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. 

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.