اتصالات نشت بند (Leak Repair)

اتصالات نشت بند جزء تجهیزات تعمیراتی خطوط لوله می باشند. این اتصالات زمانی استفاده می شوند که توقف جریان سیال درون خط لوله امکان پذیر نبوده و یا دسترسی به خط لوله برای انجام تعمیرات امکان پذیر نباشد. استفاده از این اتصالات موجب صرفه جویی در وقت و هزینه خواهد شد.

اتصالات نشت بند (اسپلیت اسلیو)
اتصالات نشت بند (اسپلیت اسلیو)

 برای مثال زمانی که خط لوله در عمق آب قرار داشته باشد ، در عملیات تعمیراتی نیاز به کار طاقت فرسا و طولانی مدت توسط غواصان در عمق آب خواهیم داشت اما با استفاده از اتصالات نشت بند می توانیم روشی مقرون به صرفه از نظر هزینه و زمان را برای تعمیرات خطوط لوله در نظر بگیریم.

اتصالات در عملیات هات تپ شامل دو زیر مجموعه هستند که اتصالات انشعابی و اتصالات نشت بند نامیده می شوند. اتصالات انشعابی همان اتصالاتی هستند که به منظور انشعاب گیری از خطوط لوله در کارگاه ساخته و روی خط لوله جوشکاری و مونتاژ می شوند. اسپلیت تی یکی از اتصالات انشعابی در هات تپ است که می توان از آن نام برد. اما اتصالات نشت بند زمانی استفاده می شوند که نشتی ، خوردگی یا پوسیدگی لوله در عمق آب ها اتفاق بیفتد. در این زمان مجریان عملیات هات تپ قادر نخواهند بود تا فراید کلی عملیات هات تپ را که ملزم به جوشکاری روی خط لوله می باشد ، به اجرا در آورند. بنابراین برای جلوگیری از هدر رفت زمان و همچنین عدم توقف جریان سیال درون لوله از اتصالات نشت بند استفاده می کنیم.

البته باید بدانیم که فرایند نشتی گیری تنها زمانی پاسخگو خواهد بود که آسیب وارده به لوله خیلی زیاد نباشد. اگر لوله دچار شکستگی و تغییر مسیر شدید شده باشد نشت گیری با اتصالات نشت بند پاسخگوی نیاز تعمیراتی نخواهد بود.

اتصالات نشت بند شامل قطعات مکانیکی هستند که روی خطوط لوله واقع در عمق آب ها یا هر مکان دیگری که نیاز به استفاده از این اتصالات باشد نصب شده و از نشتی سیال درون لوله به خارج از محیط لوله جلوگیری می کنند.

انواع اتصالات نشت بند

کلمپ ها (Clamp) اصلی ترین اتصالات نشت بند هستند که در انواع مختلف و در مدل های متنوع تولید می شوند. هر کدام از سایزها و انواع مختلف کلمپ ها دارای کارکرد و ویژگی های منحصر به فردی برای نشت بندی خط لوله هستند.

 کلمپ ها اتصالاتی دو تکه هستند که با روش bolting به هم متصل می شوند و دور تا دور لوله را همچون کمربندی تحت محافظت و پوشش قرار می دهند. bolting به معنای پیچ و مهره کردن قطعات یک اتصال به هم است.

از کلمپ ها زمانی استفاده می شود که بخشی از خط لوله دچار آسیب ، شکستگی و ترک خوردگی شده و به دنبال آن نشتی رخ داده باشد.

برای مثال تصور کنید بر اثر اصابت یک جسم سخت به لوله ، در بدنه ی آن شکستگی و تغییر مسیر ایجاد شده باشد. در این شرایط استفاده از یک بست مکانیکی نظیر کلمپ نشت بند نمی تواند چاره ساز باشد بلکه باید با استفاده از دیگر اتصالات و روش ها ، عملیات نشت گیری را انجام داد. یکی از این روش ها انسداد خط لوله است که توسط دستگاهی به نام استاپل انجام می شود. در عملیات استاپل ابتدا روی لوله عملیات هات تپ انجام می شود و سپس فرایند انسداد جریان سیال ، تعمیرات و تعویض خط لوله در صورت ضرورت ، و در نهایت بازگرداندن خط به شرایط سابق به انجام خواهد رسید.

 در این روش مجموعه ی فرایندها نظیر جوشکاری اتصال روی خط لوله ، انجام عملیات هات تپ و انسداد خط لوله با دستگاه استاپل و از طریق پلاگ های مسدود کننده جریان انجام خواهد پذیرفت.

از دیگر اتصالات نشت بند که در مجموعه عملیات های هات تپ مورد استفاده قرار می گیرند اتصالات اسپلیت اسلیو (split sleeve) و اسمارت فلنج ها (smart flanges) را می توان نام برد.

اتصالات نشت بند اسپلیت اسلیو (split sleeve) به صورت گسترده در تعمیرات خطوط لوله کاربرد دارند. از این اتصالات روی خطوط لوله دارای جریانات نفتی ، گازی ، آب و مواد شیمیایی استفاده می شود. هر دو نیمه ی اتصال اسپلیت اسلیو پس از اتصال روی خط لوله سیستم یکپارچه مستحکمی را به صورت کمربندی دور تا دور لوله ایجاد می کنند. آب بندی این اتصالات با استفاده از پلیمرهای پلاستیکی یا الاستومر  یا گسکت ها انجام می شود. الاستومرها و یا گسکت ها با توجه به ماهیت شیمیایی و دمای سیال درون لوله انتخاب می شوند تا در طول فرایند نشتی گیری هیچ منفذی برای نشت سیال وجود نداشته باشد.

در اتصالات نشت بند اسپلیت اسلیو دو پد بالایی و پایینی در دسترس خواهد بود. پد بالایی به نیپل و فلنج نیز متصل است. در بیشتر مواقع نیازی به جوشکاری اسپلیت اسلیو روی خط لوله نیست اما بعضی اوقات ممکن است اتصالات نشت بند اسپلیت اسلیو پس از نصب روی خط لوله جوشکاری شوند تا ایمنی و کیفیت کار افزایش پیدا کند. بر روی لبه های پد بالایی و پایینی اسپلیت اسلیو برآمدی هایی هست که پیچ و مهره های استحکام دهنده اتصال روی آن بسته می شوند. پیش از آغاز عملیات نشت بندی در صورت خشک بودن سطح لوله ، آن را با لوبریکانت های مخصوص یا گریس پوشش دهی می کنند. پس از آن گسکت هایی را بنابر خصوصیات شیمیایی و دمای سیال درون لوله مابین اتصال اسپلیت اسلیو و لوله قرار می دهند. گسکت ها یا الاستومرها کیفیت عملیات نشت بندی را افزایش می دهند. پس از این مرحله پدهای بالایی و پایینی پیچ و مهره شده و تست فشار انجام می شود. در صورت تایید تست فشار عملیات به پایان خواهد رسید. 

اسمارت فلنج ها (smart flanges) نیز نوع دیگری از اتصالات نشت بند هستند که برای تعمیرات و نشت بندی در اماکن نامتعارف عملیاتی استفاده می شوند. از اسمارت فلنج ها برای عملیات های توسعه زیر دریایی استفاده می شود. مزیت استفاده از اسمارت فلنج ها راحتی در نصب و وزن پایین است. جمع بندی ساده ی دستگاه و استفاده ی آن در همه ی محیط های زیر دریایی و غیر آبی از دیگر مزیت های این اتصال می باشد.

اسمارت فلنج ها قطعات غیر جوشی یا مکانیکی هستند که در نقاط مختلفی که اجرای عملیات هات تپ مقدور نباشد مورد استفاده قرار می گیرند. زمانی که به ناحیه ای از یک خط لوله آسیب وارد و خط لوله دچار نشت سیال درون خود می شود ، به علت سختی کار غواصی و عدم وجود شرایط محیطی برای جوشکاری ، از اسمارت فلنج ها استفاده می شود.

برای استفاده از اسمارت فلنج ها قطعه ی کوتاهی از خط لوله را که دچار آسیب شده از خط لوله جدا می کنند. سپس یه قطعه لوله ی جدید جایگزین قطعه ی آسیب دیده می شود. پس از آن درز بین خط لوله ی قدیمی و قطعه ی لوله ی جدید توسط اسمارت فلنج ها و با روش bolting (پیچ و مهره)  پوشش دهی می شود. سپس تست فشار در محل نشست اسمارت فلنج روی لوله انجام می شود. در صورت تایید تست فشار جریان درون خط لوله برقرار می گردد.

با توجه به نکات فوق می توان گفت اتصالات نشت بند یکی از بهترین اتصالات خط لوله به منظور نشتی گیری و انسداد مجاری برون رفت سیال از درون لوله می شود. شرکت پیشگام صنعت ابزار هم در زمینه تهیه و تأمین کلمپ نشت بند، و هم در خصوص نصب و آب بندی خطوط لوله دارای تجارب بازرگانی و فنی و اجرایی است و ما ضمن بازدید از محل نشتی می توانیم بهترین راهکار را برای رفع نشتی پیشنهاد کرده و در صورت صلاح دید مشتری خود عملیات نشتی گیری را انجام دهیم. ممکن است جمع بندی مطالعات به این نتیجه منجر شود که استفاده از روش استاپل و هات تپ بهترین راهکار است و یا ممکن است ضمن مطالعات تیم مهندسی به بهره گیری از کلمپ نشت بند یا سایر تجهیزات اتصالی نشت بند متقاعد شود. هدف ما ارائه بهترین و مطمئن ترین و در عین حال کم هزینه ترین راهکار برای رفع مشکلات ناشی از خطوط لوله است.

دستگاه هات تپ و اجزای آن

دستگاه هات تپ و اجزای آن نیازمند بررسی های جز به جز خواهند بود تا درک عملیات هات تپ را برای خواننده ملموس تر سازند. دستگاه هات تپی از اجزای چندگانه ای سرهم بندی می شود و هر جزء آن تکمیل کننده و پیش برنده بخشی از فرایند برش روی لوله خواهد بود. دستگاه هات تپ و اجزای آن در نهایت و پس از پایان عملیات هات تپ از روی خط لوله و بقیه مجموعه جدا شده اما ولو و اتصالات روی خط لوله باقی می مانند.

دستگاه هات تپ و اجزای آن
دستگاه هات تپ و اجزای آن

معرفی عملیات هات تپ

هات تپ به عملیاتی گفته می شود که طی آن از یک خط لوله تحت فشار به صورت ایمن انشعابی تهیه می شود. پروژه های هات تپ زمانی اجرا می شوند که در یک پالایشگاه یا نیروگاه قصد نصب انشعابات جدید روی خط لوله هایی را داریم که از پیش به بهره برداری رسیده اند و هم اکنون خارج کردن آن ها از سرویس توجیه فنی نخواهد داشت. علاوه بر این وقتی قسمتی از خط لوله با نقص مواجه شده و راه حل تعمیراتی پیش پای کارکنان است ، نمی توان خط لوله ای را که دارای جریانی از سیالات مختلف است ، تحت عملیات تعمیری قرار داد. بنابراین با استفاده از عملیات هات تپ می توان از خطوط لوله ای که تحت فشار و دارای جریان است هم انشعاب گیری کرد و هم عملیات تعمیری روی آن انجام داد. دستگاه هات تپ مهم ترین قسمت عملیات هات تپ را روی خط لوله به اتمام خواهند رساند.

 دستگاه هات تپ و اجزای آن

دستگاه هات تپ و اجزای آن از سرهم بندی اجزای مختلفی شکل می گیرد. این دستگاه در سایزهای مختلف از کوچک تا بزرگ برای عملیات های مختلفی ساخته می شود. این که کدام سایز دستگاه در عملیات های مختلف مورد استفاده قرار گیرد بستگی به گستردگی عملیاتی خواهد داشت. تیم کارشناسان عملیات هات تپ با توجه به درخواست و نیازهای مشتری تعیین کننده نوع و سایز دستگاه خواهند بود.

اولین جزء دستگاه هات تپ قطعه ای است به نام شفت. شفت دستگاه هات تپ بلند است و وظیفه ی پیشروی قطعات بُرنده ی دستگاه را به عهده دارد تا روی لوله برش مناسبی ایجاد شود.

 شفت دستگاه از یک سر به اهرمی متصل می شود که توسط اپراتور و به صورت دستی به سمت جلو حرکت می کند و از سمت دیگر به هولدر یا نگهدارنده کاتر دستگاه هات تپ پیچ و مهره می شود. این اتصال باید به گونه ای مستحکم باشد که پس از اصطکاک بالایی که بین لوله و کاتر در هنگام برش به وجود می آید ، موجب اشکال در کار و شکل شفت نشود و یا اینکه شفت را از موقعیت خود خارج نکند.

قطعه بعدی گیربکس است. گیربکس همان طور که از نامش پیداست وظیفه چرخاندن کاتر را بر عهده دارد. اما همین گیربکس نیاز به نیروی محرک خارجی دارد تا بتواند با نیروی دریافتی از محرک ، حرکت دورانی داشته و  کاتر را بچرخاند. نیروی لازم جهت چرخش گیربکس خارج از بدنه دستگاه هات تپ و با استفاده از دستگاه پاور پک ( پاور یونیت ) که عموما از نوع هیدرولیکی است تأمین می شود. خود دستگاه پاور پک توسط نیروی برق راه اندازی خواهد شد. این دستگاه نیروی هیدرولیکی را که عموما با مایعی سیال مثل روغن به وجود می آید از یک قطعه شلنگ مانند به سمت قطعه ای به نام مولتی پلیر ( واسطه بین شلنگ و گیربکس ) می فرستد. قطعه مولتی پلیر با ساختاری که دارد نیروی محرک دریافتی را تقویت کرده و به گیربکس انتقال می دهد. گیربکس نیز با گردش خود کاتر را می چرخاند. روغن خروجی از دستگاه پاور پک پس از خروج از قطعه مولتی پلیر وارد شلنگ دیگری شده و به سمت محفظه ی روغن دستگاه پاور پک سرازیر می شود.

در قسمت پایینی دستگاه هات تپ ، شفت با استفاده از اتصالات پیچ و مهره ای مستحکم به نگهدارنده کاتر ( هولدر کاتر ) وصل می شود. کاتر دستگاه هات تپ دایره ای شکل است و یک مسیر دایره ای را روی لوله برش می دهد. دندانه های کاتر از جنس الماس است که به خوبی می توانند روی سخت ترین آلیاژهای سازنده لوله ، برش ایجاد کنند. این دندانه ها گاهی اوقات از الماس ساخته می شوند اما ممکن است در برخی موارد الماسه ها را روی این دندانه ها وصل کنند.

در وسط کاتر نیز مته ای قرار دارد که به آن مته راهنما گفته می شود. مته راهنما اولین قطعه از ماشین هات تپ است که وارد خط لوله می شود. این مته روی بدنه خود پین هایی دارد که پس از برش لوله گشوده می شوند و مانع از سقوط قطعه بریده شده به داخل خط لوله می شوند.

قطعه بریده شده را در اصطلاح هات تپی کوپن می نامند. بیرون آمدن کامل کوپن به همراه مته وکاتر نشان دهنده انجام موفقیت آمیز عملیات هات تپ است.

مجموعه ی کاتر ، هولدر و مته راهنما در محفظه ای به نام آداپتور قرار دارند.

نصب دستگاه هات تپ و اجزای آن روی خط لوله عملیاتی

همان طور که در مقالات پیشین و در بحث اتصالات و ولو (valve ) گفته شد ، پیش از نصب دستگاه هات تپ و اجزای آن روی خط لوله ، اتصالات و فیتینگ ها و هم چنین شیر ولو نصب شده اند. در واقع دستگاه هات تپ مستقیما روی فلنج بالایی ولو نصب خواهد شد و کاتر دستگاه هات تپ از درون محفظه ولو وارد بخش اتصالات و سپس لوله ی اصلی خواهد شد.

تمامی اقدامات ایمنی پیش از نصب مجموعه هات تپ و هم چنین پس از نصب تمامی قطعات و دستگاه ها روی خط لوله مورد نظر انجام خواهد شد. دستگاه هات تپ نیز از این قاعده مستثنی نیست. دستگاه هات تپ در عملیات هات تپ به صورت موقت روی مجموعه نصب خواهد شد. در توضیحات بالا ذکر شد که دستگاه هات تپ از اجزای مختلفی سر هم بندی می شود. تمامی این اتصالات در سرهم بندی دستگاه هات تپ تست خواهد شد تا در حین انجام کار نشتی و نقص فنی نداشته باشند. این تست تحت عنوان تست هیدرواستاتیک شناخته خواهد شد. تست هیدرولیکی دستگاه را تحت فشارهای هیدرولیکی قرار خواهد داد تا از عدم بروز هر گونه نشتی اطمینان حاصل شود. در حین اجرای تست نشانگرهایی در دسترس قرار خواهند گرفت که به کارکنان عملیات هات تپ این اطمینان را می دهند که دستگاه توانایی تحمل فشارهای وارده از سوی سیال خروجی از خط لوله را دارد و هیچ گونه منفذی درون آن وجود ندارد.  

 

وظیفه اپراتور در عملیات هات تپ

اپراتور فردی است که در حین عملیات هات تپ در کنار دستگاه بوده و وظیفه تأمین نیروی محرک لازم جهت پیشروی شفت را بر عهده دارد.

در قسمت بالایی دستگاه های هات تپ اهرمی تعبیه شده تا با چرخاندن آن اپراتور بتواند کار پیشروی دستگاه را انجام دهد. این اهرم مستقیما به شفت متصل است و اپراتور با هر با چرخاندن آن شفت و کل مجموعه دستگاه هات تپ را رو به جلو هدایت می کند. اپراتور های دستگاه هات تپ می بایست وارد به کار خود باشند و تجربه کافی برای انجام این کار را کسب کرده باشند. در زمان شروع عملیات و با چرخاندن اهرم دستی ، اپراتور متوجه روان بودن و آسانی چرخش اهرم خواهد بود. در این مرحله اپراتور خواهد دانست که دستگاه هات تپ کماکان در حال پیشروی از دهانه ولو به سمت لوله اصلی است و هنوز درگیری برشی به وجود نیامده است. به محض این که مته راهنما به لوله برخورد کند ، اپراتور متوجه درگیری و سختی چرخش اهرم خواهد شد.

پس از برش اولیه لوله توسط مته دوباره اهرم به حالت روان کار کرده و به آسانی می چرخد. اینجا دقیقا نقطه ای است که اپراتور باید با پیشبرد دستگاه منتطر رسیدن دندانه های کاتر به لوله باشد. پس از رسیدن کاتر به لوله و برخورد آن ها به هم از روان بودن کار و آسانی چرخش اهرم کاسته شده و اپراتور نیاز به نیروی بیشتری برای چرخاندن اهرم خواهد داشت.

با هر بار گردش کاتر ، برش روی لوله عمیق تر خواهد شد. اپراتور در این مرحله باید دقت زیادی به خرج دهد. ا یجاد وقفه لازم برای گردش کامل کاتر و سپس پیشروی دستگاه به جلو می تواند برش درستی روی لوله ایجاد کند. عجله در پیشبرد دستگاه موجب آسیب به کاتر و کل مجموعه دستگاه خواهد شد. هم چنین کندی عملکرد اپراتور باعث اتلاف هزینه و وقت خواهد شد.

دستگاه هات تپ در اندازه ها و سایزهای متفاوتی موجود است و در هر عملیات هات تپی با توجه به نیازها و شرایط عملیاتی سایز آن انتخاب خواهد شد.