اطلاعات پیش عملیاتی هات تپ

اطلاعات پیش عملیاتی هات تپ شامل پارامترهایی است که با استفاده از آن ها می توانیم مراحل پیش رو برای اجرای عملیات هات تپ را اجرا کنیم. اطلاعات پیش عملیاتی هات تپ از سایت یا فاز عملیاتی به دست می آید. به این منظور تیم فنی و مهندسی هات تپ به منطقه ی عملیاتی اعزام می شود و با مشارکت کارفرما اقدام به اندازه گیری پارامترها و فاکتورهای خط لوله می کنند. این پارامترها در ساخت و انتخاب نوع اتصالات، انتخاب سایز و نوع ولو و همچنین انتخاب اندازه ی دستگاه هات تپ و همچنین سایز اجزای برشی  آن حائز اهمیت اند و می توان گفت بدون داشتن اندازه های دقیق از خطوط لوله در سایت عملیات، به هیچ وجه قادر به پیشبرد عملیات نخواهیم بود.

در ادامه اطلاعات پیش عملیاتی و پارامترهای مهم خط لوله را برای اندازه گیری و بررسی مورد ارزیابی قرار می دهیم.

اطلاعات پیش عملیاتی  اطلاعات پیش عملیاتی اطلاعات پیش عملیاتی هات تپ IMG 0224
اطلاعات پیش عملیاتی

اطلاعات پیش عملیاتی هات تپ

عملیات هات تپ به طور اختصاصی بر روی خطوط لوله که دارای جریاناتی از سیالات متفاوت گازی و مایع هستند، انجام می شود. البته عملیات هات تپ را می توان بر روی مخازن نیز اجرا کرد که در چنین شرایطی این عملیات را هات تپ مخازن می نامیم. بازمی گردیم به هات تپ خطوط لوله. پس از اعزام تیم مهندسی و فنی، خطوط لوله مورد ارزیابی قرار می گیرد. پارامترهای مختلفی از خط لوله، توسط اتاق کنترل سایل عملیاتی به تیم مهندسی ابلاغ می شوند. برخی پارامترها نیز به صورت اختصاصی توسط تیم مهندسی اعزام شده به سایت عملیاتی اندازه گیری می شود. این پارامترها عبارت اند از:

نوع سیال درون لوله: اینکه عملیات هات تپ با چه سیالی سروکار دارد مهم است. در صورتی که سیال درون خط لوله از نوع گازی باشد یا مایع. بدیهی است که اجرای عملیات هات تپ بر روی خطوط لوله دارای جریان گازی به مراتب مشکل تر از سیالات مایع است. گازها به دلیل خاصیت فیزیکی شان فراریت بالایی دارند و قابلیت اشتعال و انفجار آن ها نسبت به سیالات مایع بیشتر است. بنابراین مشخص کردن نوع سیال درون لوله یکی از مهم ترین اطلاعات پیش عملیاتی است. 

ماهیت شیمیایی سیال: هر سیال بسته به ماهیت شیمیایی خود رفتارهای متفاوتی از خود نشان می دهد. به طور مثال گاز هیدروژن سولفید ماهیتی اسیدی دارد و خورنده می باشد. برخی از سیالات دیگر می توانند به سرعت وارد واکنش شیمیایی یا فیزیکی شده و فعل و انفعالاتی را به دنبال داشته باشند. بنابراین این مورد را نیز به عنوان یکی از اطلاعات پیش عملیاتی مورد نیاز می شناسیم. 

فشار سیال: اطلاع از فشار سیال درون لوله از دو منظر در تعیین اطلاعات پیش عملیاتی هات تپ حائز اهمیت است. اول اینکه در عملیات هات تپ از فشار سیال به عنوان عامل خنک کننده عملیاتی استفاده می کنیم. جوشکاری و همچنین برش لوله اعمالی هستند که می تواند انرژی حرارتی فوق العاده زیادی داشته باشند و در صورتی که رفع نشوند، موجب آتش سوزی می شوند، بنابراین عملیات هات تپ را بر روی خطوط لوله ی تحت فشار سیال انجام می دهند تا جریان سیال حرارت را به شکلی متناوب از محدوده ی عملیاتی دور کند. دوم اینکه میزان فشار سیال، تعیین کننده ی میزا استحکام لازم در نقطه ی خروجی انشعاب خواهد بود. با استفاده از میزان فشار سیال می توانیم نوع اتصال را انتخاب کنیم و تعیین کنیم که کدام اتصال برای نصب در نقطه انشعاب مناسب تر است.

جنس لوله و متریال های سازنده ی آن: اینکه در عملیات هات تپ چگونه اتصال را بر روی خط لوله متصل کنیم مهم است. اسپلیت تی یکی از پرکاربردترین اتصالات خط لوله است که از استحکام بالایی برخوردار است و در نود درصد پروژه های هات تپ مورد استفاده قرار می گیرد. این اتصال هم به صورت مکانیکی و هم به صورت جوشی بر روی لوله نصب می شود. اسپلیت تی جوش با استفاده از عملیات جوشکاری و اسپلیت تی مکانیکی با استفاده از سیستم آب بندی و پیچ و مهره بر روی خط بسته می شوند. جنس خط لوله و متریال های سازنده ی آن تعیین کننده ی نوع اتصال هستند. در صورتی که بتوان عملیات جوشکاری را بر روی خط لوله مورد نظر انجام داد از اسپلیت تی جوشی استفاده می کنند و در صورتی که جنس لوله از نوع پلاستیکی و سیمانی باشد از اسپلیت تی مکانیکی به عنوان اتصال خط لوله استفاده می کنند. اسپلیت تی جوشی را بیشتر بر روی خطوط لوله ی فولادی و آهنی و یا آلیاژهای مربوط به این ترکیبات نصب می کنند. زیرا جوشکاری بر روی این خطوط میسر بوده و بهترین روش نصب محسوب می شود.

ضخامت خط لوله: ضخامت خط لوله یکی از پارامترهای تعیین کننده در اطلاعات پیش عملیاتی هات تپ است به طوری که اگر میزان آن کم باشد، جوشکاری اسپلیت تی بر روی آن غیر ممکن خواهد بود. در این صورت است که برای نصب اتصالات مکانیکی اقدام می کنیم و در صورتی که نصب این اتصالات هم غیر ممکن باشد از اجرای عملیات هات تپ صرف نظر خواهیم کرد. دلیل اینکه نمی توان بر روی خطوط لوله با ضخامت کم عملیات جوشکاری را انجام داد این است که حرارت حاصل از این عملیات می تواند موجب آسیب دیدن و سوراخ شدن لوله شود و نشت سیال را به دنبال داشته باشد.

محل عملیات: عملیات هات تپ را می توان در سطح زمین، ارتفاع و یا در منطقه ی حفاری شده انجام داد. در شرایط استثنا باید وضعیت دسترسی به خط لوله را مورد بررسی قرار دهیم تا عملیات هات تپ قابلیت اجرایش داشته باشد. به طور مثال در صورت در هم تنیدگی زیاد خطوط لوله در ارتفاعات عملیات هات تپ با دشواری بسیاری همراه خواهد بود و ممکن است مجبور باشیم کل عملیات را از درون بسکت جرثقیل هدایت و اجرا کنیم.

زاویه عملیات: زاویه عملیات، بسته به اینکه خط لوله ی انشعابی چه زاویه ای نسبت به خط لوله ی اصلی خواهد داشت، مشخص می شود که ممکن است 0، 90 و یا 45 درجه باشد.

میزان بارگیری خط لوله: خط لوله باید قادر باشد تا وزن اتصال، ولو و دستگاه هات تپ را در زمان اجرای عملیات تحمل کند. البته وزن دستگاه هات تپ به میزان زیادی توسط جرثقیل مهار می شود. اما اتصالات و ولو می توانند در برخی موارد فشار باری زیادی را به خط لوله وارد کنند. در این صورت سازه های بتونی را در زیر بخش عملیاتی می سازند تا خط لوله دچار آسیب نشده و از محور خود خارج نشود. بنابراین باید میزان بارگیری خط لوله را در اطلاعات پیش عملیاتی بگنجانیم.

جوشکاری اتصالات خطوط لوله در عملیات هات تپ

جوشکاری اتصالات بر روی خط لوله در عملیات هات تپ به عنوان اولین مرحله در فاز عملیاتی شاخته می شود. اتصالات را عموماً در محل کارگاه و خارج از مناطق عملیاتی ساخته و پرداخت می کنند. سپس قطعات مختلف و یا مونتاژ شده ی آن ها با استفاده از روش های صحیح حمل به منطقه عملیاتی انتقال می یابد تا برای شروع عملیات هات تپ بر روی لوله نصب شود. هات تپ عملیات نوین انشعاب گیری از خطوط لوله ی تحت فشار است. در عملیات هات تپ خطوط لوله را با استفاده از ماشین مخصوص تپ یا hot taping machine برش می دهیم. این برش بدون خارج کردن لوله از سرویس بر روی لوله ایجاد می شود. با استفاده از ساز و کارهای عملیاتی و تجهیزاتی می توانیم سیالی را که پس از برش لوله در دسترس است وارد خطوط لوله ی انشعابی کنیم بدون اینکه در بهره برداری از خطوط لوله افتی ایجاد شود. حتی هدر رفت سیال در این روش بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی خواهد بود.

جوشکاری اسپلیت تی بر روی خط لوله جوشکاری جوشکاری اتصالات خطوط لوله در عملیات هات تپ IMG 6821
جوشکاری اسپلیت تی بر روی خط لوله

در اجرای عملیات هات تپ از تجهیزاتی استفاده می کنیم که به صورت یک مجموعه بر روی خط لوله نصب می شوند و بستر عملیات را مهیا می کنند. این تجهیزات، اتصالات خطوط لوله، ولو و دستگاه هات تپ نام دارد. اتصالات خطوط لوله و شیوه ی نصب آن ها بر روی خط لوله موضوعی است که در این نوشته به آن پرداخته ایم.

اتصالات خطوط لوله به دو نوع جوشی و مکانیکی ساخته می شوند. اتصالات جوشی را با استفاده از جوشکاری بر روی خط لوله نصب می کنند. این اتصالات امکان نصب بر روی خطوط لوله فولادی، آهنی و خطوط لوله ای که از آلیاژهای فلزی ساخته شده اند، دارند. اتصالات مکانیکی اما با استفاده از پیچ و مهره بر روی خط لوله بسته می شوند. این اتصالات را بر روی خطوط لوله ای نصب می کنند که امکان جوشکاری بر روی آن ها وجود ندارد و یا جوشکاری با کیفیت مناسبی حاصل نمی شود.

جوشکاری اتصالات بر روی خطوط لوله در عملیات هات تپ از اهیمت بالایی برخوردار است و دلیل این امر این است که میزان استحکام و مقاومت بالایی در نقطه ی انشعابی نیاز است. زمانی که اتصال بر روی لوله بسته می شود باید توانایی تحمل فشار وارده از سمت سیال را داشته باشد. این اتصالات به صورت دائمی بر روی خط لوله باقی می مانند و بنابراین باید بتوانند در تمام مدت بهره برداری از خط انشعابی، نیروی حاصل از فشار سیال را در نقطه ی خروجی انشعاب، مهار کنند.

جوشکاری اتصالات خط لوله در عملیات هات تپ

اتصالات خطوط لوله در انواع مختلفی ساخته می شوند. تفاوت در ساخت این اتصالات نهایتاً تفاوت در استحکام و پوشش دهی محور لوله را به دنبال خواهد داشت. اتصالات را برحسب شکل ظاهری و قطعاتشان به سه نوع اسپلیت تی (split tee)، سدل نیپل (saddle nipple) و ولدولت (weldolet) تقسیم بندی می کنند. پرکاربردترین اتصال خط لوله در عملیات هات تپ، اسپلیت تی است. این اتصال لوله را به صورت صد در صدی (تمام محور) پوشش می دهد و میزان استحکامی که به منطقه خروجی انشعاب می بخشد از دیگر اتصالات خوطو لوله بیشتر است.

اسپلیت تی دارای دو پد است که هر کدام از آنها نیمی از دیواره ی لوله را پوشش می دهند. قطعه ای به نام نیپل جریان سیال را به سمت شیر صنعتی هدایت می کند.

برای اتصال اسپلیت تی جوشی بر روی خط لوله از جوش آرگون یا قوس الکتریکی استفاده می کنند. ابتدا پدهای اتصال را بر روی لوله فیت می کنند و سپس با استفاده از ابزار تراز مایع اسپلیت را در زاویه مناسب با لوله که معمولاً عمود و 90 درجه است تراز می کنند. سپس نوبت به جوشکاری اتصال بر روی خط می شود.

ابتدا پدهای اسپلیت تی باید از قسمت طولی به یکدیگر جوش داده شوند. لبه ی پدها در محل کارگاه پخ زنی می شود تا در هنگام جوشکاری بتوان از شیار موجود در بین دو لبه ی پد استفاده کرد و مذاب جوش را درون این شیار هدایت کرد. جوش شیاری استحکام و کیفیت بیشتری نسبت به جوش سر به سر یا لب به لب دارد. به همین منظور و برای اتصال محکم بین اتصال و لوله از جوش شیاری استفاده می کنند. تعداد پاس های جوشی که درون شیار انجام می شود با توجه به ضخامت لبه ی پدها و همچنین عمق شیار مشخص می شود.

در جوش شیاری معمولاً سه پاس انجام می شود که پاس اول هدایت مذاب جوش به عمق شیار و جوش نفوذی است. پاس دوم به منظور پر کردن شیار انجام می شود و پاس سوم نمای جوش را حاصل می کند.

پس از اینکه پدهای اسپلیت تی را از قسمت طول به یکدیگر جوش دادند نوبت به حلقه های دو سر اتصال می رسد. در این حالت دور تا دور حلقه ی دو پد که در کنار یکدیگر قرار گرفته اند به یکدیگر جوش می خورد.

تست جوش PT جوشکاری جوشکاری اتصالات خطوط لوله در عملیات هات تپ IMG 6986
تست جوش PT

در این حالت اسپلیت ت به طور کامل بر روی خط نصب شده اما مرحله ی مهمی را در پیش رو خواهد داشت و آن تست جوش است. تست جوش PT پرکاربردترین تست جوشی است که از جوش اتصالات بر روی خط لوله اخذ می شود. در تست PT از دو اسپری مخصوص به عنوان اسپری نافذ و آشکارساز و یک محلول شوینده استفاده می شود.

پس از اینکه جوشکاری به اتمام رسید، مایع نافذ را بر روی محل جوش اسپری می کنند. این مایع توانایی نفوذ به تمامی درزها و منافذ موجود در جوش را دارد. پس از حدود ده دقیقه محل آغشته به اسپری نافذ را با محلول شوینده شستشو می دهند. سپس مایع آشکار ساز را بر روی منطقه ی جوشکاری شده اسپری می کنند. این مایع به رنگ قرمز است. پس از ده دقیقه این مایع را نیز با استفاده از محلول شوینده از روی محل پاک می کنند و با دستمال مناسب و تمیز محل شستشو را خشک می کنند. در این سوراخ ها و منافذی که با استفاده مایع نافذ پر شده بود با مایع آشکار ساز رنگ شده و به چشم قابل مشاهده خواهد بود. پس از این مرحله اصلاحات لازم پس از تست جوش در منطقه ی جوشکاری، انجام خواهد شد تا نهایتاً جوش بی نقص و با کیفیتی داشته باشیم.