مراحل عملیات هات تپ – فیلم

هات تپ یا انشعاب گرم خطوط لوله و مخازن یک فرایند چند مرحله ای و دارای متغیرهای پیش آماده سازی و آماده سازی متعدد است که در ارائه سرویس های خطوط لوله، مخصوصاً در مواقعی که نیاز به انشعاب گیری جدید روی لوله ها می باشد بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این سرویس در درجه اول به منظور در دسترس قرار دادن محتوای خطوط لوله مورد بهره برداری قرار می گیرد. در این عملیات سوراخ کاری و برش لوله، و ایجاد انشعاب جدید از ابتدا تا انتها بدون نیاز به هر گونه قطعی در جریان سیال صورت می پذیرد.

عملیات هات تپ پیش از آن که وارد فاز اجرایی و عملیاتی شود دارای فرایندهای پیش آماده سازی می باشد؛ مطالعات و طراحی های اولیه،  طراحی و ساخت تجهیزات و اتصالاتی نظیر اسپلیت تی و…، آماده سازی فضای انجام کار، تهیه تأسیسات و تجهیزات مورد نیاز، مذاکره ها و زمان بندی ها در خصوص انجام عملیات هات تپ، اخذ پرمیت، بازرسی و پایش فرایندهای ایمنی و استانداردهای زیست محیطی در انجام عملیات و مواردی از این قبیل، گام های شکل دهنده عملیات هات تپ یا به عبارتی دیگر اقداماتی محسوب می شوند که برای وارد شدن به فاز اجرایی عملیات انشعاب گیری لوله به روش گرم بدان ها نیاز دایم. پس از انجام عملیات های پیش آماده سازی، نوبت به آغاز فاز اجرایی عملیات هات تپ می شود. تیم مهندسی و طراحی مجری عملیات هات تپ باید توجه داشته باشد که مهم ترین نکته پیش از آغاز عملیات، رصد و پایش کلیه مراحل پیشین است. مجریان هات تپ باید نسبت به تمامی عوامل تأثیرگذار بر فرایند حساسیت و توجه لازم را به خرج داده باشند. هماهنگی با تیم های برنامه ریزی واحد صنعتی در خصوص زمان انجام عملیات هات تپ بسیار حائز اهمیت است. از آن جا که عملیات هات تپ نیاز به سیال درون لوله دارد و ممکن است برنامه ریزی واحد صنعتی مذکور بر نوسان فشار و جریان سیال طی ساعات روز یا روزهای هفته باشد، بنابراین هماهنگی ها پیاپیش باید صورت گرفته شده باشد. باید فشار سیال در زمان عملیات مبتنی بر همان فشار طراحی عملیات هات تپ باشد. اگر دچار افت فشار جین انجام عملیات باشیم، خصوصاً در فاز جوشکاری اتصال روی لوله ممکن است دچار سانحه شویم. در هر صورت پس از انجام هماهنگی های لازم در خصوص پایش فرایندهای پیش عملیاتی، پروژه هات تپ وارد فاز اجرایی خواهد شد.

فاز اجرایی عملیات هات تپ به ترتیب شامل مراحل زیر خواهد بود و استفاده از تکنیسین ها و اپراتورهای مجرب در خصوص هر یک از مراحل ذکر شده جزو الزامات هات تپ می باشد بر اساس استاندارد تدوین شده هات تپ API-2201  اپراتورهای اجرایی عملیات انشعاب گرم باید واجد صلاحیت  وشایستگی برای انجام وظایف مربوط به خود در خصوص عملیات هات تپ باشند. بر این اساس مراحل انجام عملیات به همراه یک فیلم که به صورت شماتیک عملیات انشعاب لوله به روش گرم را شبیه سازی کرده است ارائه می دهیم:

Install and weld fitting on the existing pipeline

در مرحله اول اتصال ساخته شده اعم از اسپلیت تی، سدل نیپل یا ولدولت روی لوله جای گذاری و نصب می شود. سپس می بایست طبق دستورالعمل تدوین شده از طرف تیم مهندسی و با توجه به فشار ماده درون لوله و سایر فاکتورهای فنی، جوشکاری اتصال روی لوله را به انجام رساند. این مرحله به لحاظ اهمیت وزنی کمتر از خود عملیات هات تپ ندارد و اصولاً صحت یک عملیات انشعاب گیری گرم یا hot tap تا حدود بسیار زیادی وابسته به نحوه جوشکاری فیتینگ روی لوله است. در صورتی که این اتصال ضعیف عمل کند مطمئناً در آینده نزدیک یا دور پس از انجام عملیات هات تپ، و چه بسا حین انجام انشعاب گیری گرم دچار مشکل و سانحه شویم. در فرایند جوشکاری پدهای فیتینگ به هم جوش داده می شوند و سپس لبه های جانبی اتصال به لوله جوشکاری می شوند.

Install valve on the fitting

پس از اتمام جوشکاری ولو روی ان نصب می شود. اتصال ولو روی فیتینگ به شرطی انجام می شود که پیش تر ولو مورد تست و بازرسی قرار گرفته باشد.

Install Hot Tap Machine on the Valve

سپس دستگاه هات تپ که پیشتر مراحل آماده سازی و تنظیم آن انجام شده است روی ولو نصب شده و مجموعه برای انجام عملیات انشعاب گیری گرم تمام و کمال آماده می شود.

Perform Hot Tap through the open Valve

سپس عملیات انشعاب گرم هات تپ توسط یک اپراتور مجرب و مسلط بر فرایندهای جاری حین عملیات انشعاب گرم صورت می گیرد. این اپراتور باید توانایی واکنش سریع، تشخیص روند کار و درک رویدادهایی باشد که ممکن است به لحاظ چشمی قابل رؤیت نباشد. عملیات هات تپ شامل پیشروی شفت و کاتر می باشد تا زمانی که برش لوله کامل شود وکوپن یا همان تکه بریده شده از لوله به طور کامل از لوله جدا شود. تشخیص این امر نیز بر عهده اپراتور مجری انجام هات تپ است. وی به دو صورت می تواند پی ببرد که در چه زمانی بر تکمیل شده است. اول زمانی که باردهی سبک تر می شود و اصطلاحاً زیر دست اپراتور حین انجام عملیات خالی می شود. به این معنا که دیگر فشاری از جانب لوله متوجه اپرتور که در حال باردهی است نمی شود. به این صورت می توان دریافت که باردهی تمام شده و کاتر از این به بعد آزاد می چرخد. روش دوم تشخیص زمان اتمام عملیات هات تپ از طریق محاسباتی است که پیشاپیش صورت گرفته است. تیم مهندسی انجام عملیات انشعاب گیری پیش از عملیات می بایست میزان پیشروی لازم برای تکمیل فرایند هات تپ را محاسبه  ودر اختیار اپراتورها قرار دهد. طبیعتاً با محاسبه میزان پیشروی حین انجام هات تپ می توان پی برد که چه زمانی عملیات به اتمام رسیده است.

Retract cutter assembly

برش لوله حین انجام عملیات هات تپ به این ترتیب به وقوع می پیوندد که ضمن پیشروی شفت، کاتر و مته راهنما به لوله نزدیک تر می شوند تا این که در اولین نقطه، مته راهنما با لوله درگیر شده و ظروع به سوراخ کردن لوله می کند. ضمن پیشروی سوراخکاری ادامه می یابد تا این  که کاتر دستگاه انشعاب گرم نیز به لو.له رسیده و ضمن حرکت دورانی خود حول محور مته راهنما، به سایز خود برش لوله را آغاز می کند. سایز کاتر در واقع سایر انشعاب ما می باشد. این فرایند باید تا جایی ادامه داشته باشد که کاتر سراسر دیواره لوله به سایز خود را ببرد و بخشی از لوله را از آن جدا سازد. بخش بریده شده کوپن لوله نامیده می شود. چنان که در تصاویر فیلم فوق نیز مشهود است، برش تا پیشروی کامل کاتر به فضای درونی لوله ادامه می یابد تا این که بخش مورد نظر از لوله کاملاً بریده شده و به پین های مته راهنما گیر کند.

هات تپ هات تپ مراحل عملیات هات تپ – فیلم IMG 1282 300x225
هات تپ

A special device retains the coupon removed during the Hot Tap operation

حال که برش لوله به اتمام رسیده است، می توان عقب نشینی دستگاه از لوله و اتصالات را آغاز کرد. لازم به ذکر است کوپن بریده شده می بایست با پین های مته راهنما درگیر شده و به آن ها گیر کند تا ضمن عقب نشینی کاتر و مته، از لوله خارج شود. در تصاویر نیز پیداست که روی مته راهنمای چندین پین جای گزاری شده است. این پین ها که U شکل می باشند ضمن سوراخکاری لوله و پیشروی مته راهنما باز می شوند و به این ترتیب زمانی که عملیات برش به اتمام می رسد و در حال عقب نشینی دستگاه با کاتر آن هستیم، همین پین های باز شده با کوپن درگیر می شوند و در ادامه عقب نشینی، آن را به همراه خود به هارج از فضا حمل می کنند.

Close Hot Tapping Valve

پس از انجام مراحل فوق می توان گفت که عملیات به اتمام رسیده است و می توان دستگاه هات تپ را از مجموعه خارج کرد. پس از عقب نشینی کامل دستگاه هات تپ و کاتر آن، دریچه ولو بسته می شود و دستگاه هات تپ باز می شود. با خروج دستگاه هات تپ می توان پی برد که کوپن لوله از مجموعه استخراج شده است یا نه.

یکی از نکاتی که عملیات انشعاب گیری گرم را در تمامی مراحل اجرایی و عملیاتی با ابهام و دشواری هایی رو در رو می کند، این است که در کل فرایند هیچ گونه دسترسی و اطلاعاتی از آن چه در حین برش کاری لوله در حال انجام است وجود ندارد. به عبارتی دیگر اپراتور عملیات انشعاب گرم تمامی دریافت خود از آن چه در حال وقوع است را می بایست از روی تجربه و نشانه های فنی که حین عملیات از تجهیزات و اتصالات در می یابد کسب کند. این امر وی را با مشکلاتی رو در رو خواهد کرد. برای مثال صحت عملیات هات تپ زمانی کاملاً قطعی و حتمی خواهد بود که پس از اتمام عملیات و خروج دستگاه، کوپن را روی مته راهنما ببینیم. در غیر این صورت ممکن است مشکلی در فرایند پیش آمده باشد یا این که فرایند به درستی انجام شده باشد اما کوپن در میانه راه عقب نشینی به درون لوله افتاده باشد. در هر صورت زمانی می توان به هر یک از گزینه هایی از این نوع پی برد که دستگاه هات تپ را از مجموعه خارج کرده و عملیات را تمام شده تلقی کرده باشیم.

عملیات هات تپ یک فرایند تخصصی و جزو آیتم های ویژه در خدمات خطوط لوله نفت و گاز به شمار می رود. انجام این عملیات مستلزم تجربه و دانش فنی کافی، و توان و مهارت مناسب برای پیشبرد تمامی مراحل آن است. ما ضمن آشنایی با این فرایند در سال های دور، با شروع کارهای مقدماتی و تهیه و تدارک پیش نیازهای فنی و اجرایی، به مرور در زمینه اجرای عملیات انشعاب گرم سب تجربه کردیم و امروز پس از سال ها فعالیت اجرایی در این زمینه و انجام صدها عملیات انشعاب گیری هات تپ در مناطق مختلف به دانش و تجربه کافی در زمینه انجام عملیات های انشعاب گیری به روش گرم یا همان هات تپینگ شده ایم. توصیه می شود به منظور آشنایی بیشتر با سوابق و تجارب ما، و دانش و تخصص  ما د این زمینه به سایر صفحات این وبسایت مراجعه فرمایید.

فیلم عملیات های هات تپ

عملیات هات تپ یا انشعاب گیری به روش گرم (Hot Tap Operation)، از جمله عملیات های جاری روی خطوط لوله و مخازن است که به دلیل تنوع کاربردی بسیار مورد استفاده بهره برداران و فعالان واحدهای صنعتی، علی الخصوص واحدهایی قرار می گیرد که در زمینه های نفت، گاز، پتروشیمی، و انتقال سوخت فعالیت می کنند. این عملیات دارای ماهیت زنده است به این معنی که همزمان با فعالیت خط لوله و مجتمع به انجام می رسد. در واقع زمانی که لوله تحت فشار و در حال انتقال سیال است، یک برش روی آن انجام می گیرد و انشعاب جدید روی آن ایجاد می شود. طبق یکی از تعاریفی که یکی از شرکت های فعال در این زمینه به نام آلسترن (alstern) ارائه داده است، عملیات هات تپ به شرح زیر می باشد:

Hot tapping is a method of employing an under pressure drilling machine to cut a hole in an operating pipeline or storage vessel which allows for a new branch connection from the existing pipe or vessel without any interruption to the flow.
Hot tapping is also the first procedure in line stopping, where a hole saw is used to make an opening the pipe, so a line plugging head can be inserted.

در این تعریف عملیات هات تپ روش به کارگیری از یک دستگاه سوراخکاری تحت فشار (به نام دستگاه هات تپ) به منظور ایجاد برش یا سوراخ روی لوله ها و مخازن زنده و در حال فعالیت خوانده می شود. هدف از این کار ایجاد یک اتصال انشعابی جدید روی لوله یا مخزن است، به طوری که هیچ وقفه ای در فرایند عملیاتی لوله یا مخزن مربوطه به وجود نیاید.

علاوه بر این عملیات انشعاب خط لوله گام اول در فرایند استاپل یا انسداد خط لوله می باشد. برای انجام عملیات استاپل نیازمند یک سوراخ و یک برش روی لوله هستیم تا پلاگ از مجرای آن وارد لوله شود. این عملیات توسط دستگاه هات تپ انجام خواهد گرفت.

 عملیات هات تپ دارای کاربردهایی متنوع است اما پرکاربردترین حوزه هایی که این عملیات در خصوص شان انجام می گیرد به شرح زیر هستند:

Insertion of a new branch in an operational pipeline

بیشترین مورد استفاده عملیات هات تپ برای مواقعی است که مجریان و بهره برداران شرکت صنعتی می خواهند طرح های عملیاتی موجود را توسعه دهند. در این راستا آن ها می توانند با ایجاد یک انشعاب جدید و هدایت جریان سیال به مجاری خطوط لوله جدید طرح های موجود خود را توسعه دهند. برای این کار معمولاً خطوط لوله پرفشار و دارای سایز بالا انتخاب می شوند تا فاز توسعه جدید تغذیه کافی و مناسب برای جریان سیال داشته باشد. یکی از مهم ترین نکات در طرح های توسعه خطوط لوله این است که انشعاب ایجاد شده روی خطوط لوله موجود باید توانایی آن را داشته باشد که طرح توسعه جدید را تأمین کند. در این خصوص محاسبه فشار و جریان سیال از وظایف برنامه ریزان و بهره برداران می باشد. اما شرکت پیشگام صنعت ابزار با توجه به تجربه بالای خود در زمینه انجام عملیات هات تپ قادر است مشتریان را در خصوص انتخاب محل و لوله مناسب انشعاب خط لوله جهت طرح توسعه خود راهنمایی کند.  می توان گفت یکی از رایج ترین کاربردهای عملیات انشعاب گرم  مربوط به این مورد می باشد.

Insertion of branch that require to drain off large amount of fluid

مورد دیگر کاربردی در عملیات هات تپ ایجاد یک انشعاب جدید روی خطوط لوله ای است که نیازمند آن هستند که حجم زیادی از سیال از آن ها تخلیه شود. در این مواقع روی خط در حالی جریان درون آن وجود دارد اتصال سه شاخه اسپلیت تی نصب می شود و سپس عملیات هات تپ روی لوله انجام می شود تا مجرای دسترسی به سیال لوله فراهم شود. طبیعتاً از آن جا که روی اتصال سه شاخه مذکور یک ولو نصب خواهد شد، برون رفت سیال تحت کنترل خواهد بود و برنامه ریزان هر زمان که نیاز باشد به هر دلیلی با باز کردن ولو حجم مورد نظر سیال را تخلیه کرده و ولو را می بندند.

Insertion or replacement of valve in an operational pipeline

نصب یا تعویض ولو موجود روی خط لوله از دیگر مواردی است که عملیات هات تپ در مورد آن مصداق دارد. اصولاً نصب ابزارهای کنترلی روی خطوط لوله زمانی که سیال درون لوله در جریان است فقط از طریق انجام عملیات انشعاب از خط لوله امکان پذیر است. در غیر این صورت می باید لوله تخلیه شده و عملیات برش و نصب ابزار روی آن انجام شود که طبیعتاً فرایندی زمان بر و هزینه بر است. به جای این روش سنتی، می توان با استفاده از انشعاب گرم ولو و سایر ابزارهای کنترلی مورد نظر را روی لوله نصب کرد.

Preparing the pipeline for line stopping

یکی دیگر از موارد کاربرد عملیات هات تپ، انجام عملیات لاین استاپ و استاپل می باشد. چنان که می دانیم انجام عملیات لاین استاپ در درجه اول مستلزم این است که پلاگ های دستگاه استاپل به فضای درون لوله نفوذ کنند و این حاصل نخواهد شد جز از طریق برش لوله و گشودن مجرای دسترسی به فضای داخلی خط لوله. عملیات انشعاب گرم یا هات تپ بهترین راهکار برای برش لوله است. با استفاده از عملیات هات تپ مجرای دسترسی به خط لوله فراهم می شود، سپی دستگاه استاپل روی ولو نصب می شود و با پیشروی به فضای داخلی لوله انسداد خط را به انجام می رساند.

موارد فوق عمده ترین کاربردهای عملیات انشعاب گرم هات تپ محسوب می شدند، اما این بدان معنا نیست که کاربرد این عملیات محدود به موارد فوق است. با توجه به نیازهای مشتریان می توان کاربردهای متعددی برای انجام عملیات هات تپ برشمرد. به این دلیل این عملیات با وجود دشواری ها و ویژه بودن فرایند، یکی از عملیات های رایج و تکرار شوند روی خطوط لوله است. مجتمع های صنعتی که با  طرح ها و برنامه هایی نظیر توسعه خطوط لوله موجود، تعمیر اتصالات و تجهیزات، تعویض قطعات، تغییر طرح پایپینگ، تغییر مکان عملیاتی فرایندها و مواردی از این نظیر سر و کار دارند بدون شک درگیر عملیات هات تپ خواهند بود.

شرکت پیشگام صنعت ابزار یکی از مجریان نام آشنای انجام عملیات های انشعاب گرم هات تپ و استاپل روی خطوط لوله و مخازن کشور است که طی بیش از ده سال موفق به انجام صدها عملیات هات تپ گردیده است. این عملیات ها در واحدها صنتی مختلف اعم از پالایشگاه ها و ترمینال های نفتی، مجتمع های پتروشیمی، واحدهای صنایع سنگین نظیر ذوب آهن و فولاد و…. انجام شده است. حتی واحدهای خدمات شهری نظیر شرکت های آب و فاضلاب نیز می توانند از خدمات هات تپ بهره ببرند و در این راستا شرکت پیشگام صنعت ابزار پروژه های متعدد در زمینه انجام عملیات هات تپ روی خطوط لوله آب برای واحدهای خدماتی مختلف از جمله شرکت آب و فاضلاب استان تهران را داشته است.

فیلم موجود، تصاویر برخی از پروژه های انشعاب گرم شرکت پشگام صنعت ابزار طی سالیان گذشته را نشان می دهد. این تصاویر عکس هایی از مراحل مختلف کار را شامل می شوند که روی خطوط لوله دارای سایزهای متفاوت و انشعاب های هات تپ متنوع انجام گرفته اند. عملیات هات تپ شامل مراحل متعددی است. ابتدا فاز ساخت و نصب اتصال های سه شاخه روی خط لوله انجام می گیرد. این اتصال معمولاً بر اساس سایز لوله اصلی، سایز انشعاب، فشار سیال و ضخامت لوله تعیین می شود. در اغلب موارد اتصال مورد نظر اسپلیت تی خواهد بود اما به فراخور نیاز و محاسبات مهندسی بر اساس استانداردهای جوش ممکن است از اتصالاتی دیگر استفاده شود. در هر صورت وجود یک نیپل به عنوان ورودی انشعاب جدید برای انجام عملیات هات تپ ضروری است. دستگاه هات تپ مستقیماً روی لوله نصب نخواهد شد، بلکه روی ولوی قرار خواهد گرفت که آن نیز روی اتصال سه شاخه نصب شده است. از این رو نیپل این اتصال می بایست دارای فلنج باشد تا ولو روی آن قرار گرفته و پیچ و مهره شود. پس از نصب ولو، دستگاه هات تپ روی ولو نصب شده و عملیات برش لوله از طریق پیشروی دستگاه هات تپ به انجام خواهد رسید. چگونگی بار دهی، میزان پیشروی لازم، فشار عملیاتی مورد نیاز برای دستگاه هات تپ و مواردی از این قبیل، آیتم هایی هستند که انجام عملیات هات تپ را تحت تأثیر خود قرار می دهند.

هات تپ هات تپ فیلم عملیات های هات تپ IMG 0132 225x300
هات تپ

تصاویر مونتاژ شده در فیلم بالا بخشی از مراحل انجام عملیات در مکان های مختلف را نشان می دهند. شرکت پیشگام صنعت ابزار در مجتمع ها و واحدهای صنعتی مختلف عملیات های متنوعی را به انجام رسانده است. سایز انشعابی این عملیات ها از ½ اینچ آغاز شده و تا ۴۸ اینچ را پوشش داده است. عملیات های هات تپ ۴۸ اینچ شرکت پیشگام صنعت ابزار به پروژه پالایشگاه اصفهان باز می گردد که در صدد بودند روی خط لوله بنزین ۴۸ اینچی خود انشعاب گیری گرم انجام دهند. با توجه به سایز بالای لوله و نیز سایز به سایز بودن عملیات هات تپ، انجام مراحل کار دشواری های خاص خود را داشت اما با اتخاذ تذابیر فنی و مهندسی کل مراحل بدون بروز کوچک ترین ایرادی به اتمام رسید. البته دستگاه ها و تجهیزات، و نیز دانش فنی مان به ما اجازه انجام عملیات تا سایز ۷۲ اینچ را نیز می دهد، اما به جهت عدم دریافت هر گونه سفارش در این خصوص، تا زمان حاضر بزرگ ترین سایز انشعابی عملیاتی ما ۴۸ اینچ بوده است.

شرکت پیشگام صنعت ابزار از انواع دستگاه های هات تپ در سایزهای مختلف برخوردار است و از این حیث مناسب ترین شرایط فنی و تجهیزات مکانیکی برای انجام عملیات را اتخاذ می کند. دستگاه های این شرکت تولید شده شرکت میراژ انگلستان می باشند که از واحدهای بزرگ تولید کننده دستگاه های ارائه خدمات خطوط لوله در سایزها و انواع مختلف است. این دستگاه ها به فراخور نیاز هر عملیات، بازسازی و باز تعمیر شده و وقتی مناسب برای عملیات باشند پیش از نصب معمولاً تست فشار روی آن ها صورت می گیرد تا نسبت به ایمنی و اطمینان از فرایند حین اجرای هات تپ مطمئن شویم.