پایپینگ از زمره فرایندهای کلیدی در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی محسوب می شود که طراحی و پیاده سازی آن نقش حائز اهمیتی در خروجی عملکرد یک واحد صنعتی فعال در زمینه پالایش یا تولید فرآورده های نفتی و گازی دارد. پایپینگ در واقع شاکله و چارچوب، و زیربنای یک مجتمع صنعتی فعال در زمینه های مربوطه محسوب می شود و از این حیث انجام طراحی و مهندسی دقیق طرح در کنار روند اجرای پیاده سازی آن از اهمیت بالایی برخوردار است.
در طراحی پایپینگ باید به عناصر تشکیل دهنده و عوامل تأثیرگذار بر نقشه پایپینگ توجه داشت. البته ظرفیت پیش بینی شده و حجم کاری که می بایست در واحد صنعتی مذکور انجام گیرد هدف اصلی پروژه پایپینگ است و تمام طراحی ها بر اساس آن انجام می گیرد. به عبارتی دیگر ظرفیت تولید واحد مبنای خروجی واحد صنعتی محسوب می شود و پایپینگ باید به گونه ای باشد که به خروجی مد نظر دست یافت. یک واحد پالایشگاهی و پتروشیمی برای تأسیس و راه اندازی در سایت خود نیاز به تجهیزات کلی زیر دارد:
- شبکه توزیع پایپینگ
- شبکه آب رسانی
- شبکه توزیع ابزار دقیق
- شبکه سیستم ایمنی
- سیستم هوای فشرده
- تأسیسات حرارتی و برودتی
- تجهیزات کنترل و بازرسی و ابزار دقیق بین لوله ها
طراحی و راه اندازی سیستم پایپینگ باید با ملاحظه به عوامل فوق انجام شود. یک مجموعه پتروشیمی یا پالایشگاهی برای پیشبرد امور می بایست این لوازم را در کنار یکدیگر داشته باشد. فرایند پالایش و انتقال سیال بین خطوط لوله می بایست از طریق یک سری ابزارهای محرک جریان انجام شود و این ابزارها معمولاً سوخت ها، هوای فشرده و مواردی از این قبیل می باشند. می بایست بر حسب فشار و جریانی که برای سیال در طول انتقال بین خطوط پیش بینی شده است تجهیزات و ابزارها و مواد و متریال های مورد نظر فراهم شود و در محل مناسب کار نصب و راه اندازی شود. همچنین فرایندهای مهندسی اقتضاء می کند که بین خطوط ابزارهای کنترل فشار و جریان و دما نیز نصب شود. می بایست در خصوص محل نصب و طریقه نصب شان به نحوی که به جریان سیال خدشه ای وارد نکند تدابیر لازم اندیشیده شده باشد. نصب کنترل ولوها، سه شاخه های انشعاب گیری و مواردی از این قبیل نیز جزو تدابیری است که در خصوص محل شان می بایست دقت و محاسبات لازم به عمل آمده باشد.
همچنین سیستم گرمایشی و سرمایشی خطوط لوله با توجه به نیازهای مجموعه و تغییرات شرایط محیطی از جمله دیگر عواملی است که در حین طراحی فرایند پایپینگ می بایست بدان توجه ویژه شود. از دیگر عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار بر فرایندهای کنترل و بازرسی بحث ایمنی و بهداشت می باشد که در خصوص تجهیزات آن نیز باید حساسیت های لازم را داشت. نصب چاه های ارت، پله های فرار اضطراری، کلیدهای قطع اضطراری، کنترل فشار و سایر فرایندها، تابلوهای برق در محل های مناسب، تجهیزات اطفاء حریق، پوشش های محافظ تجهیزات حساس در مقابل برودت و حرارت، رطوبت و خشکی و مواردی از این قبیل باید جزو اولویت های طراحی پایپینگ باشد. عدم پیش بینی این موارد می تواند برای مجتمع صنعتی مذکور در آینده گران تمام شود و هزینه انسانی و خسارات مالی جبران ناپذیری وارد کند.
علاوه بر تدابیر مذکور می بایست در خصوص انتخاب نوع و جنس و سایز تجهیزات و ابزار آلات نیز پیش بینی های لازم به عمل آید. سایز و جنس لوله ها کاملاً بستگی به سیال و خروجی هر فرایند و ظرفیت تولید دارد. می بایست در این خصوص دقیق عمل کرد. در صورتی که هر بخش از پالایشگاه یا مجتمع پتروشیمی دچار طراحی نامناسب باشد فرایندهای بعدی و چه بسا فرایندهای پیشین با مشکل مواجه خواهند شد. برای مثال تصور کنید لوله اتصال یک بخش از خط لوله به بخشی دیگر ظرفیتی کمتر از ظرفیت لازم داشته باشد. در این صورت ماده خام و سیال لازم به خط هدف وارد نشده و به این ترتیب تمامی فرایندهای بعدی به افت عملکرد دچار می شوند، به طوری که ظرفیت تولید و عملکردشان از ظرفیت واقعی ای که دارند کمتر خواهد بود. از سوی دیگر انباشت سیال قبل از لوله اتصال مذکور نیز می تواند بر تأسیسات و خط لوله آسیب وارد کند و فشار نامتعارف بر آن وارد کند. به این ترتیب لوله و تجهیزات ممکن است به مرور دفرمه شده و مجموعه از این ناحیه به مرور آسیب ببیند.
بنابراین طراحی خطوط لوله و تجهیزات باید به صورتی باشد که همگنی و تعادل و توازن اجزاء به هم نریزد. اجزاء، اتصالات، لوله ها و تجهیزات باید با هم تعادل و هماهنگی داشته باشند به نحوی که دچار عدم تعادل عملکردها در هیچ ایستگاهی از خطوط لوله نباشیم. همچنین چنان که اشاره شد هدف اصلی تولید فراورده به مقدار ظرفیت مشخصی است که در این خصوص نیز می بایست فرایندها با دقت انجام گرفته شده باشند. بنابراین اجزاء و اتصالات می بایست از یک طرف همسو با هم بوده و از سوی دیگر با هدف اصلی مجتمع صنعتی نیز هماهنگ باشند. در این صورت می توان گفت پایپینگ و فرایندهای جانبی آن به درستی انجام گرفته اند.
همچنین در طراحی پایپینگ باید به این نکته نیز توجه داشت که اگر مجموعه در صدد بود هر گونه تغییر و اصلاحی در عملکردها داشته باشد شرایط و فضای کافی برای انجام آن وجود داشته باشد. برای مثال در صورتی که مجموعه در صدد ایجاد انشعاب جدید و توسعه خطوط خود بود می بایست هم به لحاظ میزان سیالی که به انشعاب جدید تزریق می شود و هم به لحاظ فضای کافی برای انجام عملیات انشعاب گیری یا هات تپ فراهم باشد.