هات تپ

هات تپ از جمله عملیات های خطوط لوله و مخازن می باشد که انجام و توجیه پذیر بودن آن مستلزم وجود سیال درون مخزن یا لوله است. برخی بر این باورند که برای انشعاب گیری از خطوط لوله در هر شرایطی بهترین راهکار کم کردن فشار سیال یا حتی تخلیه خط یا مخزن از سیال است. این در حالی است که هات تپ ماهیتی کاملاً متفاوت با سایر روش های انشعاب گیری دارد، در این عملیات اتفاقاً شرایط بالعکس است و انجام انشعاب گیری مستلزم وجود سیال درون لوله یا مخزن است.

در صورتی که هیچ ماده ای درون مخزن یا لوله وجود نداشته باشد انجام عملیات هات تپ فقط در شرایط خاص و تحت مدیریت و بازرسی مهندسی توصیه می شود. اما در صورت وجود ماده درون لوله یا مخزن انجام عملیات انشعاب گیری گرم مطمئن تر خواهد بود. وجود سیال درون لوله و مخزن به این معناست که حین اجرای عملیات هات تپ یک ماده ای وجود دارد که حرارت ناشی از عملیات را رفع کرده و به این صورت خطرات ناشی از حرارت یجاد شده از ناحیه هات تپ را رفع می کند.

انشعاب گیری به روش گرم
جوشکاری هات تپ

انشعاب گیری به روش گرم یا انشعاب داغ خطوط لوله و مخازن دارای یک فرایند اصلی می باشد که عبارت است از برش گرم یا هات تپ جداره تحت انشعاب مورد نیاز. در این عملیات دستگاه هات تپ به صورت دورانی بر مدار مته راهنمای خود بر گرد لوله یا مخزن می چرخد و ضمن گردش پیشروی لازم برای برش کامل لوله را انجام می دهد. بدیهی است حین بر حرارتی ایجاد می شود که می بایست به نحوی رفع شود. چرا که با وجود آب بندی بودن ناحیه هات تپ محیط ممکن است پر از گازها و مواد شیمیایی ای باشد که قابلیت آتش سوزی و انفجار دارند.

حال و در صورت وجود ماده ای که رفع کننده حرارت هات تپ باشد، شرایط برای خط لوله با شرایط مخزن متفاوت خواهد بود. در خطوط لوله ترجیح بر آن است که ماده درون لوله سیالیت و جریان داشته باشد. راکد بودن این ماده میزان قابلیت آن برای رفع حرارت ایجاد شده را کاهش خواهد داد. علاوه بر این در صورتی که ماده مذکور راکد و بدون جریان باشد ممکن است خود تبدیل به عاملی خطر زا برای عملیات هات تپ محسوب شود چرا که در صورتی که ماده قابل اشتعال و از جنس نفت، گاز و فرآورده های آن ها باشد قابلیت احتراق دارد. بنابراین وقتی در حالت راکد قرار دارد، در صورت دریافت حرارت ناشی از عملیات هات تپ یا جوشکاری اسپلیت تی روی لوله و سدل نیپل روی مخزن می تواند دچار احتراق و متعاقب آن انفجار شود. در برخی اوقات کارفرمایان با این تصور که در صورت نیمه پر بودن لوله خطری عملیات را تهدید نمی کند نسبت به الزامات فرایند هات تپ چشم پوشی می کنند، در ان صورت مجری هات تپ می بایست هشدارهای لازم را به کارفرما بدهد. گرچه در این شرایط دستگاه و حرارت آن درگیری مستقیم با سیال درون لوله ندارد اما از سوی ماده درون لوله مواد شیمیایی و رسوباتی متصاعد می شود که در محیط لوله حضور دارند و به این ترتیب فضای درونی لوله در مقابل حرارت انشعاب گرم بسیار واکنش پذیر خواهد بود.

تست فشار هات تپ
آماده سازی هات تپ

اما در صورتی که کار روی مخزن انجام می شود بهتر آن است که جریان سیال درون مخزن راکد و بدون حرکت باشد. در این چارچوب ترجیخ بر آن است که ما آمد و رفت سیال درون مخزن را نداشته باشیم. البته در صورتی که ماده درون مخزن قابلیت اشتعال داشته باشد شرایط کمی دشوار خواهد بود و میزان حساسیت کار در مقایسه با کار گرم یا هات تپ لوله بسیار بیشتر است، اما با این وجود سیال درون مخزن می بایست تا جای ممکن در حالت سکون قرار داشته باشد. اگر در هنگام اجرای عملیات هات تپ صطح مخزن همزمان در حال پایین آمدن باشد، یعنی ماده درون مخزن در حال تخلیه باشد، ادامه کار بسیار خطرناک خواهد بود چرا که ممکن است پوششی که ماده برای انجام هات تپ ایحاد می کند از بین رفته و به این ترتیب عملیات روی بخشی از لوله انجام شود که فاقد سیال است. از طرفی دیگر، چون سیال تازه از محیط خارج شده، فضای درون مخزن مملو از مواد شیمیایی می باشد که می تواند بسیار خطرناک باشد. حتی در صورتی که سیال موادی غیر قابل احتراق نظیر آب باشد نیز ممکن است مواد شیمیایی و ترکیبات گازی متصاعد از آن دارای قابلیت اشتعال و انفجار باشند. بنابراین در این زمینه باید بسیار حساس عمل کرد.

عملیات انشعاب گرم یا هات تپ یک عملیات ویژه است که باید به فاکتورهای تعیین کننده آن اهتمام ویژه داشت، در غیر ای صورت خروجی کار می تواند آسیب زا د غیر قابل توجیه شود. در این راستا تبحر، دانش، تجربه و مهارت حرف اول در عملیات را می زطند. هر چهار عامل برشمرده شده دارای اهمیت و اساسی تلقی می شوند و بنابراین نمی توان به نفع یکی از دیگری چشم پوشی کرد.

برش لوله و هات تپ

هات تپ خطوط لوله در واقع عبارت است از برش لوله به روش گرم. اصلی ترین فرایند در هات تپ و در واقع آخرین گام از فرایند هات تپ عبارت خواهد بود از برش لوله با استفاده از دستگاه هات تپ. دستگاه هات تپ مناسب را متناسب با سایز انشعاب مورد نظر تجهیز می کنند و سپس با راه اندازی دستگاه و پیروش آن، برش لوله به روش گرم شروع می شود، یعنی زمانی که ماده خام یا سبال درون لوله در جریان است هم زمان عملیات برش و انشعاب گیری از لوله نیز انجام می شود. محل درگیری کاتر دستگاه هات تپ با لوله یک فضای دایره ای است که سطح داخلی آن از لوله بریده می شود و از مجموعه خارج می شود تا انشعاب جدید ایجاد شده باشد. قطعه مذکور با اتمام فرایند برش کاملاً از لوله جدا شده و به مته راهنما گیر می کند. بنابراین با خارج کردن دستگاه هات تپ از مجموعه این قطعه نز جدا شده و انشعاب جدید حاصل می شود.

انشعاب خط لوله
عملیات هات تپ- برش لوله

اصولا برش در فرایند هات تپ به این مرحله محدود نمی شود. عملیات برش در فرایند انشعاب گیری برش گرم در دو مرحله دارای موضوعیت است که به شرح زیر بدان ها پرداخته می شود:

  • برش اتصال به منظور آماده سازی آن: چنان که می دانیم برای انجام عملیات هات تپ ابتدا می باید یک اتصال روی لوله نصب شود که اغلب اوقات این اتصال اسپلیت تی خواهد بود ولی در برخی مواقع بنا به شرایط فنی از اتصال سدل نیپل نیز استفاده می شود. در هر صورت ابتدا به ساکن این اتصالات می بایست ساخته شوند و برای ساخت آن ها از متریال ها و مواد اولیه اصلی فرایند ساخت استفاده می شود. اصلی ترین متریال ساخت این اتصالات لوله به سایز لوله اصلی و سایز انشعاب خواهد بود. در واقع مقدار مورد نظر برای ساخت اتصال از لوله به سایز لوله اصلی و سایز انشعاب بریده می شود و پس از انجام عملیات های مربوط به ساخت اتصال، این دو قطعه لوله به هم جوش داده می شوند تا فرایند ساخت اتصال به مراحل پایانی خود نزدیک شود. آن چه واجد اهمیت می باشد این نکته است که هم در اسپلیت تی و هم در سدل نیپل ما فرایند برش لوله را به همراه خواهیم داشت. اما فرایند مذکور در ساخت این اتصالا فاقد هر گونه پیچیدگی خواهد بود و حساسیت خاصی را اقتضا نمی کند. تها نکته ای که در برش لوله در این گام می بایست بدان توجه داشت این است که سایزهای برش دقیقا متناسب با سایز طراحی ها باشد تا کار با ایراد دچار نشود. می بایست ابتدا سایزهای مورد نظر که برش از آن ناحیه انجام خواهد گرفت به صورت دقیق علامت گذای شود تا برش بدون ایراد باشد. در صورت بروز ایراد در اندازه گیری ها و علی الخصوص برش کمتر از سایز طراحی، می توان گفت قطعه لوله آماده شده برای ساخت اتصال هدر رفته می بایست یک تکه لوله دیگر برای ساخت درست و مطمئن اتصال به منظور انجام هات تپ از لوله برید.

عملیات برش در این مرحله با استفاده از ابزارهای گوناگون انجام شدنی است. از آن جا که لوله روی خطوط و در محل سایت نصب نیست بنابراین نه سیال و نه هر گونه ماده شیمیایی در محل متصاعد نمی باشند و بنابراین انجام برش با استفاده از ابزارهای گوناگون انجام شدنی است. در این راستا برای انجام برش قطری لوله معمولاً از ابزارهایی نظیر beveling machine استفاده می شود. یا می توان از برش گاز و هوا برای برش قطری لوله استفاده کرد. همچنین در فرایند ساخت اتصال می بایست علاوه بر برش قطری، سطح لوله نیز به شکل دایره ای و به اندازه سایز انشعاب بریده شود که در این خصوص نیز معمولاً از برش گاز و هوا استفاده می شود. پس از انجام برش با استفاده از فرایند سنگ زنی می توان خط برش را صیقل داد و مسطح کرد تا حالت خشن و زبری آن رفع شود. به این ترتیب فرایند برش با دقت و صحت به اتمام خواهد رسید.

چنان که اشاره شد ر این گام از برش دمای برش و سیار متغیرها تأثیری در فرایند ندارند و تنها آیتم حائز اهمیت در کار که می تواند بر سرنوشت عملیات هات تپ تأثیر بگذارد اندازه گیری دقیق خواهد بود. ضمن این که فرایند برش نیز باید کیفیت لازم را داشته باشد و دچار نوسان و اعوجاج در خروجی کار نباشیم.

هات تپ و انشعاب گیری
نصب دستگاه هات تپ
  • برش گرم لوله در فرایند هات تپ. در این خصوص نیز چنان که اشاره شد دستگاه هات تپ با لوله درگیر می شود و برش دورانی بخش مورد نظر از لوله را به انجام می رساند. در برش گرم باید توجه داشت که میزان باردهی به لوله در حد قابل قبولی داشته باشد. افراط و تفریط در شتاب باردهی بدون شک بر عملکرد فرایند تأثیر منفی خواهد گذاشت و چه بسا باعث شکسته شدن یا فرسودگی تجهیزات برش شود. به این صورت فرایند دچار ایراد می شود. بنابراین مهم ترین فاکتور در انجام صحیح این مرحله از فرایند برش کاری که برش گرم خوانده می شود این است که با توجه به ضخامت و جنس لوله میزان باردهی به درستی تنظیم شود تا نه به لوله و جداره آن آسیب وارد شود و نه دستگاه هات تپ و قطعات و تجهیزات آن دچار ایراد شوند که در این صورت عملیات با وقفه مواجه می شد.

برش یکی از فرایندهای مهم در هات تپ خطوط لوله به شمار می رود و در این فرایند فارغ از این که در چه مرحله ای انجام می شود و از چه ابزارها و روش هایی استفاده می شود، تنظیمات و محاسبات اولیه و انجام دقیق عملیات در فاز اجرایی حرف اول را می زنند. بهتر آن است که برای هر گام بهترین روش انتخاب شود اما مهم تر از آن انجام صحیح هر روشی است که از آن بهره گرفته می شود.

برش سرد چیست؟

عملیات هات تپ به عنوان یکی از روش های برش لوله و انشعاب گیری از آن به شمار می رود. اما چنان که از تعریف بر می آید ماهیت دستگاه هات تپ برای برش سطحی و نه قطری لوله می باشد و از طریق آن امکان برش و جداسازی لوله وجود ندارد. این دستگاه فقط مناسب برای انجام برش انشعابی خطوط لوله و مخازن است. در مقابل دستگاه های برش سرد cold cutter machines برای برش قطری لوله و دو تکه کردن یک لوله مورد استفاده قرار می گیرند. در فن آوری برش سرد دستگاه که شکل و فرمی حلقوی دارد روی قطر خارجی لوله نصب می شود و تنظیمات لازم برای تراز کردن آن انجام می شود تا برش به صورت دقیق انجام کیرد. سپس عملیات برش لوله به روش تراش صورت می گیرد. دستگاه برش سرد لوله عملکردی تقریبا مشابه با فلنج فیسر دارد، یعنی دارای یک پایه تیغچه است که تیغچه روی آن نصب می شود و حین کار دستگاه برش سرد تیغچه مذکور ضمن حرکت دورانی گرداگرد لوله فرایند برش لوله را به آرامی انجام می دهد. در این فرایند به ازای هر دور دوران تیغچه مذکور بر میزان پیشروی آن افزوده می شود تا در گردش های بعدی عمق بیشتری از لوله را ببرد. پس از اتمام فرایند طبیعتاً بخش بریده شده از لوله جدا می شود و می تونا اقدامات اصلاحی مورد نظر را روی آن ها انجام داد.

انشعاب گرم
انشعاب داغ

برش سرد خطوط لوله زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که استفاده از روش های سنتی نظیر برش با سنگ زنی یا گاز و هوا دارای خطرات می باشند. از آن جا که در حین فرایندهای سنگ زنی جرقه ایجاد می شود و جرقه های مذکور قابل احتراق می باشند کار خطرناک خواهد شد، علی الخصوص در صورتی که در لوله سیال وجود داشته باشد یا سیال از لوله خارج شده باشد اما رسوبات و مواد شیمیایی ساطع شده و باقی مانده در محیط درونی لوله وجود داشته باشند که مستعد احتراق و اشتعال اند.

برش لوله از روش گاز و هوا نیز دارای چنین خطراتی می باشد؛ از آن جا که این برش ماهیت حرارتی دارد و برش لوله در آن از طریق حرارت انجام می شود می بایست خط لوله از هر لحاظ فاقد هر گونه ماده شیمیایی باشد. در واقع روش هایی نظیر برش گاز و هوا روی لوله هایی کاربرد دارند که فاقد هر گونه سیال هستند و معمولاً روی لوله هایی که تازه قرار است روی خطوط نصب شوند انجام می شوند. برش از روش های مشابه نظیر استفاده از دستگاه beveling machine نیز نظیر دستگاه های گاز و هوا می تواند دارای چنین خطراتی باشد چرا که ماهیتاً دقیقاً مشابه است.

در مقابل این روش ها، برش سرد بدون ایجاد کوچک ترین حرارتی حین برش انجام می شود. در واقع حرارت ایجاد شده تنها ناشی از درگیری تیغچه برش با لوله است که حرارتی معادل با حرارت تراشکاری ایجاد می کند و در این خصوص نیز دستگاه های برش سرد خود دارای مخزن های آب صابون هستند که حین برش بسته به تنظیمات انجام گرفته محلول آب صابون را روی ناحیه برش می ریزند و به این ترتیب حرارت ایجاد شده را رفع می کنند. بنابراین خطری از سوی متغیرهایی نظیر حرارت انجام عملیات برش فرایند را تهدید نمی کند. از این حیث دستگاه های برش سرد نیز ماهیتی نظیر دستگاه های برش گرم یا هات تپ دارند. در عملیات هات تپ نیز برای ایجاد انشعاب از فرایند تراشکاری بهره برده می شود اما چنان که اشاره شد قطر لوله از طریق هات تپ قابل بریدن نیست، بلکه سطح لوله به اندازه میزان انشعاب مورد نیاز بریده می شود. در عملیات هات تپ نیز ابتدا مته راهنما و سپس کاتر با لوله درگیر می شوند و برش را انجام می دهند، با این تفاوت که کاتر دستگاه ات تپ دارای یک تیغچه نیست بلکه چندین الماسه روی کاتر نصب شده است که همزمان عملیات برش را انجام می دهند و با پیشروی دستگاه به برش عمق بیشتر می دهند.

متأسفانه در برش ها از طریق سنتی سوانح و حوادث ناخوشایندی رخ داده است و بسیاری از نیروهای انسانی ولو متخصص و متبحر در معرض صدمات جدی و چه بسا خطرات جانی قرار گرفته اند. عملیات برش سرد از این حیث بر میزان ریسک عملیات بسیار می کاهد و به همین دلیل از تأکیدان واحدهای ایمنی و بهداشت فنی بوده است که همواره و تا جای ممکن اگر مقدور می باشد از برش سرد برای برش لولوه ها استفاده شود. دستگاه های برش سرد معمولاً دارای محرک های هیدرولیکی می باشند و منبع تغذیه شان پاوریونیت های هیدرولیک است، اما در مواقعی و خصوصاً زمانس که فشار کاری کمتر می باشد می توان از تغذیه پنوماتیک نیز استفاده کرد.

هات تپ خطوط لوله
هات تپ

تنظیمات و آماده سازی دستگاه برش سرد برای انجام عملیات ویژگی ها و تخصص های خاص خود را می طلبد. مهندسین و اپراتورها بر حسب مؤلفه هایی نظیر ضخامت لوله، جنس لوله، مقدار متریال باقی مانده درون لوله و از این دست تنظیمات دستگاه را انجام می دهند. تنظیمات مذکور شامل موارد زیر می باشد:

  • تنظیم سرعت دوران تیغچه روی لوله
  • تنظیم میزان پیشروی دستگاه برش سرد در هر دور از دوران
  • تنظیم زاویه تیغچه
  • تنظیم فشار موتور پاوریونیت

پس از انجام تنظیمات فوق دستگاه آماده برش سرد می باشد. عملیات به صورت پیوسته و بدون وقفه انجام می گیرد. بهتر است تیم طراحی از همان ابتدا طراحی ها و برنامه ریزی های دقیق برای انجام تنظیمات را به درستی انجام داده باشند تا فرایند برش لوله به صورت پیوسته انجام گیرد. بروز ایراد حین برش از آسیب های کار می باشد که می تواند فرایند را با اشکالاتی مواجه کند.