ايپينگ Piping

پايپينگ شامل لوله ها ، فلنج ها ، اتصالات ، پيچ و مهره ها ، واشرها ، شير آلات و ساير تجهيزات تحت فشار مي باشد.    همچنين شامل نگهدارنده هاي لوله و پايه هاي خطوط لوله و تجهيزاتي كه از تحت تنش قرار گرفتن لوله ها و ساير قطعات جلوگيري مي كنند مي باشد.
اجزاي پايپينگ توسط اتصالات و شيرآلات و ساير اجزاي مكانيكي به يكديگر متصل و به وسيلة نگهدارنده ها و پايه ها نگهداري مي شوند.اجزاي پايپينگ شامل اجزاي مكانيكي هستند كه براي انتقال سيال از يك نقطه به نقطه ديگر مورد استفاده قرار مي گيرند.

اجزاي پايپينگ:
1. لوله و تيوپ             2. اتصالات « مانند زانويي ، كاهنده ، انشعاب ، فلنج و غيره »     3. واشرها ، پيچ ها
4. شيرآلات           5. پايه هاي پايپينگ          6. برخي از تجهيزات ويژه مانند اتصالات انبساطي 
. لوله و تيوپ :  انواع لوله و تيوپ از نظر ساخت به دو دستة زير تقسيم مي شود:
1- لوله هاي بدون درز
2- لوله هاي جوشي : كه اين لوله ها نيز به دو دسته زير تقسيم مي شوند:
1. درز طولي : الف- يك درز ب- دو درز
2. درز مارپيچي

تعريف تيوپ و لوله
 تيوپ : محصولي است تو خالي با سطح مقطع دايره يا غير دايره كه داراي محيطي پيوسته است.
 لوله : تيوپي با سطح مقطع دايره اي است.
علائم اختصاري به كار رفته براي لوله و تيوپ
1. (IPS): براي قطر داخلي لوله هاي آهني به كار مي رود.
2. (NPS): براي سايز نامي لوله ها به كار مي رود و داراي تقسيم بندي زير است:
 STO: استاندارد      XH or XS: مقداري قويتر   XXH or XXS   :  قويتر از دو دستة بالا 
3 . )  API) ( انجمن نفت آمريكا ) : براي خطوط لوله و جنس لوله به كار مي رود        4. نرخ فشار – دمايي لوله

متریال Piping

لوله (PIPE):

سایز / ضخامت / جنس / نحوه تولید / آرایش انتهای لوله / طول تولیدی / پوشش لوله / استاندارد

سایز :

سایز و یا قطر اسمی به شکل ذیل تقسیم بندی شده اند

+2

16”

14”

12”

10”

8”

6”

5”

4”

3 ½”

3”

2 ½”

2”

1 ½”

1 ¼”

1”

3/4”

½”

3/8”

1/4”

6. 40
7. 60
8. 85
9. 05
10. 08
11. 28
12. 30
13. 30
14. 60
15. 90
16. 03
17. 33
18. 26
19. 16
20. 40
21. 67
22. 34
23. 15
24. 72

• آخرین سایز فرد موجود 5 اینچ میباشد که در صنعت توصیه نمیگردد.
• قطر واقعی OD تا سایز 12 اینچ با NPS  متفاوت بوده و از سایز 12 اینچ  به بالا با NPS  برابر میگردد.
• به سطح مقطع عبور جریان Bore میگویند.
• در تعاریف سایز را با NPS عنوان میکنند ولی در محاسبات OD واقعی را در نظر میگیرند.
• در مقابل فشار و دما ID کوچک و بزرگ میشود.

ضخامت :

ضخامت ها و یا به نوعی Schedule  به طور کلی به شکل زیر و یا با درج مقدار واقعی مشخص میگردند:

 5, 10, 20, 30, 40, STD, 60, 80, 100, 120, 140, 160, XS, XXS

برای لوله های Stainless Steel جلوی Sch.  حرف S درج میگردد مانند 5S, 10S, 40S, 80S.

مشخّصه STD به معنای Standard میباشد.

مشخّصه  XS به معنای Extra Strong میباشد.

مشخّصه  XXS به معنای Extra Extra Strong میباشد.

جنس :

جنس لوله ها بطور کلی به شکل تقسیم میگردند:

Fe + (2 ~ 6 %) C

Cast Iron

پایه آهنی

Metallic

جنس

Fe +

(Max 1.95 %) C

Normal

Carbon Steel

Steel

افزودن درصد موادی چون Ni, Cr جهت بالا بردن خواص مقاومتی (Strength) ، تحمل  پذیری حرارتی و یا خوردگی.

Alloy Steel

گران میباشند ، Cr ≥ 10.5% و C.A ~ 0  میباشند

Stainless Steel

برای موارد کاملاَ خاص بکار میروند.

Super Steel (Dublex)

با پایه  Ni, Cr, Mo, V, Ti, Al, Cu میباشند و بسیار گران قیمت بوده و برای موارد خاص بکار گرفته میشود مانند داخل کمپرسورها ، ... . دارای مقاومت بالا در برابر Corrosion Allowance بوده و همچنین در مقابل تغییرات دمایی بسیار بالا و پایین مقاومند. جوشکاری آنهاا  سخت بوده و تعمییرات آنها محدود میباشد و قظعات یدکی آنها بسختی گیر میاید.

پایه غیر آهنی

Monel

Inconel

Incoloy

Hasteloy

Carpenter

Reinforcement (Polyester, Epoxy, Styrene, Forum, …)

+

(Fiberglass, Resin)

حساسیت بالا اشعه ماورائ بنفش و دمای بال

مقاوم در برابر خوردگی ا

Thermosetting

Non Metallic

Glass Reinforced Polyester

GRP

Glass Reinforced Epoxy

GRE

Reinforced Thermosetting Resin

RTRP

RTRE

RTRV

تغییر شکل با کاهش و افزایش دما

مورد مصرف در نشیمنگاه شیرآلات ، پوشش داخلی و خارجی لوله ها و تجهیزات

Poly Ethylene

PE

Thermoplastic

Propylene

PP

Poly Tetra Flour Ethylene

PFTE

EPDM

PVC

CPVC

UPVC

Corrosion Allowance = Corrosion + Erosion + Abrasionجهت محاسبه حد مجاز خوردگی از فرمول روبرو پیروی مینمایند   -

0 < C.A < 6 mm - حد مجاز برای طراحی                       

- در طراحی Piping میزان C.A را بین 0 تا 3 میگیرند.

- با توجه به یکنواخت نبودن C.A ، بدترین حالت را در نظر میگیرند.

- در مواردی که الزام به Fix نمودن C.A باشد یا بایستی از Corrosion Inhibitor استفاده نمود یا در مواردی Passive در داخل لوله پر میشود (لوله های آلومینیومی) و یا از Lining (FBE, PTFE, Cement, Glass Line, Lead Line) استفاده میشود.

- Glass Line برای صنایع مکانیک در صنایع دفاع استفاده میشود و Lead Line برای خطوطی که دارای دمای بالا و اسیدی میباشند استفاده میشود.

جنس مطابق ASTM:

شماره هایی که با A شروع میشوند فلزات پایه آهنی میباشد مثل A105, A106, A333 و شماره هایی که با B,C,D,E شروع میشوند غیرفلزات (غیر آهنی) مثل B162, B333.

 میتوان جزئیات را از Note 57, 59   ASME B31.3   Appendix A, Table A1 استخراج نمود.

جنس لوله:

بطور کلی جنسهایی که با آن لوله میسازند به شرح ذیل میباشد:

Class

Material

Remarks

A 53

1. S

Normal

A 106

1. S

High Temperature

A 333

LTCS

Low Temperature Carbon Steel

A 335

1. S

(Alloy Steel), for high temp services like HP Steam , above 420oC

A 312

1. S

Stainless Steel

لوله با تغییر جزیی در خواص شیمیایی و یا روشهای تولیدی با لفظی به اسم Grade مواجه میشویم.

Class

Grade

Remarks

A 53

A

B

C

A 106

A

B

1. S 35000 PSI

C

1. S 40000 PSI

A 333

1

3

For service with -100oC temp.

6

For service with -45oC temp.

8

A 335

P1

½ Mo

P11

1 ¼ Cr + ½ Mo

P22

2 ¼ Cr + 1 Mo     Expensive Mat.

A 312

304

Cr + Ni

316

Cr + Ni + Mo

321

Cr + Ni + Ti

347

Cr + Ni + Co        Expensive Mat.

بجز استاندارد ASTM از استاندارد API نیز برای تولید لوله استفاده میشود که در جنس را نیز شامل میشود و مقادیر متفاوت میزان استحکام تسلیم آن میباشد:

Grade

Yield Strength (PSI)

A25

A

 B

35000

X42

42000

X46

46000

X52

52000

X56

56000

X60

60000

X65

65000

X70

70000

X80

80000

           API 5L Gr. ……….

           API 5L ~ A 381                                                                                     API 5L Gr. B  ≡  ASTM A106 Gr. B

A106  سخت تر بوده ولی Y.S های بالا ندارد در نتیجه ضخامت در طراحی بالا میرود.        

مطابق استاندارد طراحی در API با بالا بردن Grade و کاهش ضخامت معمولاَ هزینه را مقرون به صرفه مینمایند: (بطور مثال)
 

فرمول محاسبه ضخامت در طراحی:

                PD

          2 (PY + SE)

t = Thickness  ضخامت                            

P= Pressure فشار                                  

D= Diameter قطر                                 

Y = Y Coefficient  (ضریب متریال ، حدوداَ 0.4 ، قابل استخراج از صفحه 20 پاراگراف 304 از هندبوک)

S = Sa ≈ Y.S% (Allowance Stress)  تنش حد مجاز

E = Ej = Weld joint Efficiency  تابع جنس و مکانیزم جوش میباشد

نحوۀ تولید:

نحوه تولید به دو صورت Welded و Seamless انجام میپذیرد.

قیمت Seamless تقریباَ دو برابر نوع Welded بوده ولی تقریباَ اکثر سازندگان بزرگ دنیا از نوعWelded  زیر سایز 6” نمی سازند.

لوله بدون درز (Seamless):

شکل 1

• در استاندارد حداکثر تا 48” تعریف گردیده.
• در بازار معمولاَ بین 32”~36” تولید میگردد.
• معمول استفاده از آن در طراحی حداکثر بین 18”~20” میباشد.

لولۀ درزدار (Welded):

در صورت اجازه دادن ابعاد ، ضخامت و جنس پلیت و همچنین داشتن خط تولید پیوسته امکان تولید این نوع لوله میباشد.

• روش تک ورق که با انجام دو مرحلۀ Uing (یواینگ) و Oing (اوینگ) و انجام جوشکاری مستقیم (Straight Seam) میتوان این نوع لوله را تولید نمود.