دمای سیال چه ارتباطی با عملیات هات تپ دارد؟

دمای سیال در عملیات هات تپ یکی از پارامترهای تعیین کننده و تأثیرگذار در انتخاب تجهیزات و نیز روند عملیات می باشد. همان طور که می دانید عملیات هات تپ بر روی انواع خطوط لوله اجرا می شود. درون این خطوط لوله سیالاتی در جریان اند که دارای خواص شیمیایی و فیزیکی و همچنین دمای مختلفی هستند. دمای سیال را تیم مهندسی عملیات هات تپ در بازدید اولیه ای که از منطقه ی عملیاتی دارند، مشخص می کنند زیرا اطلاع از میزان این پارامتر، تأثیر بسزایی در مراحل اولیه تا مراحل نهایی عملیات هات تپ دارد.

دمای سیال
دمای سیال

دمای سیال در مراحل مختلف عملیات هات تپ

  • ساخت اتصالات

با اطلاع از میزان دمای سیال، متریال سازنده ی اتصالات را مشخص می کنیم. اتصالات دارای محفظه ی داخلی هستند و محل برش هات تپی را نشت گیری می کنند. این اتصالات در تماس با سیال قرار می گیرند و به طور حتم از دمای آن تأثیر پذیری خواهند داشت. بنابراین متریال سازنده اتصالات، باید از نوعی باشند که در تماس با سیال تغییر شکل نداده و کارایی خود را از دست ندهند. این متریال پس از قرارگیری در مجاورت چریان سیال نباید دچار خوردگی و پوسیدگی شوند. معمولاً متریال سازنده و نوع فلزاتی که برای ساخت اتصالات مورد استفاده قرار می گیرد از جنس همان خط لوله ای است که قصد انشعاب گیری از آن را داریم.

  • انتخاب ولو

ولو یا شیر تجهیزی است که با استفاده از آن می توانیم در زمان عملیات هات تپ و یا در حین بهره برداری از خط انشعابی، جریان سیال را کنترل و قطع و وصل کنیم. ولو نیز دارای محفظه ای درونی است که سیال پس از گذر از محفظه ی اتصال به آن می رسد. جنس ولو نیز همانند اتصالات باید به گونه ای انتخاب شود که پس از تماس با سیال تأثیرپذیری چندانی از دمای آن نداشته باشد و کارایی خود را از دست ندهد.

  • جوشکاری اتصالات بر روی خط لوله

در صورتی که برای نصب اتصالات بر روی خط لوله از عملیات جوشکاری استفاده می کنیم، باید توجه ویژه ای به دمای سیال داشته باشیم. در صورتی که دمای سیال بالا باشد و ماهیت خود اشتعالی داشته باشد، حرارت ناشی از عملیات جوشکاری بر روی لوله می تواند ریسک اشتعال سیال را بالا ببرد. بنابراین با اطلاع از دمای سیال و در صورت بالا بودن آن می توانیم عملیات جوشکاری را لغو کرده و از ابتدا اتصالات مکانیکی بسازیم.

  • برش و سوراخکاری دستگاه هات تپ

دستگاه هات تپ دستگاه تحت فشاری است که ب استفاده از اجزای برشی خود، دیواره ی لوله را برش می دهد. برشی این دستگاه بر روی لوله می تواند حرارت زیادی را به علت به وجود آمدن نیروی اصطکاک ایجاد کند. در صورتی که دمای سیال بالا باشد سرعت بالای اجزای برشی می تواند ریسک اشتعال را بالا ببرد. بنابراین باید به سرعت چرخش گیبرکس که گرداننده اجزای برشی دستگاه است دقت کرد و مانع از بالا رفتن بیش از حد دمای برش شد.

  • خنک کاری در حین برش هات تپی

در عملیات هات تپ و در حین برش خط لوله، جریان سیال دورن لوله را متوقف نمی کنیم. به بیان دیگر لوله در حین برش خوردن با دستگاه هات تپ، تحت فشار است و سیال از درون آن در حال عبور است. این مسأله دارای مزیت های اقتصادی و فنی است. مزیت های اقتصادی این مورد متوجه صاحبان خط لوله است. اما مزیت فنی و عملیاتی جریان سیال، ایمنی عملیات را افزایش می دهد. در صورتی دمای سیال پایین باشد به عنوان عامل خنک کننده در حین برش کاربرد دارد. همان طور که گفتیم برش بر روی دیواره ی لوله می تواند حرارت زیادی را تولید کند و در صورتی که دمای سیال نیز بالا باشد، اشتعال و آتش سوزی اتفاق خواهد افتاد. اما در صورتی که دمای سیال زیاد بالا نباشد، حرارت ناشی از برش را به خود جذب کرده و با استفاده از دبی جریان از منطقه ی تحت خطر دور می شود.

  • ایمنی افراد در انتهای عملیات هات تپ

در انتهای عملیات هات تپ و همزمان با خارج کردن دستگاه هات تپ از محل استقرار خود، مقدار از سیال که پیش از بستن ولو به درون محفظه ی آداپتور راه یافته بود، به بیرون راه می یابد. افرادی که مشغول کار در منطقه عملیاتی هستند باید مراقب باشند تا در صورت بالا بودن دمای سیال و یا خاصیت های شیمیایی آن دچار آسیب نشوند. لازم به ذکر است که اصول ایمنی در کارگاه هات تپ و نیز در فاز عملیاتی بر طبق دستورالعمل های HSE اجرا می شود. 

شیر پروانه ای Butterfly Valve

شیر پروانه ای (Butterfly Valve) یکی از انواع ولوهایی است که با استفاده از آن می توان جریان سیالات گازی و مایع را کنترل و یا قطع و وصل کرد. این شیر کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف و بخصوص صنایع نفت و پتروشیمی دارد. این شیر به دلیل ساختار و حرکت دیسک مسدود کننده ی آن که به شکل بال پروانه است به این نام خوانده می شود. می توان گفت تمام صنایعی که در سایت کاری خود با خطوط لوله، انتقال و بهره برداری از سیالات سر و کار دارند حتما از شیر پروانه ای استفاده کردند. هات تپ نیز یکی از مجموعه ی پروژه هایی است که ولو پروانه ای استفاده های زیادی بر روی خطوط لوله مختلف داشته است. در ادامه به توضیح اجزا و ساختمان و هم چنین نحوهی عملکرد شیر پروانه ای خواهیم پرداخت.

شیر پروانه ای Butterfly Valve
شیر پروانه ای Butterfly Valve

اجزای شیر پروانه ای

می توان گفت اجزای اصلی انواع ولوها یکسان خواهد بود و این ولوها بیشتر در ساختار و نوع عملکرد قسمت مسدود کننده خود تفاوت دارند. اجزای اصلی شیر پروانه ای شامل موارد زیر می باشند:

  • دیسک
  • بدنه
  • اهرم
  • ساقه
  • لاینر
  • عملگر

ساختار شیر پروانه ای

این شیر دارای یک بدنه ی معمولی است و یک صفحه ی مدور و دیسکی شکل در مرکز محفظه ی پایینی است. عضو دیسکی شکل و مسدود کننده این شیر در حدود ۹۰ درجه می چرخد و به وسیله ی یک اهرم به قسمت حرکت دهنده شیر متصل می باشد. قسمت محرک این شیرها به صورت دستی، پنوماتیکی و یا الکتریکی می چرخد.

سایز این ولو از ۲۴-۱ متغیر بوده و در بازار عرضه وجود دارد.

مزایای استفاده از شیر پروانه ای

  • وزن کم
  • عدم نیاز به تکیه گاه اضافی
  • نصب فوری بدون افت فشار زیاد
  • استفاده ساده و آسان از قسمت متحرک

معایب ولو پروانه ای

قسمت مسدود کننده این شیر تحت تأثیر مستقیم جریان قرار دارد و می توان گفت در این استفاده از این شیرها همیشه جریان تغییر می یابد.

 

موارد استفاده از شیرهای پروانه ای

شیر پروانه ای از انواع ولوهایی است که در صنایع گوناگون کاربرد دارد. ایستگاه های نیروی حرارتی، ایستگاه های نیروی هیدرولیکی، صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و سایر رشته های صنعتی از متقاضیان استفاده از این ولوها در مسیر سیالات خود هستند. این شیرها می توانند در مسیر سیالات مختلف قرار بگیرند به طور مثال شیر پروانه ای ویفری (بدون فلنج) می تواند در تأسیسات آب رسانی، روغن، هوای فشرده و گازهای خنثی به کار گرفته شود.

برای ساخت این شیرها معمولاً از چدن استفاده می شود. به طور مثال بدنه و عضو مسدود کننده ی  بسیاری از شیرهای پروانه ای را از چدن داکتیل می سازند. سیستم آب بندی این شیرها معمولاً از پلاستیک های EPDM ساخته شده و بدنه ی اجزای دیگر نیز در آخر با استفاده از این پلاستیک پوشش دهی می شود. تمامی این اجزا مقاومت قابل توجهی در برابر سایش حاصل از جریان سیال و نیز دمای آن دارند. شفت این شیرها نیز با استفاده از فولاد ضد زنگ ساخته می شود.

انواع شیرهای پروانه ای

  • ویفری (بدون فلنج)
  • فلنج دار
  • چدنی
  • استنلس استیل
  • فولادی
  • اهرمی
  • پنوماتیک

استفاده از شیر پروانه ای در عملیات هات تپ

عملیات هات تپ به پروژه هایی اطلاق می شود که طی آن از خطوط لوله ی دارای جریان انشعاب تهیه می کنیم. در صورتی که جریان درون لوله ار متوقف نسازیم به مزیت های متعددی دست می یابیم و حتی از این جریان در جهت پیشبرد ایمن عملیات هم استفاده می کنیم.

هر نقطه از خط لوله ممکن است هدف عملیات هات تپ قرا گیرد و انشعابی از آن خارج شود. خط لوله در نقطه مورد نظر برای انشعاب توسط دستگاه هات تپ برش می خورد. پیش از اینکه لوله را با دستگاه برش بزنیم، اتصالات نشت گیری خط لوله را در محل مورد نظر نصب کرده و یک ولو را نیز بر روی آن می بندیم. ولو مذکور ممکن است از نوع ولو یا شیر پروانه ی باشد. دستگاه برش هات تپ بر روی با استفاده از اتصال فلنجی بر روی شیر بسته می شود. شیر در حین عمیات هات تپ درحالت باز قرار دارد و پس از اتمام برش و خروج اجزای برشی دستگاه هات تپ از درون محفظه اش بسته می شود تا سیال به بیرون راه نیابد. سپس نقطعه ی ابتدایی خط لوله انشعابی را به ولو متصل می کنند و سیال درون لوله جاری می کنند. از این مرحله به بعد می توان با باز و بسته کردن ولو جریان سیال را کنترل و یا قطع و ولو کرد. شیر پروانه ای تنها یکی از ولوهای مورد استفاده در عملیات هات تپ است.

 

زاویه الکترود جوشکاری در هات تپ

زاویه الکترود جوشکاری عاملی مهم در کیفیت و مقاومت جوش است. رعایت کردن زوایه الکترود جوشکاری در نهایت عیوب کمتری را در جوش نمایان خواهد کرد. جوشکاری عملیاتی است که از در هات تپ استفاده می شود. می توان گفت پس از عملیات هات تپ و برش لوله که رکن اصلی پروژه های هات تپ است، جوشکاری مهم ترین عملیات در محل کارگاه هات تپ و نیز فاز عملیاتی آن به شمار می رود. جوشکاری، عملیاتی پر فراز و نشیب است که نکات و دستورالعمل های فراوانی دارد. کیفیت جوشکاری را با استفاده از تست جوش می سنجیم. اما در طول اجرای عملیات جوشکاری نیز باید نکات فراوانی را رعایت کنیم. از نکات فنی گرفته تا نکات ایمنی. یکی از نکات مهمی که باید در حین عملیات جوشکاری رعایت شود، زاویه الکترود جوشکاری است. در این نوشته قصد داریم تا نکاتی را در رابطه با زاویه الکترود جوشکاری نشر دهیم.

زاویه الکترود جوشکاری
زاویه الکترود جوشکاری

زاویه الکترود جوشکاری

این زاویه در واقع زاویه الکترود جوش با سطح مقطع کار می باشد. این زاویه را با نام lead angle یا زاویه شیب نیز می نامند. عیوبی که از زاویه نادرست الکترود در جوش پدیدار می شوند عبارت اند از:

  • ناخالصی سرباره
  • ذوب ناقص
  • نفوذ ناقص
  • حبس سرباره
  • تخلخل و بریدکی کناره جوش
  • تجمع سرباره
  • بدشکل شدن فرم جوش
  • درز در جوش

در صورتی که زوایه الکترود جوشکاری بزرگ تر از حد استاندارد باشد، سوختن کناره های جوش محتمل خواهد بود و در صورتی که این زاویه کوچک تر از حد استاندارد باشد، ذوب ناقص رخ خواهد داد.

زاویه، وضعیت و موقعیت صحیح الکترود با توجه به شکل هندسی اتصال، موقعیت جوشکاری، اندازه و نوع الکترود مشخص و معین می شود.

برای تعیین جهت صحیح حرکت الکترود نیز از زاویه حرکت و زاویه کار استفاده می کنیم.

زاویه حرکت: همان زاویه فشار است و به دو نوع تقسیم می شود. اگر الکترود در مسیر حرکت جوشکاری حرکت کند، به آن زاویه پیش دستی نیز می گویند و اگر الکترود در خلاف جهت مسیر جوشکاری حرکت کند، به آن زاویه پس دستی می گویند.

زاویه کار: سطح کار یا قطعه ی پایه ای را بر جوشکاری در نظر بگیرید. سپس خطی عمود بر این سطح را تصور کنید. زاویه یای که الکترود با این خط عمود بر سطح می سازد، زاویه کار نام دارد.

در صورتی که زوایه شیب را به درستی در حین جوشکاری رعایت کنیم، نفوذ کامل جوش را در پی خواهیم داشت.

در صورتی که موقعیت الکترود در حین عملیات جوشکاری مرتباً عوض شود، جوش به صورت متوازن انجام نمی شود.

عملیات جوشکاری به اشکال گوناگون و با نکات فنی متفاوتی انجام می شود. بنابراین زاویه الکترود جوشکاری نیز بسته به نوع عملیات تفاوت خواهد داشت.

زاویه الکترود جوشکاری در جوش سر به سر

از جوش سر به سر یا لب به لب برای جوش دادن دو قطعه با ضخامت کم استفاده می شود. این دو قطعه در کنار یکدیگر قرار می گیرند و به یکدیگر جوش داده می شوند. در جوش سر به سر زاویه ای برای کار وجود ندارد و بنابراین میزان نفوذ جوش از اهیمت زیادی برخوردار است تا کیفیت جوش به حداکثر میزان خود نزدیک باشد. میزان نفوذ جوش به عوامل مختلفی بستگی دارد که این موارد عبارت اند از:

  • ضخامت قطعات
  • قطر مغزی الکترود
  • فاصله ی بین دو قطعه
  • سرعت حرکت الکترود

در جوشکاری سر به سر یکنواختی پیشروی دست و ثبات در طول قوس اهمیت دارد. در صورتی که سرعت پیش روی دست کم باشد، قطعه ی پایه سوراخ می شود. اگر طول قوس زیاد باشد پاشش جرقه، نفوذ سطحی و ظاهر نامناسب جوش را مشاهده خواهیم کرد. در صورتی که طول قوس زیاد باشد روکش الکترود با حوضچه مذاب تماس پیدا می کند و بنابراین استحکام جوش کاهش می یابد.

زاویه الکترود جوشکاری در جوش شیاری

جوش شیاری معمولاً برای متصل کردن دو قطعه با ضخامت بالا مورد استفاده قرار می گیرد. به همین منظور برای نفوذ مناسب جوش لبه های قطعات را پخ زنی می کنند تا زمانی که دو قطعه در کنار یکدیگر قرار می گیرند شیاری به وجود بیاید و مذاب جوش درون این شیار شکل گیرد.

در جوش شیاری از پاس های متعدد جوش استفاده می کنیم. معمولاً برای شکل گیری یک جوش مقاوم نیاز به سه پاس جوش داریم.

پاس اول: پاس اول را پاس ریشه نیز می نامند و به منظور نفوذ عمقی و کامل استفاده می شود.

پاس دوم: پاس گرم نیز نامیده می شود و برای پر کردن شیار به کار می رود.

پاس سوم: پاس نما نام دارد و نمای خط جوش تمیزتری را حاصل می کند.

جوش شیاری انواع و اقسام گوناگونی دارد و بنابراین زاویه الکترود جوشکاری در هر کدام از انواع جوش های شیاری متفاوت خواهد بود.

زاویه الکترود در جوش شیاری درز جناغی در حالت تخت

زاویه شیب (نسبت به سطح) ۹۰ درجه

زاویه کار (نسبت به خط قائم بر سطح) ۱۰ تا ۲۰ درجه

زاویه الکترود در جوشکاری درز گلویی

زاویه شیب ۴۵ درجه

زاویه کار ۱۰ تا ۲۰ درجه

زاویه الکترود جوشکاری در جوش نبشی خارجی در حالت تخت

زاویه الکترود نسبت به دو قطعه متقارن، عمود بوده و زاویه آن نسبت به مسیر ۷۰ تا ۸۰ درجه می باشد.

زوایه الکترود جوشکاری در جوش نبشی داخلی در حالت تخت

تفاوت این نوع جوش با جوش نبشی خارجی در انتخاب زاویه برای کنترل انقباض بعد از جوش است. میزان این زاویه در جوش نبشی داخلی، ۲ تا ۵ درجه در نظر گرفته می شود. زاویه الکترود نیز در مسیر حرکت باید ۷۰ تا ۵ درجه در نظر گرفته شود.