دستگاه هات تپ و خط لوله غیر فلزی

دستگاه هات تپ یکی از تجهیزات فن آورانه در حوزه نفت و گاز، و به طور کلی کلیه سیالات خطوط لوله می باشد که کارکرد آن انشعاب گیری گرم بر روی خط لوله است. با استفاده از این دستگاه می توان روی خطوط لوله در شرایطی انشعاب گرفت که سیال درون آن ها در جریان است. از این رو قابلیت و توانمندی دستگاه هات تپ منحصر به فرد است و مناسب برای شرایطی است که یک مجتمع صنعتی که دارای خطوط لوله می باشد، می بایست روی خطوط لوله خود انشعاب جدید ایجاد کند اما مجاز نیست که خط را غیر فعال سازد.

ماهیت عملکرد دستگاه هات تپ برش گرد لوله در سایزی است که انشعاب جدید مد نظر مجموعه برنامه ریزی مجتمع صنعتی می باشد. این عملکرد از فرایندهای ویژه دستگاه هات تپ سر می زند که در آن نیروی هیدرولیکی به شفت ها، و از طریق آن به کاتر گردبر دستگاه وارد می شود و با ایجاد حرکت دورانی برای کاتر، برش گرم لوله به انجام می رسد. در فرایند انشعاب گیری به روش گرم دستگاه هات تپ می بایست از هر لحاظ و بر حسب تمامی متغیرهای موجود پاسخگوی شرایط باشد.

متغیرهایی که دستگاه هات تپ باید در قبال شان استحکام و قدرت و توان لازم را داشته باشد را می توان به این شرح برشمرد:

فشار سیال: دستگاه هات تپ باید از مدلی باشد و نیز به گونه ای آماده سازی شده باشد که از جناب سیال اختلالی متوجه عملکرد آن نشود.

دمای سیال: دستگاه باید توان تحمل دمای ناشی از جریان سیال را داشته باشد تا بتواند به بهترین نحو عملکرد خود را در کل فرایند حفظ کند.

ضخامت لوله: دستگاه هات تپ و خصوصاً کاترهای آماده شده و بسته شده به دستگاه باید حین فرایند برش گرم مقاومت و توانایی لازم و کافی برای برش تا انتهای ناحیه برش را داشته و بدون وقفه و خرابی لوله را با ضخامتی که دارد ببرند.

دستگاه هات تپ
دستگاه هات تپ

جنس لوله: یکی از آیتم هایی که در فرایند انشعاب گرم باید مورد توجه قرار گیرد جنس لوله است. لوله باید از جنسی باشد که امکان انجام عملیات هات تپ بر روی آن وجود داشته باشد. از طرفی، دستگاه هات تپ خوب، دستگاهی است که توان برش لوله ها در جنس های مختلف را داشته باشد. لوله ها در صنایع مختلف بر حسب نیاز به انواع  واقسام جنس ها تقسیم می شوند و هر چه گستره عملیاتی دستگاه هات تپ در خصوص جنس های متنوع لوله بیشتر باشد، می توان گفت دستگاه مذکور از توانمندی بیشتری برخوردار است.

اغلب عملیات های انشعاب گیری گرم توسط دستگاه هات تپ روی خطوط لوله غیر فلزی از انواع فولاد، فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ و نظایر آن انجام می شود. در خصوص عملیات روی این دسته از لوله ها اتخاذ تدابیر ویژه لازم است و در صورت پیش بینی مراتب و مراحل فرایند، می توان فرایندها را به بهترین نحو ممکن انجام داد. اما در خصوص خطوط لوله غیر فلزی شرایط کمی متفاوت تر خواهد بود و ممکن است دستگاه هات تپ در انجام عملیات انشعاب گیری گرم دشواری های بیشتری داشته باشد. شکستن و ترک خوردن لوله حین انشعاب گیری از موارد رایجی است که در نتیجه عدم تطابق میان کارکرد دستگاه هات تپ و جنس خط لوله مذکور به وقوع خواهد پیوست.

برای مثال در خصوص عملیات هات تپ روی خطوط لوله چدنی باید حساسیت های بیشتری را در نظر داشت تا در حین انجام برش گرم با مشکلاتی مواجه نشویم.

در خصوص خطوط لوله پلاستیکی شرایط به مراتب دشوارتر خواهد بود و تیم اجرا و مهندسی هات تپ پیش از پذیرش عملیات، ابتدا باید تمامی فاکتورها و عاومل انجام کار را شناسایی کرده و تنها در صورتی تن به کار گرم هات تپ بدهد که مطمئن شود برش توسط دستگاه هات تپ و بدون هیچ گونه ایرادی به انجام خواهد رسید.

مجری انشعاب گرم ابتدا به ساکن باید تمامی متغیرها را شناسایی کرده و بعد با نظر به قابلیت های دستگاه هات تپ در صورت امکان پذیری یا امکان ناپذیری کار نظر صریح خود را اعلام کند. یکی از مزایای دستگاه هات تپ امکان تعییر کاتر و منطیق کردن آن با شرایط کاری و مشخصات فنی خط لوله و سیال است. در خصوص خطوط لوله پلاستیکی نیز باید کاتر به روشی آماده شود، و نیز الماسه هایی برای برش گرم مورد استفاده قرار گیرند که امکان انجام برش تا انتها و بدون وقفه و ایراد را داشته باشند. بنابراین انتخاب الماسه مهم ترین و راهبردی ترین گام در انجام یک عملیات هات تپ روی خط لوله غیر فلزی است. البته شرایط کار برحسب نوع و جنس لوله سخت تر یا آسان تر خواهد بود، اما روال کار احتیاطات فوق را ملزوم می دارد.

دستگاه هات تپ خطزوط لوله غیر فلزی
دستگاه هات تپ برای انشعاب گیری خطوط غیر فلزی مکانیزم آماده سازی خاص خود را خواهد داشت

برای انتخاب الماسه نیز جنس لوله اصلی ترین متغیر خواهد بود. برای مثال لوله های پلاستیکی از جنس پلی اتیلن معمولا دارای ضخامت بالا و مقاومت در  برابر خوردگی هستند، اما خاصیت انعطاف پذیری و جمع شوندگی دارند که این امر پیشبرد عملیات هات تپ را کمی دشوار می گرداند. با این وجود می توان با اتخاذ تدابیر ویژه و البته به کار گرفتن اپراتورهای متبحر هات تپ که روش پیشروی دستگاه و کاتر بدون بروز آسیب به روی خط لوله را بلد باشند نیز دارای اهمیت است.

لوله های PVC در برابر حرارت ایجاد شده ناشی از کار گرم ممکن است دفرمه شوند و استحکام خود را از دست بدهند. از این دستگاه هات تپ و عملیات به گونه ای انجام شود که از لحاظ حرارت ایجاد شده ناشی از برش گرم لوله توسط دستگاه هات تپ، ایرادی متوجه مجموعه و خط لوله نشود. در این شرایط فشار و دمای سیال نیز از اهمیت اساسی برخوردار است. فشار بیشتر سیال و دمای پایین تر آن، البته تا حد مجازی، بر پیشبرد بهتر عملیات هات تپ کمک شایانی خواهد کرد.

چنان که می بینیم در خصوص خطوط لوله غیر فولادی نیز امکان انجام عملیات هات تپ وجود دارد، با این تفاوت که در مورد آن ها آیتم های احتیاطی بیش از پیش خواهند بود، چرا که متغیرهای اثرگذار بر کار افزایش خواهند یافت.

دستگاه هات تپ و جهت عملیات

دستگاه هات تپ یگ دستگاه وزین با یک محور طولی بلند است و از این رو هم حمل آن و هم نصب و نگه داشتن آن حین اجرای عملیات باید الزامات  و حساسیت های خاص خود را داشته باشد. این دستگاه اگر خوب جای گزاری و نصب نشود، اگر نگهداری آن در طول انجام عملیات به خوبی صورت نگیرد، می تواند نه تنها به خود، بلکه به مجموعه آسیب برساند. از این رو برای نگه داشتن آن باید تدابیری اندیشید که آسیبی متوجه عملیات نشود.

در این چارچوب باید ابتدا ببینیم که راستا و جهت عملیات هات تپ چگونه خواهد بود. اگر راستای عملیات به گونه ای باشد که از طرف دستگاه به مجموعه اتصالات و خط لوله فشار وارد آید حتما باید تدابیری در خصوص آن اندیشید. اغلب مدل های دستگاه هات تپ دارای وزن زیادی هستند، مگر در مواردی محدود و برای سایزهای بسیار کوچک دستگاه هات تپ کم وزن خواهد بود اما در این خصوص نیز اهمال جایز نیست و باید تدابیری اندیشید که از جانب دستگاه و وزن آن فشاری متوجه اتصالات نشود.

نگهداری دستگاه هات تپ در عملیات انشعاب گرم افقی
دستگاه هات تپ در شرایطی که عملیات یه صورت افقی انجام میشود توسط تسمه به جرثقیل نصب بوده و به این ترتیب نگهداشته میشود

دستگاه هات تپ در راستاهای مختلف عوارض زیر را می تواند برای مجموعه به بار بیاورد و باید در خصوص هر یک از آن ها تدابیر ویژه به شرحی که می آید اندیشید:

  • اگر عملیات هات تپ به صورت عمودی از بالا به پایین انجام می شود صرف تسمه متصل شده به جرثقیل برای نگه داشتن دستگاه هات تپ کفایت می کند. از آن جا که در این شرایط دستگاه در حالت عمودی بوده و وزن آن به صورت محوری از بالا به پایین به لوله و اتصالات وارد می شود، فشار جانبی به مجموعه وارد نخواهد آمد و از این رو صرف پیشگیری از نیروی گرانشی عمودی وارد بر مجموعه کفایت می کند. در این خصوص تسمه متصل به جرثقیل در واقع حکم خنثی کننده نیروی وارده از ناحیه وزن دستگاه هات تپ را خواهد داشت و به این ترتیب می توان فشار را دفع کرد.
  • اگر عملیات هات تپ به صورت افقی انجام شود طبیعتاً فشار وارده به مجموعه به مراتب بیشتر خواهد بود، چرا که وزن دستگاه به صورت افقی بر مجموعه وارد می شود و اتصالات تحت تأثیر گرانش دستگاه از جانب مستعد دفرمه شدن و متمایل به زمین شدن می شوند. این به معنای افزایش احتمال شکسته شدن خطوط جوش، انحنای متریال ها و به طور کلی از کار افتادن عملکرد اتصالات خواهد بود. در چنین شرایطی نیز می توان با تسمه های متصل به دستگاه هات تپ فشار وارده ناشی از وزن دستگاه را کنترل کرد. با استفاده از تسمه ها در واقع می توان گفت کل وزن دستگاه روی تسمه ها و از این رو به جرثقیل تحمیل می شود و به این ترتیب مجموعه اتصالات بدون آسیب و ایراد عملکرد خود را حفظ می کنند.
  • اگر عملیات هات تپ به صورت زاویه دار و مورب روی مجموعه خط لوله و اتصالات انجام شود شرایط متفاوت خواهد بود و صرف استفاده از تسمه ها کفایت نمی کند. تسمه می تواند نیروی افقی را دفع کند و فشار وارده در راستای عمودی را نیز کنترل کند. اما وقتی وزن در هر دو راستای افقی و عمودی به صورت هم زمان وارد می شود، باید از ابزارهای اضافی استفاده کرد. در این شرایط بهره گیری از اهرم های نگهدارنده از پایین توصیه می شود. به این معنی که اهرم هایی روی دستگاه هات تپ نصب می شود. یک سر این اهرم ها به دستگاه هات تپ نصب است و سر دیگر آن روی زمین قرار می گیرد. به این ترتیب اهرم ها همچون یک پایه دستگاه هات تپ را حفظ می کنند و مانع تحمیل فشار ناشی از وزن آن به روی اتصالات و خط لوله خواهند شد. بدیهی است تعداد اهرم ها، جنس آن ها، ضخامت و طول آن ها به وزن دستگاه هات تپ، زاویه قرار گیری دستگاه نسبت به سطح زمین و طول دستگاه بستگی خواهد داشت. مجری عملیات باید تدابیری بیاندیشد که اهرم ها تمام و کمال کارکرد خود را انجام دهند و در عین حال آسیبی از طرف دستگاه به آن ها وارد نشود. اگر اهرم ها به درستی طراحی نشده باشند طبیعتاً توان و تحمل فشار دستگاه را نخواهند داشت و به این ترتیب ممکن است کارکرد خود را از دست بدهند. در این صورت بدیهی است که وزن دستگاه مجددا روی مجموعه اتصالات و خط لوله بار خواهد شد و به این ترتیب آسیب های محتمل احتمال بروز بیشتری خواهند داشت.
  • در صورتی که عملیات هات تپ به صورت عمودی و از پایین به بالا انجام شود نیز در واقع می توان گفت دستگاه هات تپ روی اتصالات و خطوط لوله سوار می شود چرا که گویی به آن ها آویزان شده است. در این شرایط نیز امکان وارد امدن نیروی کشسان و دفرمه شدن لوله و اتصالات وجود خواهد داشت. هر چه وزن دستگاه بیشتر باشد احتمال بروز این خطر نیز بالاتر خواهد رفت. الیته در کمتر موارد به این شرایط اجرایی هات تپ برمی خوریم و برنامه ریزان و پیمانکاران معمولاً توصیه می کنند که از راستاهای دیگر برای انشعاب گیری استفاده شود، اما اگر به هر دلیلی راهی جز انشعاب گیری از پایین وجود نداشت، باید دستگاه از پایین نصب شود. این امر نیز الزامات ایمنی و تجهیزات نگهدارنده خاص خود را خواهد داشت. دستگاه هات تپ باید از پایین و توسط نگهدارنده ها کنترل شود تا وزن آن روی آن ها سوار شود و فشاری از ناحیه آن به مجموعه اتصالات و خط لوله وارد نشود.
دستگاه هات تپ و نگهداری در شرایط زاویه دار
نگهداری دستگاه هات تپ در عملیات زاویه دار انشعابی گرم، توسط اهرمهای پشتیبان

یک عملیات انشعاب گیری گرم آیتم ها و متغیرهاتی متعددی دارد که مجری کار باید در خصوص همگی آن ها به همان میزان اهمیتی که دارند حساسیت به خرج دهد. وزن دستگاه هات تپ در ابتدای امر ممکن است به ظاهر چندان مهم تلقی نشود، اما در واقع همین متغیر می تواند فرایند را دچار آسیب کند و حتی در صورت اهمال بیش از اندازه به خود خط لوله آسیب وارد کند. بروز آسیب هایی نظیر دفرمه شدن و پیچ و تاب خوردن خط لوله، مشکلات کوچکی نیست که بتوان ازطریق صرف انجام اقدامات موضعی رفع شان کرد. این دست ایرادات یک مجموعه را دچار آسیب می کند. در چنین شرایطی باید خط لوله تعمیر شود که این خود امری پر هزینه و زمان بر خواهد بود. بنابراین حساسیت در قبال این آیتم از عملیات انشعاب گرم امری ضروری و الزامی تلقی می شود.