انشعاب گرم در صنعت نفت

انشعاب گرم از جمله فرایندهایی است که در صنایع پالایشگاهی، علی الخصوص پالایشگاه های نفتی جایگاه بسیار برجسته ای دارد. از طریق این فرایند گرم می توان بدون این که فرایندهای جاری پالایشگاه را قطع کرد، یک انشعاب جدید روی خطوط لوله ایجاد کرده و جریان سیال را به مجای جدید منتقل کنیم. یک پالایشگاه نفتی متشکل از فرایندهای متعددی است که طی آن ماده خام از نفت خام تبدیل به فراورده های قابل استفاده نظیر بنزین، سوخت جت و نظایر آن می شود. انشعاب گرم روی خطوط لوله ای که سیال در آن غلظت بالاتر و سیالیت متعادل تری را دارد طبیعتاً آسان تر است اما در هر صورت حد اقلی از جریان و فشار برای انجام انشعاب گرم ضروری است که در مقیاس های پایین تر از آن انجام انشعاب گیری گرم غیر منطقی است.

انشعاب گرم خطوط لوله توسط پیشگام صنعت ابزار
انشعاب گرم

این عملیات زمانی در یک پالایشگاه نفتی به انجام می رسد که یکی از اهداف زیر را داشته باشیم:

  • از آن جا که فرآورده های بخشی از فرایندهای یک پالایشگاه مواد خام یا مواد پشتیبان یک فرآورده دیگر می باشند، برای تزریق این مواد به فراورده های مذکور از عملیات انشعاب گرم استفاده می شود. با استفاده از انشعاب گرم جریان مواد قطع نمی شود اما یک خط فرعی دائم از دو لوله، یکی متعلق به ماده خام و دیگری متعلق به فراورده، به هم متصل می شوند. در این عملیات نیاز به انجام دو عملیات انشعاب گیری به روش گرم است. پس از انجام عملیات ها و نصب لوله بای پس، جریان ولوها باز شده و به این ترتیب سیال به محل هدف هدایت می شود.
  • زمانی که قصد توسعه خطوط لوله موجود و انتقال سیال به طرح ها و فازهای جدید باشد نیز با انجام انشعاب گرم می توان فرایند را بدون نیاز به قطع جریان انجام داد. برنامه ریزان پالایشگاه ممکن است در هر مرحله ای نیاز به توسعه خطوط ببینند. برای مثال نیاز به این باشد که نفت خام ا همان ایستگاه اول به فازهای جدید هدایت شود. در این صورت در همان محل ابتدایی انشعاب گرم انجام می شود. این امر بدیهی است که اگر برای انشعاب گیری بخواهیم خط را متوقف کنیم، کلیه فعالیت های پالایشگاه تعطیل خواهند شد، بنابراین به جای تعطیلی خط از روش انشعاب گیری داغ یا انشعاب گرم استفاده می کنیم.
  • جهت انتقال فراورده نهایی به ایستگاه ها و خروجی های دیگر نیز می توان از عملیات انشعاب گیری گرم استفاده کرد. برای مثال زمانی که قرار است ایستگاه تخلیه خروجی فرایند از یک واحد به دو واحد افزایش پیدا کند، می توان از خط لوله خروجی یک انشعاب گرم دیگر گرفت و آن را به محل تخلیه هدایت کرد.
  • به هر دلیلی ممکن است نیاز به نصب تجهیزات اندازه گیری دقیق و سایر تجهیزات کنترل و بازرسی شود. عدم کارکرد درست فرایندها خود را در خروجی هر فرایند نشان می دهد. به این منظور و در راستای شناسایی و کنترل ایراد و عیب می توان تجهیزات کنترلی و اندازه گیری پیش و پس از محل انجام فرایند نصب کرد تا نسبت به خود فرایند اشراف پیدا کرد. برای انجام این کار نیز از طریق انشعاب گیری گرم دسترسی به سیال درون لوله امکان پذیر شده و سپس با نصب تجهیزات مورد نیاز فرایند مذکور مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار می گیرد.
  • اگر خطوط لوله در هر بخش دچار آسیب شدند با بهره گیری از عملیات انشعاب گرم، یا حتی استفاده از اتصالات انشعاب گرم می توان به رفع ایراد پرداخت، باز هم بدون این که نیاز به تعطیلی فعالیت های جاری باشد. در یکی از پروژه های اخیر، که البته نه در پالایشگاه بلکه در یکی از مراکز آب استان البرز به انجام رسید، شرکت پیشگام صنعت ابزار موفق شد با استفاده از اتصالات انشعاب گرم نظیر سدل نیپل اقدام به رفع نشتی نماید. این قسم فرایندهای خدماتی و تعمیراتی در خصوص خطوط لوله پالایشگاه ها هم صدق می کند و می توان با اتفاده از همین روش عیوبی نظیر نشتی، فرسودگی، مسدود شدگی خط و نظایر این را رفع نمود.
انشعاب گرم یا انشعاب داغ خطوط لوله به صورت گرم
انشعاب گرم

به طور کلی یک واحد پالایشگاهی نفت و فرآورده های نفتی مشتمل بر فرایندهای متعددی می باشد و از این فرایندها فرآورده های مختلفی استخراج می شوند. برخی از این فرایندها را می توان به شرح زیر تعریف کرد:

  • جداسازی اتمسفریک نفت خام پمپاژ شده که از آن موادی نظیر نفتا، نفت سفید، نفت گاز اتمسفریک و … حاصل می شوند.
  • تقطیر اتمسفریک و فرانید گازی که از آن نیز گاز مایع حاصل می شود.
  • تصفیه آمینه ای که سوخن پالایشگاه از آن حاصل می شود.
  • تصفیه هیدروژنی که شامل تزریق هیدروژن و تخلیه گاز از فرآورده می باشد.
  • کراکینگ بستر سیال، کراکینگ با هیدروژن و کراکینگ حرارتی.
  • آلکیلاسیون، تبدیل کاتالیستی و ایزومیزاسیون.

هر یک از فرایندهای مذکور دارای ایستگاه هایی هستند که از طریق خطوط لوله و سایر تجهیزات به هم مرتبط گردیده اند. از این رو در صورتی که به هر دلیل نیاز به انشعاب گیری یا نصب تجهیزات روی خطوط لوله بود می بایست از روش انشعاب گرم استفاده کرد تا خط بدون وقفه در انجام فعالیت های جاری خود انشعاب گیری شود.

انشعاب گرم– انشعاب گیری به روش گرم- اتصالات انشعاب گرم– رفع نشتی از طریق انشعاب گرم

استاندارد هات تپ

هات تپ روی خط لوله و مخازن نفتی و گازی محدودیت ها و الزاماتی دارد. هرگز نباید این گونه تصور شود که بر حسب مزیت هایی که هات تپ گیری در صنایع دارد اجازه داریم هر گونه انشعاب گیری را از طریق آن انجام دهیم، بلکه این کار فقط در صورت لحاظ کردن و در نظر گرفتن استانداردها و قوانینی انجام شدنی خواهد بود که توسط مؤسسات صاحب نظر بین المللی تدوین شده باشد. خوشبختانه امروز به جهت آشنایی مهندسین صنایع نفت و گاز با استانداردها و قوانین مطروحه، کارفرمایان اجازه انجام هر گونه عملیات فنی روی خطوط لوله را نمی دهند و اجرای آن را مشروط به طرح های توجیه فنی می کنند، اما این بدان معنا نیست که انجام دهنده عملیات هات تپ که جکم پیمانکار را دارد به اطلاعات مورد نیاز مهندسین مذکور اکتفا کند. در درجه اول این وظیفه مجریان هات تپ است که با تطبیق دادن شرایط کاری برای هات تپ با استانداردها و الزامات مذکور تمامی جوانب کار را مورد سنحش قرار داده و فقط در صورتی عملیات را به انجام برسانند که امکانات فنی و ایمنی و پاسخگوی محدودیت های عملیات انشعاب گرم باشد.

هات تپ و انشعاب گیری
نصب دستگاه هات تپ

یکی از این مؤسسات که استانداردها و الزامات آن مورد تأیید و اعتبار جهانی می باشد و کلیه واحدهای نفتی و گازی در مقیاس جهانی به مستندات آن رجوع می کنند موسسه نفت آمریکا (American Petroleum Institution) است که استانداردهای خود را با پیشوند API عرضه می کند. این مؤسسه با توجه مجموعه ای از محاسبات دقیق مهندسی را در کنار تجارب عملی قرار داده و بر حسب این پشتوانه استانداردهایی را برای فرایندهای ویژه مربوط به صنایع نفت تدوین می کند. یکی از استانداردهایی که این مؤسسه تدوین و منتشر کرده است استاندارد اجرای مطمئن عملیات انشعاب گیری از طریق داغ در صنایع نفت و پتروشیمی می باشد که به API 2201 معروف است (Safe Hot Tapping Practices in the Petroleum & Petrochemical Industries). گذشته از استانداردها و دستورالعمل هایی که هر یک از پیمانکاران و اجرا کنندگان متبحر عملیات انشعاب گرم هات تپ تدوین می کنند . عمدتاً مصرف داخلی و درون سازمانی دارد، این استاندارد را می توان معتبرترین و قابل استنادترین استاندارد در زمینه الزامات، بایدها و نبایدهای عملیات انشعاب گرم هات تپ دانست. در این استاندارد تا جای مکن به ابعاد فنی و ایمنی کار گرم هات تپ پرداخته شده است.

در این استاندارد پس از ارائه تعاریف مفاهیم بحث امکان سنجی عملیات hot tap مطرح می شود، و این که عملیات هات تپ در چه زمانی مقرون به صرفه و از جنبه فنی قابل توجیه خواهد بود. در این بخش ضمن برشماری محدودیت هایی که می توانند مخل انجام صحیح عملیات انشعاب گرم هات تپ شوند شرایطی را گوشزد می کند که در چارچوب شان مجاز به انجام عملیات هات تپ نیستیم. عواملی که به عنوان معیارهای امکان یا عدم امکان پذیری اجرای عملیات انشعاب گیری به روش گرم برشمرده می شوند عبارت اند از شرایط فنی خط لوله شامل فشار سیال، دمای آن، نوع آن، جنس لوله و مواردی از این دست. همچنین قابلیت دستگاه هات تپ و این که توان تحمل فشار عملیات را دارد یا نه نیز فاکتور تعیین کننده ای محسوب می شود. اما مهم تر از این موارد جوشکاری و الزامات آن روی لوله می باشد. در این استاندارد در خصوص جوشکاری روی خط لوله اهمیتی چه بسا بیش از خود عملیات انشعاب گرم هات تپ داده شده است و از همین رو در نظر گرفتن شرایط لوله و جوش با توجه به سیال درون لوله از مواردی است که به صورت مفصل در استاندارد API 2201 بدان پرداخته شده است. نکته حائز اهمیت در خصوص بخش جوش، تأکید بالایی است که بر جوشکاران ماهر و کارآزموده در زمینه حوش خطوط لوله گزارده شده است. جوشکاران باید دارای گواهی های معتبر بین المللی بوده و پیش از انجام کار تست های لازم را داده باشند.

در کل عملیات انشعاب گیری داغ یا هات تپ زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که دارای صرفه و مزیت نسبت به سایر روش ها باشد. مجری هات تپ و کارفرما در درجه اول باید نسبت به این امر اطمینان حاصل کنند. در غیر این صورت انتخاب روش های جایگزین بهتر خواهد بود. چه بسا موقعیت کاری سایت یا پالایشگاه به گونه ای است که انشعاب مذکور چندان هم اضطرار نداشته و عدم انجام آن اختلالی در فرایند برنامه ریزی مجتمع نمی کند. در این شرایط توصیه بر آن است که مجتمع صبر کند و در بازه زمانی overhaul که مجموعه به طور کلی shut down می خورد انشعاب گیری ا بدون صرف هزینه های هات تپ انجام دهد. یا در زمینای که به هر دلیلی بخشی از خطی که عملیات هات تپ می بایست روی ان انجام شود را خاموش و برای انجام سرویس های ویژه نظیر تعمیرات اساسی shut down می زنند می توان عملیات انشعاب گیری را بدون نیاز به انشعاب گرم انجام داد. هات تپ خط لوله یا مخزن تنها زمانی دارای مزیت و بهره وری فنی و اقتصادی خواهد بود که نیاز داریم بدون این که جریان سیال را خاموش کنیم انشعاب گیری را به انجام برسانیم. در این شرایط از عملیات انشعاب داغ یا هات تپ استفاده می شود.

هات تپ
hot tap

البته باید اشاره شود که استانداردها و مستنداتی از این دست جزو لوازم اولیه و پیش نیازهای تبدیل شدن به یک مجری عملیات هات تپ محسوب می شوند و هرگز نمی توان با مطاله این دست قوانین و استانداردها تبدیل به مجری متبحر عملیات انشعاب گرم شد، اما در هر حال راهنمای مناسبی محسوب می شوند که می توانند خطوط راه عملیات انشعاب گیری گرم را مشخص کنند. از طرفی این استانداردها دارای نکات ریز و در عین حال برجسته و مهمی هستند که در موارد خاص و ضروری بسیار به کار می آیند. ممکن است مجری عملیات انشعاب گیری داغ به شرایط خاص و مورد ویژه ای بخورد که پیش تر تجربه آن را نداشته است. در این شرایط رجوع به این استانداردها و قوانینی از این دست بسیار کارآمد خواهد بود.

شرکت پیشگام صنعت بازار به عنوان مجری عملیات هات تپ علاوه بر استانداردها و دستورالعمل ها، و روش های اجرایی که تدوین کرده و ضمن تعاملات مستمری که با مجریان متبحر عملیات هات تپ در سطح جهانی دارد، و با وجود این که خود در این زمینه دارای تجربه کافی می باشد ولی باز هم هر از چند گاه با رجوع به این استاندارد برای رفع نیازهای ویژه و خاص خود از آن بهره می جوید.

فراگیری هات تپ

هات تپ خطوط لوله یک عملیات ویژه با مختصات فنی خاص خود می باشد که اغلب توسط پیمانکاران متبحر و کارآزموده انجام می گیرد. در واقع امر بر خلاف بسیاری از رایندهای جاری در مجتمع های پالایشگاهی و پتروشیمی فرایند انشعاب گیری گرم یا هات تپ توسط خود مجتمع صورت نمی گیرد. معدود واحدهای صنعتی هستند که هزینه و زمان کافی را صرف آموزش فرایند هات تپ و انجام عملیات های آزمایشی برای آشنایی با ابعاد اجرایی آن تقبل می کنند. این فرایند، یک پروسه بسیار تخصصی و دارای الزامات خاص خود است. از این رو اغلب پیمانکاران و صاحبین مشاغلی سراغ هات تپ می روند که در صددند به مجری تخصصی این عملیات خطوط لوله تبدیل شوند.

یک مجری تخصصی عملیات هات تپ باید در زمینه های مختلف خود را صاحب نظر و کارآموخته گرداند به نحوی که نه تنها قادر به اجرای هر یک از مراحل انجام عملیات هات تپ باشد، بلکه در صورت بروز ایرادات خاص، و زمانی که با پدیده ای نامتعارف و ویژه حین انجام انشعاب گیری به روش گرم خط لوله مواجه شد سرعت عمل، ابتکار و حضور ذهن لازم جهت رفع مشکل را داشته باشد. در هر صورت عملیات انشعاب گیری گرم از خطوط لوله یا همان هات تپ دارای عناصر پیچیده و متغیرهای ویژه ای است که فراگیری آن ها مستلزم صرف زمان و هزینه است.

هات تپینگ
انشعاب خط لوله به روش گرم (هات تپ)

آیتم ها و مواردی که مجری انشعاب داغ می بایست بیاموزد را می توان در چند دسته کلی تقسیم کرد:

  • استانداردها: معمولاً مؤسسات بین المللی معتبر و مرجع در زمینه های خطوط لوله و صنایع نفت و گاز دارای استانداردهایی برای هر کدام از فرایندهای رایج در زمینه های تخصصی خود می باشند. این استانداردها محصول سال ها ممارست و کار مطالعاتی در کنار تجاربی است که از فرایندهای عملی حاصل شده است. از این رو منابعی معتبر و قابل اتکا برای رجوع و رفع مشکل محسوب می شوند. در عملیات انشعاب گیری گرم یا هات تپ نیز می توان از بسیاری از این استانداردها بهره جست. عملیات انشعاب داغ در خود جوشکاری روی خط لوله را دارد و می توان از استانداردهای جوشکاری بین المللی استفاده کرد. همچنین در خصوص ساخت اتصالات در عملیات هات تپ فلنج مورد استفاده قرار می گیرد که در خصوص انتخاب سیال و کلاس و… می بایست به این استانداردها متکی بود. علاوه بر این ها استاندارد API2201 که از طرف موسسه نفت آمریکا صادر شده است و بسیاری از جوانب عملیات هات تپ را پوشش می دهد.

یک مجری متبحر عملیات هات تپ می بایست نسبت به این استانداردها اشراف و دانش کافی و وافی داشته باشد تا بتواند از پشتوانه علمی و مهندسی مناسب برای انجام مطالعات مهندسی و طراحی های مربوط به انشعاب داغ hot tap برخوردار باشد.

  • دستورالعمل ها: استفاده از دستورالعمل هایی که شرکت های معتبر مجری عملیات hottapping تدوین کرده اند نیز یک رفرنس مناسب برای کسب دانش بیشتر در این زمینه است. معمولاً پیمانکاران متبحر عملیات انشعاب گرم یا hot tap operation دارای دستورالعمل و روش های اجرایی مشخص و مدون در زمینه اجرای عملیات انشعاب داغ هستند که الگوی عمل آن ها در زمینه انشعاب گیری گرم از خطوط لوله را بیان می کند. استفاده از این دستورالعمل ها به عنوان راهنمای اجرای عملیات هات تپ از جمله منابع مناسبی است که می توان بهره گرفت. با توجه به این که دستورالعمل های مذکور از تجارب کارهای اجرایی به دست آمده اند جنبه هایی بیشتر از ابعاد اجرایی عملیات hot tap را پوشش می دهند و از این رو می توانند راهنمایی مناسب محسوب شوند.
  • مطالعات موردی: از جمله دیگر منابع و مراجع قابل اتکا در زمینه یادگیری ابعاد و مختصات عملیات هات تپ مطالعات موردی پروژه هایی استکه دیگر مجریان عملیات انشعاب گرم هات تپ تدوین و در اختیار دیگران قرار داده اند. این مطالعات موردی معمولاً توصیفی جامع از هر یک از عملیات های اجرایی انشعاب گیری گرم شرکت های مذکور را گزارش می دهد. ویژگی های فنی خط لوله شامل ارتفاع محل کار، راستا و جهت عملیات هات تپ، نوع سیال و فشار و دمای آن، و مواردی از این قبیل در مطالعات موردی مذکور ارائه می شود. سپس شرحی اجمالی از فرایندهای مهندسی و مطالعاتی داده می شود تا خواننده را نسبت به تصمیمات فنی و مهندسی جهت انجام عملیات هات تپ و رفع ایرادات احتمای مطلع گرداند. پس از آن گزارش وارد فاز اجرایی می شود و طریقه ساخت اتصالات و نصب آن ها روی لوله، و سرانجام چگونگی انجام عملیات هات تپ را شرح و تفصیل می دهد. در نهایت نیز خلاصه و جمع بندی گزارش خواهد بود که شامل تجارب جدیدی است که مجموعه مجری عملیات انشعاب گیری به روش گرم از عملیات مذکور حاصل کرده است.
  • فرایندهای اجرایی: گذشته از موارد مطالعاتی و تحقیقاتی اجرای عملیات هات تپ فی نفسه نیازمند کسب مهارت و تخصص فنی و عملی خاص خود است. نمی توان عملیات انشعاب گرم را به صرف چند گام مطاعلاتی محدود کرد. مجری کار گرم هات تپ می بایست نسبت به تمامی ابعاد دستگاه هات تپ آشنایی و شناخت کامل داشته باشد. روش اجرای کار را بداند، تناسب و تعادل اجزا و قطعات دستگاه هات تپ و اتصالات نصب شده روی لوله را بشناسد، روش های انجام تست فشار و تست جوش را مسلط باشد و در صورت بروز مشکل قدر تشخیص دلیل مشکل را داشته باشد. توان اجرایی و عملیاتی مجریان انشعاب گرم اهمیتی به غایت بیش از فاکتورهایی دارد که در بالا بدان ها اشاره رفت. از این رو گرچه آموزش عملی آخین مرحله در فرایند تبدیل شدن به یک اجرا کننده زبردست عملیات هات تپ به شمار می رود اما مهم ترین و تعیین کننده ترین شان قلمداد می شود.
هات تپ
انشعاب گرم

اجرای عملیات هات تپ مستلزم آشنایی با ابعاد فنی و عملیاتی کار گرم به شمار می آید و روند تبدیل شدن به یک پیمانکار زبردست، روندی تدریجی می باشد. شرکت پیشگام صنعت ابزار با انجام حدود ۴۵۰۰ عملیات هات تپ طی بیش از ده سال فعالیت اجرایی خود در حال حاضر به تمامی مختصات و ویژگی های این فرایند ویژه خطوط لوله آشناست و اکنون می تواند بدون وقفه و در اسرع وقت مراحل کامل انجام عملیات را به پیش ببرد. از این رو ما آماده دریافت سفارشات مشتریان در هر شرایطی و با هر چارچوب فنی می باشیم. ما با وجود تجارب تحقیقاتی و فنی بالا همواره خود را کارآموز در این زمینه به شمار اورده و می کوشیم از جدیدترین دستاوردها و ابداعات در زمینه انشعاب گیری داغ خطوط لوله و مخازن بهره مند شویم. تعامل مستمر با مجریان صاحب نام عملیات انشعاب گیری در ابعاد جهانی یکی از راه های نیل به این هدف است که در حال حاضر بدان دست یافته ایم.