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 کاربرد آن

عملیات انشعاب گیری خط لوله زنده و فعال از جمله فرایندهای رایج در مجتمع های صنعتی است که با استفاده از تکنولوژی خاص دستگاه هات تپ انجام می شود. دستگاه هات تپ یک ابزار بسیار کارآمد برای انشعاب گیری روی خط زنده محسوب می شود که با مکانیزم فنی خاص خود باعث می شود انشعاب گیری روی لوله ای که دارای سیال است بدون کوچک ترین نشتی و برون ریز سیال انجام شود. عملیات انشعاب گرم از جمله فرایندهایی است که به صاحبان فرایندهای برنامه ریزی و مدیریت مجتمع های صنعتی اجازه می دهد بدون کوچک ترین تداخل امور و تأخیر و وقفه در فرایندهای جاری، از خطوط لوله انشعاب به سایز مورد دلخواه و مورد نیاز مجتمع بگیرند.

مکانیزم کار دستگاه هات تپ به این شرح است که این ابزار روی اتصالات دائمی نصب شده روی لوله شامل نازل سه شاخه و ولو قرار می گیرد. این دستگاه دارای یک کاتر گردبر است که پس از اتصال و روشن دستگاه موتور محرک، حرکت خود را آغاز می کند و با عبور از کانال اتصالات دائمی مذکور به لوله اصلی رسیده و ضمن حرکت دورانی و پیشروی هم زمان، فرایند برش را به انجام می رساند.

دستگاه هات تپ
دستگاه هات تپ

دستگاه هات تپ شامل اجزا و قطعات زیر می باشد که در کنار یکدیگر فرایند برش گرم لوله را به پیش می برند. اصلی ترین قطعات و کارکرد هر یک از آن ها به شرح زیر می باشد:

  • مته راهنما: اولین درگیری دستگاه هات تپ با لوله ای که باید بریده شود توسط مته راهنما به وقوع می پیوندد. ضمن پیشروی دستگاه، مته راهنما با لوله درگیر شده و ضمن حرکت دورانی خود لوله را به قطر خود سوراخ می کند. با این فرایند مته راهنما درون لوله تثبیت می شود و به این ترتیب باعث می شود کاتر گردبری که پس از مته به جهت برش لوله با آن درگیر می شود نیز در حرکت دورانی و فرایند برش گرم خود دچار اعوجاج و نوسان ضمن درگیری نشود. مته راهنما باید مجهز به سر الماسه داری باشد که توان سوراخ کردن لوله را داشته باشد. در خصوص جنس الماسه باید ابتدا نسبت به جنس و ضخامت لوله اطلاعات لازم را حاصل کرد و سپس بر حسب آن الماسه ای را برگزید که مقاومت کافی در برابر لوله را حین برش داشته باشد.
  • کاتر گردبر دستگاه هات تپ که فرایند اصلی یعنی برش گرم لوله به سایز انشعابی که در نظر داریم را به انجام می رساند. در فرایند آماده سازی ابتدا کاتر هم سایز با سایز انشعابی که در نظر داریم را انتخاب کرده و سپس با بستن آن روی دستگاه مجموعه را برای برش گرم آماده می کنیم. کاتر نیز همچون مته راهنما دارای الماسه های برش متناسب با جنس و ضخامت لوله می باشد. فرایند پیشروی کاتر تا زمانی ادامه می یابد که بخشی که می خواهیم از لوله سوراخ کنیم را تا انتها طی کند و آن را کاملاً از لوله جدا سازد. این بخش بریده شده کوپن لوله نام دارد که به پین های نصب شده روی مته راهنما گیر کرده و از طریق آن پس از اتمام برش گرم و عقب نشینی دستگاه از مجموعه خارج می شود.
  • آداپتور و ابزارهای نگهدارنده کاتر شامل هولدر کاتر. آداپتورهای دستگاه هات تپ دارای سر فلنج داری هستند که دستگاه هات تپ از طریق شان دستگاه روی ولو نصب می شود. کاتر گرد بر درون آداپتور قرار می گیرد و از طریق هولدرها به شفت نصب می شود. آداپتورها نیز متناسب کلاش فشار و سیاز انشعاب انتخاب می شوند. برای مثال جهت انجام عملیات هات تپ ۳۰ اینچ کلاس ۳۰۰ باید آداپتوری را برگزید که سایز آن ۳۰ اینچ بوده و فلنج آن کلاس ۳۰۰ باشد. همگنی و هم نوایی میان فلنج ها و اتصالات امری بسیار ضروری است. اتصالات عملیات هات تپ شامل نازل، ولو و دستگاه هات تپ می باشند که از طریق آداپتور روی ولو نصب می شود. کلاس فشار و سایز هر سه این اتصالات باید متناسب با کلاس فشار خط لوله اصلی باشد تا فشار سیال را تحمل کنند و فلنج های شان با هم متقارن باشند و حین نصب روی هم سوار شوند.
  • شفت: بخشی از دستگاه هات تپ است که وظیفه انتقال حرکت های دورانی و پیشروی را به کاتر ایفا می کند. شفت یک میله به طول سرتاسر دستگاه هات تپ است که دارای یک گیربکس دریافت کننده نیروی هیدورلیکی و تنظیم کننده این نیرو به جرکت دورانی است. بنابراین حرکت دورانی از طریق انتقال نیروی موتور محرک به گیربکس و تبدیل آن به حرکت دورانی در شفت ایجاد می شود. پیشروی نیز به صورت دستی از طریق اپراتور اجرای هات تپ انجام می شود. هر دو حرکت از طریق شفت به کاتر منتقل شده و به این ترتیب دستگاه ضمن چرخش پیشروی می کند و فرایند برش را به انجام می رساند.

اجزاء فوق اجزای اصلی دستگاه هات تپ را شامل می شوند. این دستگاه دارای حساسیت های بالایی است و یک مجری متبحر عملیات برش گرم، ضمن استفاده درست از این دستگاه باید فرایندهای مربوط به نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه آن را نیز به دقت اجرا کند تا دوام عملکردی دستگاه بالا رود و عمر مفید آن افزایش یابد. فرایندهای مربوط به نگهداری دستگاه باید به صورت دستورالعمل مشخص تدوین شده و در اختیار اپراتورها قرار گیرد تا ازخوردگی و فرسودگی دستگاه ممانعت شود. هر یک از این اجزا شامل کاتر، آداپتور، شفت و گیربکس در مرور زمان به دلیل نگهداری نامناسب به سرعت فرسوده می شوند و باعث بروز آسیب روی دستگاه هات تپ می شوند. برای مثال نگهداری دستگاه هات تپ در فضای باز یا در انبارهای مرطوب و نم دار طبیعی است که اجزا و قطعات آن را دچار زنگ زدگی و خوردگی می کند. کاتر دستگاه باید رنگ آمیزی شده و در محیطی مسقف و عاری از رطوبت نگهداری شود. پس از اتمام هر عملیات الماسه های آن باید به درستی نگهداری شوند. روال در خصوص مته راهنما نیز به همین منوال است. درون دستگاه هات تپ باید از طریق گازوئیل یا موادی از این دست پر شود تا شفت و سایر اجزا حرکت روان و کم اصطکاک خود را حفظ نمایند.

دستگاه هات تپ و برش لوله به روش گرم
برش گرم توسط دستگاه هات تپ

اتخاد این دست راهکارها می تواند بسیار راهگشا باشد. مجری عملیات هات تپ نه تنها باید نسبت به روند اجرایی کار برش گرم اشراف و تبحر داشته باشد، بلکه می بایست دستگاه و اجزا و عناصر آن را نیز به خوبی بشناسد، در صورت بروز ایراد سریعا ایرادیابی کند و الزاماتی که هر جزء از این دستگاه جهت نگهداری لازم دارد را رعایت کند.