 40S, 80S میباشند.اما مراقب باشید از   NPS 12  تا NPS22  ضخامت لوله در بعضی از جاها متفاوت میباشد.لوله های دارای پسوند    

S  در این محدوده دارای ضخامت نازکتری میباشند.

نحوه تعمیر لوله و تعمیر لوله زیر زمین

نواک توضیح می­ دهد:"هرگاه با لوله های pvc کار می­ کنید،خرک و مقدار زیادی از ابزار را فراموش نکنید.خرک وقتی استفاده می­ شود که باید سر لوله را تعمیر کنید یا این که اتصالات به سیستم اضافه نمایید". با داشتن خرک بریدن لوله ضرورت ندارد. لوله نیمه گرد است، فقط باید سر آن را چسب بزنید. وقتی چسب خشک شد، از روی خرک به توی لوله سوراخ کنید و قطعه­ ی جدید را توی آن بپیچانید."

هرگاه وسایلتان کافی باشد با آمادگی کامل می­ توانید به محل کارتان بروید.

به نظر می ­رسد که چنین کار مهمی محل بحث و گفت و گو نیست.با این حال وقتی لوله ها را تعمیر می­ کنید حفاری درست مهم است.خسارتی که به سبب بیل زدن بی پروا پیش می­ آید، تعمیرات را پیچیده کرده، یا حتی مشکل اولیه را دو چندان می­ کند.

ابتدا، محل را بررسی کنید، سپس جست و جو و بعد به دقت حفاری نمایید.با صرف کمترین مقدار وقت وتلاش منبع دقیق نشت راشناسایی واز لوله های مجاور و سیم ها یا اجزاء کسب اطلاع نمایید.برنامه­ ی عملیات را معین کنید.

وقتی برنامه دارید، حفره­ ی بزرگی حفر کنید.بسیاری از مردم تلاش می­ کنند تا دست به خاک محل نزنند و منطقه ­ای که باید حفاری شود کمترین خسارت ممکن را شاهد باشد.با این حال باید محل کارتان و دور و زیر لوله به قدر کافی بزرگ باشد به گونه­ ای که به راحتی بتوانید کار کنید.باید برای کار با لوله بُر جای کافی حفر کنید وفضای مناسبی برای عملیات داشته باشید.برای اره کردن لوله نه تنها نیاز به فضا دارید ، بلکه برای کشیدن اره باید جا داشته باشید.برای جابه جایی لوله ها باید فضای کافی داشته باشید به طوری که بتوانید به آرامی دیلم بزنید، گوه گذاری کرده و برای برش و چسب کاری آن را نگه دارید.

برای تعمیر لوله آن را علامت گذاری کنید،

وقتی در محل معینی حفاری می­ کنید، از تاثیری که کارتان روی ظاهر آن جا دارد اطلاع پیدا کنید.مشتریان به خاطر حفاری با ملاحظه، پر کردن گودی حفر شده و تمیزکاری قدردانی کرده و تحت تاثیر آن قرار می­گیرند.خاک، کود گیاهی یا گیاه سبز را به دقت سرجایش برگردانید و روی خاک حفاری شده سرپناه ایجاد کنید.اگر فهمیدید که باید حفاری را گسترش دهید، به سادگی می ­توانید ستون های سرپناه را کنار بکشید.

در زیر محل تعمیرات منطقه ­ی لجن و کثافت ایجاد کنید.این کار سبب می­شود آب لوله های در حال تعمیر بدون خطر آلودگی باشد.چیزهای باقیمانده و معلق در لوله های باز در سراسر شبکه موجب مشکلات می­ شود، خصوصا اگر وارد شاه لوله شود.لجن و کثافت را می­ توان پیش از مبادرت به تعمیر به بیرون پمپاژ یا با سطل خالی کرد .پیش از چسب یا حلال زدن لوله ها باید تمیز و خشک باشند.

چسب را بیش از اندازه به کار نبرید.اگر چسب یا پرایمر را بیش از اندازه به کار برید، داخل دیواره­ ی لوله­ ی باریک جا خوش می­ کند،آن را تضعیف نموده و کمی از لوله را مسدود می­ نماید.یادتان باشد که سرما سبب می­ شود تا لوله­ ی pvc شکننده شده وبرش بدون خرد شدن آن سخت شود.

در جایی که ازدحام لوله باشد، معمولا برش لوله های مجاور ضرورت دارد تا به لوله­ ی آسیب دیده برسیم و آن را تعمیر کنیم.در چنین مواردی، همیشه برای دوباه وصل کردن ،لوله ها را علامت بزنید و تطبیق دهید.

در موقعیت های خاص هم، لوله های مجاور باید پیکر بندی مجدد شوند یا زانوی دو خم بزنید تا دور لوله­ ی در حال تعمیر تمیزی لازم ایجاد شود.

لوله های پلاستیکی یا پلی تن مشکلاتی متفاوت با لوله های pvc دارد.نوعا این ها با اتصالات خاردار به هم وصل شده که با بست پیچی یا چروک کردن محکم می­ شوند.از نقطه نظر تعمیرات یکی از فواید این کار اینست که لوله های پلی تن انعطاف پذیری بیشتری نسبت به لوله­ های pvc دارند.این انعطاف پذیری ­فزاینده سبب می­ شود تا بدون ایجاد مشکل یا تقلا کردن لوله را خم نمایید.

اریک افستدال همکار فرایند نوآوری در کیج؛ ال ال سی، در وودبری، مینسوتا می­ گوید:"کلا، لوله های پلی تن یا پلاستیکی ، خصوصا در قطرهای کمتر از یک تا یک و نیم اینچ راحت تر از لوله های pvcتعمیر می­ شوند.ترکیب مواد سازنده­ ی لوله های پلی تن سبب نرمی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر یخزدگی در آب و هوای سرد می­ شود".

افستدال می­ گوید: من برای اتصال مجدد لوله های pvc در گذشته از انعطاف پذیری آن استفاده کرده­ ام.برای این نوع کاربرد استفاده از اتصالات خاص لوله هایpvc را با لوله های پلی اتین وفق می ­دهد.

چکیده:

با گسترش صنعت نفت، تجهیزات و خطوط انتقال نفت و گاز در خشکی و دریا به شدت در معرض آسیب های مکانیکی ناشی از نیرو های خارجی و خوردگی محیطی قرار گرفته اند. بیش از بیست سال است که سیستم های روکش کامپوزیتی به عنوان یک روش تائید شده جهت تعمیر پایدار دیواره لوله های فولادی انتقال گاز و مایع فشار بالا، مخازن ذخیره سازی و مخازن تحت فشار آسیب دیده از خوردگی و عوامل محیطی مورد استفاده قرار می گیرند. این روش در مقایسه با روش های معمول مانند کلمپ کردن سطح خارجی لوله، جوشکاری، برش و تعویض لوله ها، از مزایایی مانند ایمنی، عدم نیاز به جوشکاری، وزن پایین، سهولت در نصب، طول عمر کاربری بالاتر و هزینه تمام شده پایین تر برخوردار می باشد و این به علت استحکام مکانیکی بالایی کامپوزیتها در برابر شرایط محیطی سخت می باشد.

هدف از این مقاله نشان دادن ظرفیتهای فوق العاده کامپوزیتها در تعمیر لوله های فولادی، مخازن ذخیره سازی و مخازن تحت فشار آسیب دیده از عوامل خوردگی و تنش های مکانیکی می باشد.

مقدمه:

در یک تعریف ساده می توان کامپوزیت ها را یک آمیزه شامل دو و یا تعداد بیشتری از مواد ماکروسکوپی در نظر گرفت که با یکدیگر برهم افزایی بالایی دارند. این برهم افزایی باعث می شود تا کامپوزیت خواصی را به دست آورد که هیچ یک از اجزاء تشکیل دهنده کامپوزیت به تنهایی دارای آن نباشند. کامپوزیت ها از دو فاز زمینه و تقویت کننده تشکیل شده اند. کامپوزیت های مورد استفاده در تعمیر لوله های فولادی عمدتاً دارای زمینه ای از جنس رزین های گرماسخت (اپوکسی، پلی یورتان و...) و فاز تقویت کننده ای از جنس الیاف(الیاف آرامید، الیاف کربن، الیاف شیشه، الیاف پلی استر و...) و ذرات تقویت کننده معدنی(سیلیکون کاربید، آلومینا، خاک رس و ...) می باشند. کامپوزیت های تقویت شده با الیاف از مقاومت خوردگی عالی و استحکام مکانیکی فوق العاده ای جهت تعمیر لوله های فولادی انتقال گاز و مایع فشار بالا برخوردار می-باشند.

موارد تعمیر

1- خوردگی های خارجی

خوردگی لوله ها تنها شامل لوله های مدفون در زمین نبوده بلکه لوله های هم که در سطح زمین قرار دارند به شدت در معرض آسیب های خوردگی ناشی از شرایط آب و هوایی قرار دارند.  خوردگی خارجی ایجاد شده در لوله های(قطر 12") برج خنک کننده یک واحد پالایشگاهی را نشان می دهد.

استفاده از روش های معمول (کلمپ کردن، جوشکاری، برش، تعویض لوله و...) جهت تعمیر این لوله-ها باعث ایجاد شرایطی خاصی مانند صدور اجازه کار با شعله وتعیین جدول زمان بندی دقیق و دیگر مسائل محیطی و ایمنی می شود که همه اینها به علت نزدیکی تجهزات فرایندی به یکدیگر و حضور مواد قابل اشتعال در لوله های انتقال می باشد . بکارگیری کامپوزیت های تقویت شده در تعمیر لوله ها باعث می شود تا نیاز به کار با شعله، خارج کردن خط لوله از سرویس دهی و زیان های زیست محیطی محدود شود و بتوان تعمییرات را حتی در محیطی محدود انجام داد.

 علاوه بر لوله، انواع اتصالات شامل سه راهی، زانوهای°45 و °90 نیز با استفاده از کامپوزیت های تقویت شده قابل تعمیر می باشند

روکش های کامپوزیتی تقویت شده علاوه بر تعمیر نقاط آسیب دیده، به عنوان پوششی محافظ در برابر عوامل خوردنده عمل می کنند که این باعث افزایش طول عمر کاربری لوله ها می شود.

2- تعمیر نقاط دما بالا وخمیده

نشستی که سکوهای استخراج نفت وگاز دریایی در طول دوره بهره برداری از خود نشان می دهند باعث می شود تا تعدادی از رایزرها نیز نشست کنند و به شدت در برابر عوامل خورنده محیطی قرار گیرند. تعویض رایزرها دارای چندین مشکل عمده می باشد؛ 

1) توقف تولید سکوی دریایی و به هدر رفتن بخش قابل توجهی از محصولات تولیدی. 

2) حضور روغن کارکرده در درون رایزرها با دمایی بالغ بر 70°C.

3) ایجاد شرایط کاملاً ایمن برای پرسنل عمل کننده. 

4) کپسوله کردن بخش خمیده.

استفاده از روکش کامپوزیتی باعث فائق آمدن بر تمام این مشکلات می شود. رزین گرماسخت، تقویت کننده و چسب، دمای بالغ بر 84°C را به راحتی تحمل می کنند. روکش کامپوزیتی مورد استفاده در تعمیر رایزرها سبک بوده و به راحتی توسط دو اپراتور بر روی سطح قابل اجرا می باشد و نیازی به جابه-جایی قطعات سنگین نمی باشد . با این روش تعمیر رایزرها حداکثر سه روز طول می کشد. یکی از امتیازات مهم این روش، کاهش نگرانی زیست محیطی از وارد شده سیالات هیدروکربنی به محیط اطراف در هنگام خارج کردن رایزرها از سرویس می باشد.

3- آسیب های مکانیکی

ضربه دیدن لوله های حاوی آب وگاز طبیعی در هنگام حفاری، امری است که همواره در مناطق عملیاتی رخ می دهد؛ این امر باعث کاهش کارایی بلند مدت خطوط لوله های انتقال تحت بارهای ثابت و سیکلی می شود. به علت حساسیت این نوع از آسیب دیدگی های خطوط لوله، شرکتها همواره به دنبال رفع این آسیب دیدگی بوده اند. نتایج مطالعات نشان می دهد که استفاده از روکش های کامپوزیتی به علت اینکه باعث از بین رفتن تمرکز تنش در نقاط آسیب دیده و حذف ترک های مویینه ایجاد شده در اثر ضربه می شود روشی تائید شده جهت تعمیر این لوله ها می باشد. معمولاً نواحی تورفته را با استفاده از فیلرهای سخت شونده پوشش می دهند تا انتقال تنش به راحتی بین لوله و روکش کامپوزیتی انجام شود و سپس با روکش کامپوزیتی پوشش می دهند.

4- نشتی

لوله های انتقال و مخازن نگهداری نفت خام عمدتاً در چندین نقطه دچار نشتی می شوند. لوله های انتقال معمولاً دارای فشاری برابر با bar22 (psi300) می باشند که در این فشار کار با شعله و استفاده از سمباده مکانیکی(جهت تمیز کاری سطح لوله) امکان پذیر نمی باشد. روکش های کامپوزیتی دارای نتایج آزمایشگاهی و عملی بسیاری جهت نشان دادن مطلوبیت این روکش ها برای نشت بندی لوله ها و مخازن نگهداری نفت خام می باشند. پس از کاهش فشار خط لوله انتقال، روکش کامپوزیتی بر روی آن اعمال می شود. به کارگیری این روش باعث 

• عدم نیاز به سیل کردن کل سطح لوله

• سهولت در همسطح سازی روکش با سطح خارجی لوله

• برداشته شدن تنش های شعاعی از روی محل های نشتی

• افزایش مقاومت لوله در برابرخوردگی

• کاهش وزن روکش تعمیری و سهولت در نصب آن می شود.

آسیب دیدن محل جوش

بازرسی های به عمل آمده از محل جوش، آسیب های مانند نشتی از دیواره جوش، تخلخل و غیر یکسان بودن محور دیوارها را نشان می دهد. روند تعمیر لوله های آسیب دیده از محل جوش را نشان می دهد. تعمیر نواحی جوشکاری با روکش کامپوزیتی باعث می شود تا لوله تحت آزمون فشار از خود نتیجه قابل قبولی را نشان دهد. استفاده از روکش کامپوزیتی باعث افزایش ایمنی،کاهش هزینه و زمان انجام تعمیرات می شود.