کلد کاتر چه کاربردی در استاپل دارد؟

کلد کاتر (cold cutter) دستگاهی است که تحت عنوان لوله بُر سرد یا پَخ زن پنوماتیکی نیز شناخته می شود. از این دستگاه در عملیات استاپل استفاده ی فراوان می شود. هنگامی که با آسیب موضعی خطوط لوله ی طویل مواجه باشیم، بدیهی است که خارج کردن خط لوله از سرویس دهی هزینه بر و زیان بار خواهد بود. در این حالت میزان بهره برداری از خط لوله کاهش می یابد و برای مدتی خدمات رسانی به نقاط پایین دست لوله متوقف خواهد شد و زمان بهره برداری مجدد از لوله نامشخص خواهد بود. در این وضعیت است که برای جلوگیری از توقف جریان سیال خط لوله و ممانعت از عدم بهره برداری، از عملیات استاپل استفاده می کنند. پروژه های استاپل متعددی در سراسر کشور توسط شرکت پیشگام صنعت ابزار به اجرا درآمده که در این پروژه ها از دستگاه کلد کاتر به منظور برش سرد لوله و پخ زنی آن استفاده شده است.

کلد کاتر
کلد کاتر

عملیات استاپل

در عملیات استاپل قسمتی از خط لوله را که دچار آسیب موضعی شده، ایزوله می کنند و جریان عبوری از این ناحیه را به طور موقت به مسیر فرعی دیگری به نام بای پس هدایت می کنند. برای اجرای عملیات استاپل از دستگاه های هات تپ، استاپل و کلد کاتر استفاده می کنند که هر کدام از این دستگاه ها وظیفه ی اجرای یک قسمت از عملیات استاپل را بر عهده دارد. از دستگاه هات تپ به منظور ایجاده دو برش هات تپ بر روی خط لوله استفاده می شود تا از این دو برش برای ایجاد خط لوله ی فرعی موقتی یا بای پس استفاده کنند. از دستگاه استاپل به منظور انسداد موقت قسمت آسیب دیده ی خط لوله استفاده می کنند. از دستگاه کلد کاتر نیز به منظور برش قطعه لوله ی جدید و بدون نقص فنی و هم سایز قطعه لوله ی آسیب دیده استفاده می کنند تا جایگزین لوله ی آسیب دیده در خط لوله شود.

در پایان عملیات استاپل بخشی از خط لوله که دچار آسیب دیدگی، پوسیدگی و یا نشتی شده است عاری از جریان سیال می گردد. جریان عبوری از این موضع را در پشت منطقه ی آسیب دیده وارد لوله ای فرعی به نام بای پس می کنند. طراحی بای پس به گونه ای است که جریان فرعی را در جلوی منطقه ی آسیب دیده دوباره به خط لوله اصلی بازمی گرداند. منطقه ی آسیب دیده توسط پلاگ ها دستگاه استاپل و با دو حفره ی جداگانه مسدود می شوند. جریان باقی مانده در موضع آسیب دیده توسط شیرهای ایزوله خالی می شوند. سپس قطعه لوله ی آسیب دیده را با استفاده از عملیات برشکاری از خط لوله جدا می کنند. حالا باید قطعه ی لوله ی جدیدی را با کمک عملیات جوشکاری و یا فلنج ها به خط لوله پیوند بزنند. این قطعه لوله بدون آسیب و هرگونه نقص است و ابعاد و اندازه های آن و زاویه بندی لبه های آن از پیش درون کارگاه و توسط دستگاه کلد کاتر انجام شده است.

دستگاه کلد کاتر cold cutter machine

دستگاه کلد کاتر دستگاهی پرتابل یا قابل حمل است که می تواند لوله هایی با سایز ۶ تا ۷۲ اینچ را برش بزند. این دستگاه بر روی لوله نصب می شود و به دور لوله میگردد و با استفاده از کاتر خود لوله را به صورت کاملاً دقیق و منظم برش می دهد.

از این دستگاه می توان در بیشتر شرایط عملیاتی استفاده کرد. برشی که این دستگاه بر روی لوله ایجاد می کند به صورت سرد است. پس نمی توان انتظار داشت که اشتعال و انفجار در حین برش به وجود بیاید. همچنین در محیط های عملیاتی زیر سطح آب نیز می توان از کلد کاتر استفاده کرد.

اما برای ساخت قطعه لوله ی جدید و بدون نقص فنی در عملیات استاپل ابتدا سایز و قطر و یا اینچ خط لوله را به طور دقیق مشخص می کنند. سپس طول منطقه ی آسیب دیده را اندازه گیری می کنند. جنس خط لوله و ضخامت آن نیز از دیگر پارامترهایی است که باید در این مرحله مشخص شود. با استفاده از این پارامترها قطعه لوله همسان با خط لوله را انتخاب کرده و طول این لوله را با استفاده از دستگاه کلد کاتر هم اندازه ی منطقه ی آسیب دیده می برند.

این دستگاه را بر روی لوله نصب می کنند. قرار گیری برش زن سرد بر روی توسط زنجیرهای کششی خود دستگاه انجام می شود و نیازی به استفاده از اپراتور نخواهد بود. سطح نهایی برش توسط این دستگاه بسیار صاف است و نیازی به ماشینکاری ندارد.

در صورتی که اتصال این قطعه لوله بر روی خط لوله با استفاده از جوشکاری باشد وظیفه ی پخ زنی این لوله را نیز به کلد کاتر می سپارند. کلد کاتر لبه های سطح برش را به صورت زاویه دار برش می زند و همین موجب به وجود آمدن حفره ای برای جوشکاری می شود تا جوشکار بتواند تورچ جوشکاری را در این شیار متمرکز کند و جوش بهینه ای را در انتهای کار تحویل دهد.

  • نصب دستگاه برش زن سرد بر روی لوله بسیار آسان است.
  • سرعت برش ۱ min/inch of dia برای ضخامت های استاندارد خط لوله است.
  • نصب این دستگاه بر روی لوله های افقی یا عمودی میسر است.
  • عمر این دستگاه به علت ساختار قدرتمند آن بسیار طولانی است.
  • کلد کاتر می تواند انواع لوله های فولاد کربی، استنلس استیل، آهن چکش خوار، آهن ریخته گری و بسیاری از آلیاژهای مناسب را به صورت ماشینکاری شده برش دهد.

پس از برش قطعه لوله متناسب با طول موضع آسیب دیده از خط لوله، قطعه را به محل عملیات منتقل می کنند و با استفاده از عملیات جوشکاری یا با استفاده از فلنج ها به خط لوله پیوند می زنند. سپس لوله ی فرعی یا بای پس از از محل خود جدا می کنند و پلاگ های مسدود کننده ی استاپل را نیز از محل خود خارج می کنند. در این موقعیت جریان وارد خط لوله ی اصلی می شود و خط لوله بدون توقف در بهره برداری وخدمات رسانی، تعمیر خواهد شد. 

بای پس در خطوط لوله

بای پس در خطوط لوله در زمانی مورد نیاز است که قسمتی از خط لوله دچار آسیب، خوردگی و پوسیدگی شده باشد. بای پس در واقع لوله ی کوتاه انشعابی است که به صورت فرعی در کنار منطقه ی آسیب دیده ی لوله نصب می شود و امکان تعمیر و بهینه سازی خط لوله را فراهم خواهد آورد.

بای پس در عملیات استاپل
بای پس در عملیات استاپل

آسیب به خطوط لوله که طول آن ها ممکن است به کیلومترها برسد یکی از معضلاتی است که گریبان گیر سازمان های دولتی و خصوصی می شود. خارج کردن این خطوط از سرویس دهی و بهره برداری موجب تلفات اقتصادی و هزینه ای بسیاری برای صاحبان آن ها و مشتریان بخصوصشان می شود. بنابراین به منظور جلوگیری از هدر رفت های اقتصادی و مالی و همچنین ممانعت از وقت کشی و اتلاف انرژی از عملیاتی گسترده به نام استاپل برای تعمیرات موضعی خطوط لوله استفاده می شود. این خطوط لوله ممکن است در حال انتقال سیالات گازی و نفتی پالایشگاه ها و یا مجتمع های پتروشیمی باشند و یا خطوط لوله ای باشند که در سطح شهر و یا بین شهرهای مختلف، انتقال دهنده ی گاز یا آب مصرفی خانوارها باشند.
استفاده از عملیات استاپل این امکان را فراهم می آورد تا بدون خارج کردن لوله از سرویس تعویض و تعمیر لوله میسر گردد. در این عملیات لوله دارای جریان بوده و به اصطلاح تحت فشار است. در این حالت نیازی نیست تا خدمات رسانی و بهره برداری از لوله را متوقف کنند. اما این عملیات چیست و از چه اجزایی تشکیل شده است؟

استاپل

در عملیات استاپل بر روی موضع آسیب دیده از لوله چهار برش ایجاد می کنند. این برش ها به روش هات تپ ایجاد می شوند. البته در این عملیات از دستگاهی به نام دستگاه استاپل استفاده می شود که عهده دار اصلی اجرای عملیات استاپل است. در این عملیات هم از دستگاه هات تپ و هم از دستگاه استاپل استفاده می شود. گفتیم که در این عملیات بر روی خط لوله چهار حفره را با برش های هات تپی ایجاد می کنند. ایجاد این حفره ها به این صورت است که دو حفره در عقب منطقه ی آسیب دیده برش می خورد و دو حفره نیز در جلوی آن برش داده می شود. در واقع منطقه ی آسیب دیده ی لوله مابین این چهار حفره قرار خواهد گرفت. دو حفره ی ابتدایی و انتهایی را با دستگاه هات تپ و دو حفره ی بینابینی را با دستگاه استاپل ایجاد می کنند. دستگاه استاپل دارای قابلیتی است که می توان هد یا سری های آن را عوض کرد. با این قابلیت هم می توان اجزای برشی هات تپ را بر روی آن سوار کرد و روی خط لوله برش هات تپی ایجاد کرد و هم می توان پلاگ های مسدود کننده را بر روی آن قرار داد و داخل لوله مستقر ساخت. اما این چهار حفره دقیقا به چه منظور بر روی خط لوله ایجاد می شوند؟
قسمتی از خط لوله را تصور کنید که دچار آسیب دیدگی است و ما قصد داریم بدون متوقف کردن جریان خط لوله، این قسمت آسیب دیده را از خط لوله جدا کرده و لوله ای بدون نقص و سالم را جایگزین آن کنیم. در این حالت باید جریان سیال را از موضع آسیب دیده خارج کرده و آن را وارد مسیر فرعی دیگری کنیم.

بای پس خط لوله چیست؟

بای پس مسیری انحرافی است که جریان سیال درون خط لوله را در موضعی کوتاه منحرف می کند. از دو برش انتهایی و ابتدایی ایجاد شده بر روی خط لوله برای ایجاد مسیر انحرافی یا بای پس استفاده می شود. بای پس کمک می کند تا قسمت آسیب دیده ی خط لوله عاری از جریان سیال باشد. بای پس وظیفه دارد تا مسیر جریان را از پشت منطقه ی آسیب دیده ی خط لوله به قسمت جلویی آن منحرف کند.
پس از نصب لوله ی بای پس یا مسیر انحرافی، نوبت به مسدود کردن و ایزوله کردن قسمت آسیب دیده ی خط لوله است. در این حالت دستگاه استاپل با استفاده از مسدود کننده هایی به نام پلاگ ورود جریان سیال به منطقه ی آسیب دیده را مسدود می سازد. این مسدودسازی در دو حفره ی بینابینی انجام می شود و از این پس جریان فقط در بای پس برقرار خواهد بود.
پلاگ های استاپل جداره ی داخلی لوله را طوری دربرمی گیرند که جریان خط لوله به طور کامل مسدود می شود. این پلاگ ها معمولا از نوع بادی هستند و پس از قرار گرفتن در خط لوله تا حد ممکن باد می شوند. شیرهای ایزوله ای بر روی منطقه ی آسیب دیده نصب می شود تا باقی مانده ی سیال درون لوله را از درون آن خالی کنند. نمونه ی این شیرها بر روی دستگاه استاپل نیز وجود دارد و مقدار اندک سیال نفوذ کرده به دستگاه نیز از طریق این شیرها تخلیه می شوند.
در این مرحله، لوله عاری از جریان سیال خواهد بود و سیال در بای پس به مسیر خود ادامه خواهد داد تا منطقه ی آسیب دیده ی لوله را از دو طرف برش می دهند. سپس لوله ای به همان اندازه را در محل آن جوشکاری کرده و از کیفیت و ایمنی جوش اطمینان حاصل می کنند. حالا منطقه ی آسیب دیده به طور کامل رفع نقص شده و جریان می تواند دوباره به این قسمت بازگردد و در مسیر اصلی به حرکت خود ادامه دهد. در این موقع پلاگ های مسدود کننده توسط دستگاه استاپل بیرون می روند و حفره های به جامانده با استفاده از اتصال و فلنج های کور بسته می شوند. بای پس نیز از جای خود برداشته می شود و محل حفره های آن نیز با فلنج های کور بسته می شوند و خط لوله دوباره به وضعیت قبلی خود بازمی گردد.

دستگاه استاپل، دستگاه هات تپ، لوله ی بای پس و دیگر اجزا و عملیات همگی در زیر مجموعه ی عملیات استاپل قادر به تعمیر خطوط لوله بدون توقف در جریان خط لوله هستند.

اتصالات انسداد خط لوله

انسداد خط لوله یا لاین استاپ (line Stop) در مواردی به کار می رود که امکان انسداد خط در زمان خاموشی دستگاه وجود ندارد و از همین رو، مسدود کردن لوله فقط در زمانی ممکن است که خط در جریان است و سیال درون آن وجود دارد. برای مسدودسازی خطوط لوله نیازمند تجهیزات و اتصالات خاص خود هستیم. ابتدا باید اشاره شود که انسداد خط لوله می تواند روش های متفاوتی داشت باشد. این امر بستگی به نیاز عملیاتی ما خواهد داشت.

گاهی اوقات انسداد به روش استاپل انحا می گیرد. در این فرایند قرار بر این است که بخشی از خط لوله به طور موقت از مجموعه جدا شود و مسیر جریان سیال در آن متوقف شود. در مواقعی دیگر قرار بر قطع جریان از یک نقطه مشخص از خط لوله است. در برخی شرایط دیگر ممکن است پروژه تغییر مسیر لوله را داشته باشیم که در این شرایط خط از جایی مسدود شده و جریان از آن محل به خط لوله در مسیر جدید منحرف خواهد شد. در هر صورت هر کدام از این موارد انسداد لوله اقتضائات خاص خود را دارد اما به هر حال و به طور کلی انجام عملیات انسداد خط لوله نیازمند اتصالات و تجهیزاتی است که یا در پیشبرد فرایند اصلی یعنی انسداد خط لوله نقش دارند، و یا نقش پشتیبان فرایند اصلی را ایفا می کنند. در خصوص هر دو مورد نیز باید اتصالات به بهترین و باکیفیت ترین شکل ممکن آماده و تجهیز شوند تا به فرایند انسداد خط لوله کوچک ترین آسیبی وارد نشود.

انسداد لاین استاپ
عملیات انسداد خط لوله جعت انسداد مسیر نشتی لوله

قطعات و اتصالاتی که به طور معمولا برای انسداد خط لوله استفاده می شوند را می توان به شرح زیر برشمرد:

پلاگ:

مهمترین اتصالی که برای انسداد خط لوله مورد استفاده قرار می گیرد پلاگ است. این اتصال مهم ترین وظیفه در انسداد خط لوله را ایفا می کند و با قرار گیری در مسیر سیال، جریان آن را متوقف می کند. پلاگ ها اشکال متفاوتی دارند که بسته به ماهیت کار از یکی از آن ها استفاده می شود. گاهی اوقات برای انسداد خط لوله از پلاگ های بادی استفاده می شود. این پلاگ ها از طریق دستگاه استاپل به درون لوله می روند و زمانی که در محل مورد نظر قرار گرفتند باد می شوند تا پر شده و جداره داخلی لوله را پوشش دهند. پلاگ های بادی وقتی فعال می شوند کل قطر داخلی لوله را تحت پوشش قرار داده و به این ترتیب از ادامه جریان سیال درون لوله ممانعت می کنند.

از دیگر انواع پلاگ های انسداد خطوط لوله کپ ها یا ورق های دایره ای شکل هستند که بر حسب سایز لوله، فشار و نیز نوع سیال با ضخامت مناسب ساخته می شوند. این نوع پلاگ ها نیز از طریق دستگاه استاپل وارد خط لوله شده و ضمن چرخش هولدر پلاگ دستگاه استاپل به درون لوله، همچون یک صفحه از ادامه جریان سیال درون لوله ممانعت می کنند و به این ترتیب انسداد خط لوله را به انجام می رسانند.

بسته به ماهیت و مشخصات فنی یک خط و سیال، می توان پلاگ های متنوع را طراحی کرده و از آن ها برای انسداد خط لوله استفاده کرد. برای مصال در عملیات های های استاپ یک اتصال چهارشاحه روی لوله نصب می شود و در انتهای یکی از شاخه های آن یک کپ قرار می گیرد. در این شرایط پلاگ  به گونه ای طراحی می شود که ضمن پیشروی مستقیم درون لوله در درون شاخه چهارم اتصال قرار گیرد و آن را به طور کامل پوشش دهد و آب بندی کند. پس از قرارگیری پلاگ، می توان با تجهیزات و قطعات طراحی و ساخته شده، پلاگ را در شرایط انسداد کامل خط لوله قرار داد و به این ترتیب از ادامه جریان سیال درون لوله ممانعت کرد.

اتصالات سه راهی و چهار راهی:

این اتصالات روی خط لوله لوله نصب می شوند و در مقام مجرای ورودی دستگاه هات تپ و دستگاه انسداد خط لوله ایفای نقش می کند. این اتصالات روی خط لوله نصب می شوند و روی آن باقی می مانند. کارکرد اول آن ها انشعاب گیری از خط لوله است. چنان که می دانیم برای انجام عملیات انسداد خط لوله در درجه اول باید فضای درونی لوله در دسترس قرار گیرد و این کار از طریق انشعاب گیری گرم هات تپ انجام خواهد شد. برای انشعاب گیری ابتدا یک اتصال روی لوله نصب می شود و دستگاه با قرارگیری روی آن و ولو عملیات انشعاب گیری را انجام می دهد. پس از اتمام انشعاب گیری، شرایط برای انسداد خطوط لوله فراهم می شود و پس از آماده سازی دستگاه استاپل، انسداد انجام خواهد شد.

انسداد لوله و پیگ
پیگ انسداد خط لوله (Line Stop)

اتصالات بر حسب ماهیت کار و نوع طرح و نقشه ای که مجری انسداد خط لوله دارد ساخته می شوند و انواع و طرح های متفاوتی را دارند. عملیات های انسداد خطوط لوله که از طریق پلاگ های بادی یا کپ ها انجام می شوند معمولاً به اتصالات سه راهی نیاز دارند، اما در صورتی که عملیات به صورت های استاپ انجام شود، از اتصال چهار راهی استفاده می شود. در این اتصال یک سر چهار راهی به صورت آزاد است و در انتهای آن یک کپ که معمولا دارای انحناست قرار می گیرد. برای انسداد خط لوله در این شرایط انشعاب گیری پس از برش دیواره ورود لوله همچنان پیشروی را ادامه می دهد تا جداره پایینی آن را نیز ببرد. پس از برش کامل لوله، پلاگ درون آن قرار داده می شود و آن قدر پیشروی می کند که امتداد قطر لوله را بپیماید و در کپ اتصال قرار گیرد. در آن ناحیه پلاگ درون کپ قرار گرفته و آن را به طور کامل پوشش می دهد و به این ترتیب مجموعه به صورت کامل آب بندی می شود. بنابراین شرایط انسداد خطوط تعیین کننده نوع اتصال و نوع پلاگی است که باید مورد استفاده قرار گیرد.

هولدرهای دستگاه استاپل و پلاگ:

پلاگ معمولاً از طریق یک هولدر روی دستگاه استاپل نصب می شود چرا که خود مستقیما قابلیت اتصال مستقیم روی لوله را ندارد.

انسداد خط لوله یک عملیات حائز اهمیت و دارای کارایی بالا روی خطوط لوله است. زمانی که انشعاب گیری ضرورت دارد اما امکان قطع کردن سیال لوله نیست می توان با استفاده از مکانیزم های انسداد خط لوله نظیر استاپل، های استاپ و نظایر آن، عملیات انسداد خطوط لوله را به انجام رساند. البته که صحت و کیفیت این فرایندها کاملاً وابسته به رعایت استانداردها و طراحی ها  و مهندسی های دقیق است. در غیر این صورت ممکن است ایراداتی بروز پیدا کند که در صورت حاد بودن می تواند دامنه های بزرگ و چه بسا بسیار زیان باری را نیز به دنبال داشته باشد. شرکت هات تپ تیم در زمینه مشاوره خدمات انسداد خط لوله و انجام عملیات انسداد آماده همکاری با متقاضیان محترم است.