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

اندازه گیری در هات تپ

هات تپ از جمله فرایندهای صنعتی است که در برخی از مراحل باید بسیار دقیق و در تلورانس های بسیار پایین انجام شود. عملیات هات تپ به لحاظ فنی و ایمنی بسیار حساس است و از این رو در تمامی فازها باید به دقت به داده های حاصل از اندازه گیری هر یک از متغیرها توجه داشت تا عملیات بدون ایجاد کوچک ترین ایرادی به اتمام برسد.اهمیت فاکتور اندازه گیری دقیق متغیرها زمانی آشکارتر می شود که بدانیم تمامی برنامه ریزی ها و طراحی ها، و فرایندهای اجرایی از طریق داده هایی انجام می گیرند که محصول اندازه گیری ها هستند. در ادامه به برخی از این موارد اشاره می کنیم.

مهندسی هات تپ
هات تپ

تیم مهندسی پس از بازدید از سایت در قدم اول باید در خصوص انتخاب نوع اتصال تصمیم گیری کند. انجام طراحی اتصال مورد نظر نیز از گام هایی است که مهندسین می بایست انجام دهند، و بدیهی است که تمامی این گام ها پس از دریافت اطلاعات فنی خط لوله یا مخزن صورت خواهند گرفت. تجزیه و تحلیل، امکان سنحی و طراحی کاملاً وابسته به داده های دریافتی است. مجری هات تپ و مهندسین طراح وی بر اساس داده هایی نظیر سایز لوله، سایز انشعاب، ضخامت لوله، فشار سیال، دمای آن و مواردای از این قبیل در خصوص انتخاب نوع اتصال و طراحی و ساخت آن تصمیم می گیرند. حال فرض کنید که داده های دریافتی در این خصوص دچار ایراد و اشتباه باشند. در این صورت بدیهی است که باید انتظار سوء عملکرد و بروز ایراد را داشته باشیم. در صورتی که به هر دلیلی هر یک از این فرایندها دچار ایراد شوند کل عملیلات با خدشه مواجه خواهد شد. برای مثال کافی است که ضخامت سنجی به نحوی صحیح انجام نگرفته باشد؛ در این صورت بدیهی است که متریال اتصالی که می بایست ساخته شود نادرست انتخاب می شود و پس از نصب اتصال و حین هات تپ، یا بعد آز آن این بی دقتی می تواند تبعات زیان بار خود را نشان دهد.

در خصوص فرایند ساخت اتصال نیز اوضاع به همین منوال است. ممکن است تیم مهندسی هات تپ تمامی طراحی ها را به درستی انجام داده باشند و نقشه و دستورالعمل ها آماده عملیاتی شده باشند، و از طرفی تیم سازنده اتصال نیز مهارت کافی را داشته باشند، اما فقط به دلایل کوچک نظیر عدم کالیبراسیون ابزارهای اندازه گیری و بروز ایراد در زوایه ها و ابعاد، اتصال نادرست از آب دربیاید و کل کار را مخدوش سازد. برای مثال تصور کنید تراز مورد اسفاده سازندگان اتصال کالیبره نبود و دارای خطای مشهود باشد. در این صورت بسیاری از زوایا اشتباه از کار درامده و به این ترتیب کار خروجی خوبی نخواهد داشت.

در خصوص نصب و جوشکاری اتصال روی لوله یا مخزن نیز باید توجه داشت در صورتی که تراز یا سایر ابزار نصب دارای عملکرد صحیح نباشند ممکن است فرایند نصب دچار ایراد شود و اتصال در زاویه ای مغایر با آن چه مد نظر بود نصب شود. فرایندهای تست جوش و تست فشار نیز به همان میزان اندازه گیری ها و بازرسی های مذکور شایان توجه می باشند و در خصو آن ها نیز باید از بهترین ابزارهای تست استفاده کرد. بارها و بارها پیش آمده است به دلیل استفاد از گیج های نامناسب و غیر ستاندارد، یا نا متناسب با شرایط کار حین انجام تست های فشار، تیم های بازرسی و اجرایی هات تپ دچار اشتباه محاسباتی شده و به این ترتیب عملیات با مخاطراتی مواحه شده است. برای مثال تصور کنید ولوی که می باید پیش از هات تپ در محل نصب شود به درستی مورد بررسی تست فشار قرار رفته نشده باشد. بدیهی است پس از نصب ممکن است از ناحیه چنین ولوی دچار خطا و بروز ایراد شویم. یا تصور کنید که تست جوش اسپلیت تی یا سایر قطعاتی که جوشکاری روی شان انجانم شده است صحیح نبوده باشد. باز هم این ایراد خطاهای خود را در مراحل بعدی نشان خواهد داد.

خود دستگاه هات تپ نیز از این منظر شایان توجه است. چنان که می دانیم دستگاه به همراه کلیه قطعات  و تجهیزاتش پیش از انجام هات تپ مورد بازرسی و آماده سازی قرار می گیرد. این دستگاه بر حسب سایز انشعاب، میزان پیشروی مورد نیاز، ضخامت و جنس لوله و مواردی از این قبلی آماده سازی می شود. بنابراین روی دستگاه هات تپ نیز پیش از عملیات باید تنظیماتی انجام شود. انجام صحیح این تنظیمات در درجه اول مشروط به دقت ابزارهای تنظیمات مذکور می باشد. سایزبندی ها و بازرسی ها توسط این ابزار انجام می شود. در صورتی که به لحاظ فاکتورهای اندازه گیری ایرادی داشته باشند، این ایراد خود را در قالب خطا به کل پروسه تسری می دهد و به این ترتیب ممکن است عملیات هات تپ دچار مشکل شود.

حین اجرای هات تپ نیز بار دیگر باید نسبت به دقت ابزارهای اندازه گیری و تست اطمینان حاصل شود. خصوصاً گیج های سنجش فشار سیال و نیز گیج نشان گر فشار وارده بر پاور یونیت در این مرحله حائز اهمیت می باشند. به علاوه اگر دمای لوله در سطح نامتعارفی باشد ناحیه عملیاتی هات تپ باید به لحاظ فاکتورهای دمایی روی لوله مورد بررسی مستمر قرار گیرد که این امر هم ابزارهای اندازه گیری دقیق را می طلبد.

ابزارهای اندازه گیری یی که در مراحل مختلف عملیات هات تپ مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

  • متر
  • تراز
  • ضخامت سنج
  • ابزار تست فشار هیدرو استاتیک
  • فشار سنج
  • کولیس
هات تپ
هات تپ

از آن چه گفته شد می توان پی به اهمیت فاکتور اندازه گیری در عملیات انشعاب گرم هات تپ برد. ابزارهایی نظیر دماسنج، فشار سنج، ضخامت سنج، گیج های اندازه گیری شاخص های مختلف، ابزارهای اندازه گیری نظیر متر و….، ضخامت سنج ها، ابزارهایانداز ه گیری فشار یا دستگاه های تست هیدرواستاتیک و مواردی از این قبیل همگی باید حین انجام مراتب عملیاتی کار کالیبره و مطمئن باشند و کمترین تلورانس خطای ممکن را به ما نشان دهند. هر کدام از این ابزارها می توان منشأ یک فاجعه حین هات تپ یا پس از آن باشد. از این رو به جاست که تا جای ممکن نسبت به این ابزارهای اندازه گیری دقت و اهتمام ویژه را داشت تا عملیات هات تپ با صحت و دقت کامل به انجام برسد.

هات تپ – اتصال هات تپ – دستگاه هات تپ – انشعاب هات تپ

هات تپ لوله گاز در عراق

تیم مهندسی و اجرایی شرکت پیشگام صنعت ابزار در یکی از پروژه های اخیر هات تپ خود موفق به انجام عملیات هات تپ روی خط لوله ۲۴ اینچی گاز شرکت کار اربیل واقع در کردستان عراق گردید. این عملیات که در تابستان سال ۱۳۹۶ انجام شد عبارت بود انشعاب گیری گرم ۲۴ اینچی روی خط لوله ۲۴ اینچی حاوی سیال گاز با فشار ۲۵ بار. شرکت پیشگام صنعت ابزار در حدود ۷ ساله اخیر پیمانکاری انحصاری عملیات های انشعاب گرم شرکت کار گروپ عراق بوده و طی این سال ها ده ها عملیات هات تپ در سایزها و زوایای مختلف با موفقیت به این شرکت عراقی تحویل داده شده است. انجام عملیات های هات تپ در سایزها و زیرفشارهای بالا از جمله دستاوردهایی بوده است که شرکت پیشگام صنعت ابزار با وجو کمبود امکانات و فقدان تأسیسات مناسب توانسته است در این منطقه به ثبت برساند.

photo_2017-08-07_14-13-32-min

شرکت پیشگام صنعت ابزار به جهت تعدد عملیات های انشعاب گیری داغ در این منطقه و به منظور تجهیز فرایندها و عملیات های خود دست به تأسیس یک کارگاه در یکی از پالایشگاه های شرکت کار گروپ واقع در خورمالای کردستان از کشور عراق زده است و در آن چندین دستگاه هات تپ با سایزهای مختلف، به همراه انواع کاتر و آداپتور هات تپ در انواع سایزها کار گذاشته است تا برای رفع نیازهای خود در زمینه اجرای hot tap کمترین وابستگی به شرکت مطروحه داشته باشد. این عملیات نیز به پشتوانه همین تجهیزات و امکاناتی انجام شد که در کارگاه کانتینری شرکت واقع در خورمالای عراق مجهیز شده است.

در عملیات هات تپ ۲۴ اینچ مذکور ابتدا به ساکن شرکت پیشگام صنعت ابزار اطلاعات فنی مورد نیاز را دریافت کرده و کار مهندسی و مطالعاتی برای طراحی اسپلیت تی و تدوین دستورالعمل های انجام عملیات هات تپ را آغاز کرد. اسپلیت تی درخواستی شرکت کار گروپ ویژگی های منحصر به فردی داشت. این اتصال می بایست دو انشعاب جدید ایجاد می کرد، یکی انشعاب ۲۴ اینچی که به صورت عمود بر لوله اصلی قرار خواهد گرفت و دیگری انشعاب ۶ اینچی که در موازات لوله اصلی و عمود بر نیپل اسپلیت تی ساخته می شود. طراحی و ساخت اسپلیت تی به این گونه مشخصه های خاص خود را داشته که در نهایت به انجام رسید.

فرایند ساخت اسپلیت تی نیز پیرو نقشه های طراحی و متعاقب انتقال تیم اجرایی به منطقه انجام عملیات هات تپ آغاز شده و ظرف مدت زمانی کوتاه به اتمام رسید. از آن جا که اسپلیت تی دارای دو انشعاب خروجی بود انجام تست های حساس جوش و فشار روی آن الزام می نمود که این مهم نیز توسط اپراتورهای شرکت پیشگام صنعت ابزار به انجام رسید.

از آن جا که عملیات روی لوله با ارتفاع کم نسبت به سطح زمین انجام می شد برای انجام کار دشواری چندانی به لحاظ محیطی وجود نداشت و تنها نیاز محیطی کار تعبیه داربست برای تسهیل فرایند جوشکاری و نصب اسپلیت تی برای انشعاب گیری گرم بود. البته به همان میزان که شرایط محیطی کار گرم ساده بود، شرایط فنی کار به شدت پیچیده و دشوار بود و گاز بودن سیال به همراه فشار بالای آن سختی هایی را برای انجام موفق هات تپ لوله گاز به همراه داشت. از مشکلات اصلی کار خاموش شدن های ناگهانی خط و قطع جریان سیال گاز لوله به صورت مکرر بود که منشأ آن از نیروگاه مجاور بوده و کارفرما قدرت مانور روی آن نداشت. البته این مشکل که بزرگ ترین مانع برای انجام سالم و صحیح عملیات هات تپ محسو.ب می شد نیز با انجام هماهنگی های لازم رفع گردید و در نهایت با نصب اتصال اسپلیت تی شرایط برای هات تپ لوله گاز فراهم گردید.

دستگاه هات تپ نیز مراحل آماده سازی اش را در کارگاه شرکت طی کرد و آداپتور و کاتر مناسب برای انجام هات تپ لوله گاز مذکور روی دستگاه نصب گردید. با انجام تست های فشار و جوش، تیم عملیاتی انشعاب گیری به روش داغ آماده انجام عملیات شد.

انجام هات تپ روی خط لوله 24 اینچی به سایز انشعاب 24 اینچ
هات تپ لوله گاز

نهایتاً عملیات انشعاب گیری گرم یا هات تپ ظرف مدت زمان کوتاه و با رعایت تمامی نکات ایمنی و فنی بدون بروز وقفه به انجام رسید. عملیات تحت نظارت واحدهای فنی و ایمنی انجام شد و از آن جا که تمامی تدابیر پیش از آغاز کار سنحیده و اتخاذ شده بود، هات تپ خط لوله گاز مذکور بدون هر گونه مشکل جانبی در اسرع وقت به انجام رسید. این عملیات در مرداد ماه سال ۱۳۹۶ به اتمام رسید و در نهایت با اخذ تأییدیه انجام کار، انشعاب های گرفته شده به همراه کوپن های بریده شده به کارفرما تحویل داده شد.

عملیات هات تپ لوله گاز ۲۴ اینچی مذکور از دیگر دستاوردهای شرکت پیشگام صنعت ابزار که نشان می داد این شرکت قادر است روی خطوط لوله حاوی گاز با فشار بالا نیز عملیات سایز به سایز با انشعاب بالا را به راحتی به انجام برساند.

هات تپ- هات تپ لوله گاز