پایپینگ یا لوله کشی چیست؟
لوله کشی یا «پایپینگ» (Piping)، سیستمی متشکل از چندین لوله، اتصالات، نگهدارنده و قطعات مخصوص دیگر است که به منظور انتقال، توزیع، اختلاط، جداسازی، تخلیه، اندازه‌گیری و کنترل سیالات (مایع، گاز یا دوغاب) مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف اصلی طراحی و اجرای پایپینگ، انجام مناسب فعالیت‌های مذکور با راندمان بالا است.
پایپینگ یا لوله کشی صنعتی، سیستمی متشکل از چندین لوله و اتصالات مختلف است که به منظور انتقال یا پالایش سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. پایپینگ به عنوان یکی از حساس‌ترین و مهم‌ترین بخش‌های پروژه‌های صنعتی و عمرانی است. در این مقاله، به آموزش پایپینگ در سطح مقدماتی می‌پردازیم. اجزای مورد استفاده در سیستم‌های لوله کشی (لوله، فیتینگ، ولو، ساپورت، پایپ رک) و انواع آن‌ها، اصول طراحی، مدارک مورد نیاز، اصول تحلیل تنش مبانی ساپورت گذاری و مقدمات متریال شناسی، موضوعاتی هستند که در این آموزش پوشش داده می‌شوند.
کاربردهای پایپینگ چه هستند؟
سیستم‌های لوله کشی در پتروشیمی، شهرسازی، صنایع غذایی، گاز، نفت، نیروگاه، ابزار دقیق، کاغذسازی، ساخت مواد نیمه رسانا، سازه‌های دریایی، لایروبی، تصفیه فاضلاب، کشاورزی، ساختمان‌‌سازی، راه‌سازی، تهویه و غیره کاربرد دارد.
در تمام کاربردهای پایپینگ، مواد مایع، گاز، دوغاب و دیگر سیالات، برای مقاصد متفاوت از محلی به محل دیگر انتقال داده می‌شوند. نوع تجهیزات و سیستم لوله کشی مورد استفاده برای هر کاربرد به هدف کاربری وابسته است.
اجزای پایپینگ چه هستند؟
سیستم‌های لوله کشی از اجزای مکانیکی نظیر لوله، تیوب، فیتینگ (اتصالات)، فلنج، گسکت (واشر آب‌بندی)، پیچ، مهره، ولو (شیرآلات) و تجهیزاتی مانند اتصالات انبساطی، اتصالات انعطاف‌پذیر، شلنگ فشار قوی، صافی، گیره، ابزار دقیق و جدا کننده تشکیل می‌شود. استفاده از این اجزا و تجهیزات مکانیکی، امکان انتقال مناسب سیالات در سیستم‌های لوله‌کشی را فراهم می‌کند. در بخش‌های بعدی، به طور مفصل در مورد اجزای مورد استفاده در پایپینگ و انواع آن‌ها بحث خواهیم کرد.
تاریخچه پایپینگ و استانداردهای آن
استفاده از سیستم‌های لوله کشی به ۲۷۰۰ سال قبل از میلاد (حدود ۴۷۰۰ سال پیش) باز می‌گردد. در آن دوران، آب حاصل از بارندگی توسط لوله‌کشی به مناطق شهری منتقل می‌شد. لوله‌های مورد استفاده برای این کاربری از جنس چوب بودند. این لوله‌ها توسط حفر حفره‌های طولی در کنده‌های چوبی ساخته می‌شدند. ۳۰۰ سال بعد، مصریان باستان، اولین لوله‌های فلزی از جنس مس را معرفی کردند. پیشرفت اصلی سیستم‌های لوله کشی، در دوران روم باستان آغاز شد. سیستم‌های معرفی شده در آن دوران با بهره‌گیری از شیرآلات مخصوص قادر بودند جریان آب را تا فاصله ۴۰۰ کیلومتر انتقال دهند.
در سال ۱۹۲۶ میلادی (۱۳۰۵ شمسی)، انجمن استانداردهای آمریکا، پروژه B31 را به منظور توسعه استاندارد برای سیستم‌های پایپینگ شروع کرد. «انجمن مهندسان مکانیک آمریکا» (American Society of Mechanical Engineers) یا ASME، تنها موسسه‌ای بود که در این پروژه شرکت کرد. اولین نشریه پروژه B31، در سال ۱۹۳۵ میلادی (۱۳۱۴ شمسی) برای لوله کشی فشاری منتشر شد. در بین سال‌های ۱۹۴۲ تا ۱۹۵۵ میلادی (۱۳۲۱ تا ۱۳۳۴ شمسی)، استاندارد کامل لوله کشی فشاری با عنوان عنوان ASA B31.1 به انتشار رسید. هر بخش از این استاندارد، به ارائه دستورالعمل‌های پایپینگ در صنایع مختلف می‌پرداخت.
در سال ۱۹۵۵ میلادی، بخش سیستم‌های پایپینگ انتقال و توزیع سوخت گازی ASA B31.1، به یک دستورالعمل مستقل با عنوان ASA B31.8 تبدیل شد. با گذشت زمان، بخش‌های دیگر نیز به شکل دستورالعمل‌های مستقل درآمدند. عنوان استاندارد ASA نیز ابتدا به ANSI و سپس به ASME تغییر یافت. امروزه بیش از ۱۰ دستورالعمل جداگانه از مجموعه استاندارهای ASA B31 وجود دارند که به عنوان مرجع اصلی طراحی سیستم‌های لوله کشی در کشورهای مختلف دنیا و برای صنایع متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع سیستم های پایپینگ چه هستند؟
سیستم‌های لوله کشی در اکثر صنایع کاربرد دارند. این سیستم‌ها با توجه به کاربری به انواع مختلفی نظیر لوله کشی نیروگاهی، فرآیندی، انتقالی، تبرید، تاسیسات ساختمان، خدماتی، انتقال دوغاب و غیره تقسیم‌بندی می‌شوند. با وجود تنوع و کاربری‌های گسترده لوله کشی، اصطلاح پایپینگ در اغلب موارد برای اشاره به لوله کشی فرآیندی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
لوله کشی فرآیندی چیست؟
«لوله کشی فرآیندی» (Process Piping)، یکی از انواع سیستم‌های پایپینگ است که مایعات، مواد شیمیایی، سوخت، گاز و دیگر مواد اولیه خام را طی فرآیندهای مختلف به محصولات قابل استفاده تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، انتقال آب درون مجموعه‌ای از لوله‌ها را در نظر بگیرید. سیستم لوله‌های مورد استفاده برای انتقال آب به منظور خنک کردن تجهیزات، لوله‌کشی فرآیندی نیست. با این وجود، در صورت انتقال آب توسط لوله‌ها به درون فرآیندهای مختلف و تبدیل آن به تمیزکننده‌های شیمیایی، نوشیدنی‌های گازدار یا محصولات دیگر، سیستم پایپینگ به عنوان لوله کشی فرآیندی در نظر گرفته می‌شود. به طور کلی، لوله کشی فرآیندی، یک روش منحصر به فرد برای تبدیل مواد خام به مواد با ارزش است.
لوله کشی نیروگاهی چیست؟
لوله کشی نیروگاهی یا «پاور پایپینگ» (Power Piping)، سیستمی است که معمولا در نیروگاه‌های تولید برق، کارخانه‌های صنعتی، سیستم‌های زمین گرمایی و سیستم‌های گرمایش/سرمایش مرکزی در مقیاس بزرگ اجرا می‌شود. این سیستم بیشتر با انرژی حاصل از گردش بخار و آب سر و کار دارد. طبق تعریف استاندارد ASME، سیستم‌های لوله کشی غیر خدماتی را می‌توان به عنوان لوله کشی نیروگاهی در نظر گرفت.
انواع دیگر سیستم‌های پایپینگ چه هستند؟
اصطلاح پایپینگ معمولا به منظور اشاره به سیستم‌های لوله کشی فرآیندی یا نیروگاهی (لوله کشی صنعتی) مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، تمام سیستم‌های لوله‌کشی مورد استفاده برای انتقال سیالات جهت کاربری‌های مختلف، از انواع پایپینگ به حساب می‌آیند. برخی دیگر از این سیستم‌ها عبارت هستند از:
- «لوله کشی تاسیسات ساختمان» (Plumping): سیستم انتقال سیالات مختلف درون ساختمان به منظور تامین آب آشامیدنی، تهویه، گرمایش/سرمایش، تخلیه فاضلاب، زهکشی، انتقال گاز و غیره است. لوله کشی ساختمان برای تاسیسات مکانیکی (مانند تاسیسات بهداشتی) و تاسیسات الکتریکی انجام می‌گیرد.
- «لوله کشی شهری» (Civil Piping): اکثر خدمات شهرداری به ساختمان‌های مسکونی، تجاری، صنعتی و عمومی با استفاده از لوله کشی شهری به محل مورد نظر انتقال داده می‌شوند.
- «لوله کشی خدماتی» (Service Piping): امکان اتصال سیستم لوله کشی ساختمان به خدمات شهری نظیر آب، گاز و فاضلاب را فراهم می‌کند.
- «لوله کشی انتقالی» (Transportation Piping): مجموعه‌ای از لوله‌های بلند است که به منظور انتقال سیالات مختلف در فواصل کم یا زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- «لوله کشی تبرید» (Refrigeration Piping): سیستمی است که با استفاده از رابطه پیچیده بین جریان مبرد و روغن، دمای محیط را کاهش می‌دهد.
- «لوله کشی دریایی» (Marine Piping): سیستم ویژه‌ای برای انتقال سیالات در سازه‌های آبی یا زیرآبی است.