استانداردهای پایپینگ و قوانین آن
محصولاتی كه بصورت تیوپ عرضه می شوند , عموماً « لوله » یا « تیوپ» نامیده می شوند.تیوپ ها كه كاربرد آن درمبدل ها ،بویلرها ،قطعات ابزار دقیق و ماشین آلات است، توسط قطر خارجی و ضخامت جداره بر حسب یك هزارم اینچ یا «BWG» مشخص می گردند. در حالیكه لوله ها توسط «قطر نامی لوله»وضخامت برحسب «Schedule Number» شناسائی می شوند.البته در استانداردهای مختلف تقسیم بندیهای متــعددی در این زمینه صورت گرفته است, بدین دلیل در ابتدا به تشریح استانداردها می پردازیم :
استانداردهایPiping :
استانداردها و كدها برای سرویس های مختلف توسط موسسات استاندارد بین المللی تهیه و توزیع میگردد.این استانداردها شامل نحوه ساخت لوله،نحوه استفاده،طراحی،انشعاب،اتصال ،نحوه نصب و نحوه تست خطوط لوله می باشند.در تهیه این استانداردها مهمترین مطلبی كه مورد نظر بوده «ایمنی» در هنگام استفاده و كاركرد است .
این استانداردها بسته به شرایط از گذشته تا كنون تكمیل تر شده و در حال تغییر بوده اند.
انجمن های مختلف در زمینهPiping استانداردهائی ارائه كرده اند كه از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود :
|
ASME
ASTM
ANSI
AWWA
API
|
American Standards in Mechanical Engineering
American Society for Testing and Materials
American National Standards Institute
American Water Works Association
American Petroleum Institute
|
استانداردهای دیگری نیز در لوله كشی مورد استفاده قرار می گیرند تا استانداردهای فوق را تكمیل نمایند ، از جمله این استانداردها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
|
PPI
AWS
PFI
MMS
|
Plastic Pipe Institute
American Welding Society
Pipe Fabrication Institute
Manufacturers Standardization Society of Valve
and fitting Industry
|
استاندارد «ASME» استانداردی است كه عمومیت بیشتری دارد. این استاندارد لوله كشی در كاربردهای گوناگون را تقسیم بندی و توضیح داده است :
- 1
- 2
- 3
- 5
- 9
|
Power Piping
Fuel Gas Piping
Chemical Plant And Petroleum Refinery Piping
Refrigeration Piping
Building Service Piping
|
لوله ها در كلاسهای متفاوت و بسته به كاربرد تولید و عرضه می شود.بطوركلی محصولات لوله به چند نوع اصلی تقسیم شده اند.هریك از این گروهها نیز به بخشهائی ریز می گردند.نمونه ای از این دسته بندی به شرح زیر است :
|
دسته بندی اصلی لوله ها
|
|
نوع لوله
|
كاربرد
|
|
استاندارد Standard
|
لوله های ساختمانی،سرویس های كم فشار ، سرویس های مبرد و...
|
|
تحت فشارPressure
|
سرویس های مایع ، گاز یا بخار با دما و فشار نسبتاً بالا
|
|
خطوط Line
|
لوله با سر مسطح یا رزوه شده برای خطوط لوله نفت ، گاز یا بخار
|
|
آب تمیز Water Well
|
لوله های مورد مصرف در پمپ ها، توربین ها و..
|
|
متفرقه
|
جهت مصارف گوناگون مانند : سرویس های فلاشینگ
|
سایز ، طول و ضخامت لوله ها :
لوله ها در سایزهای مختلف از قطر 2/1 اینچ تا 80 اینچ عرضه می گردند. سایزهای 8/1 تا 2/1 معمولاً برای سرویس خطوط ابزار دقیق مورد استفاده قرار می گیرند. سایزهای 4/3 تا 2 اینچ نیز جهت استفاده در مبردها کاربرد دارند. اندازه 2/1 اینچ جزء سایزهائی است که بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرد.
سایزهای ۴/۱ ۲،۱/۱ ۲،۲/۱ ۳،۲۲و۲۶ جز در مواردی که اتصال به Equipment داشته باشیم ، توصیه نشده است و باید بلافاصله پس از لوله متصل شده به دستگاه ، نسبت به تغییر اندازه به یک سایز بالاتر اقدام گردد. سایز ۲/۱ ۲ ممکن است برای اتصالات Fire Hydrants و شیر کنترل استفاده گردد.
معمولاً لوله ها در طولهای 6 یا 12 متری تولید می شوند. وزن لوله و قطعات نیز بر حسب قطر لوله ویا مشخصات اتصالات در جداولی ارائه می گردد.
سایز لوله ها بر حسب NPS ( Nominal Pipe Size) یا سایز نامی بیان می شود .همچنین بر اساس استاندارد ASME لوله در سه کلاس ضخامتی تولید می شود :
|
3- Double Extra Strong
|
2-Extra Strong ( XS)
|
1-Standard (Std)
|
استاندارد ملی آمریکا دسته بندی دیگری کرده و ضخامت را برحسب Schedule Number بیان می کندو مشخصات ابعادی لوله را بر حسب قطر خارجی و SCH را ارائه می کند:
جنس لوله ها:
جنس لوله ها با توجه به نوع سرویس و شرایط کارکرد تعیین می شود. و به همین دلیل لوله در جنس های مختلف تولید و عرضه می شود. پس ابتدا به بررسی انواع فولادها می پردازیم :
انواع فولادها
کربن استیل : فولادی که عناصر آلیاژی آن کمتر از 1% و ماکزیمم مقدار کربن آن 0.25% باشد را فولاد کربن استیل می نامند.در این میان نیز عددی بنام «کربن معادل» تعریف می شود که روشی جهت تمییز فولادهاست و به صورت زیر تعریف می شود:
CE=%C+%Mn/6+ (%Ni+%Cu)/15+ (%Cr+%Mo+%V)/5
و بر طبق این مشخصه، کربن معادل فولاد کربن استیل نباید بیشتر از 0.43 باشد.فولاد کربن استیل بر اساس عملیات حرارتی که روی آن انجام می گیرد ( ریخته گری ، شکل دهی و...)به انواع مختلف تقسیم می گردد.
این جنس لوله بطور متداول مورد استفاده قرار می گیرد و بر طبق استاندارد ASTM با دو کد A53,A106 مشخص می شود. ترکیب شیمیائی این دو ، همسان بوده ولی نوع عملیات حرارتی که روی آن انجام می گیرد متفاوت است و هریک ، در دو گرید A,B تولید می شوند که نوع B دارای استحکام بیشتری است، ولی نرمی آن کمتر است.به همین دلیل گرید A برای خمش سرد و کویلهای بسته توصیه می شود.ترکیب شیمیائی کربن استیل بر اساس کد آن در استاندارد ASTM و جداول مربوطه مشخص می شود.بطور مثال :
A106 Gr.B SMLS
حرف A نمایانگر فولاد است ، عدد 106 نوع آن را نمایش می دهد که مقدار عناصر آلیاژی در جداولی توسط ASTM تهیه شده است. گرید B نیز همانطور که توضیح داده شد نوع عملیات حرارتی انجام یافته روی آن است.در جدول استاندارد می توان برای این فولاد مشخصات زیر را پیدا نمود:
|
MPa
|
psi
|
Property
|
|
415
|
60,000
|
- Tensile Strength
|
|
240
|
35,000
|
- Yield Strength
|
فولاد Killed Carbon : نوعی کربن استیل است که روی آن عملیات اکسیژن زدائی صورت گرفته و اصطلاحاً آرام شده است.این عمل باعث افزایش مقاومت در دماهای پایین می شود.
فولادLow Alloy :نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر آلیاژی آن پائین است.اصولاً این عناصر باعث تقویت خواص فولاد ، از قبیل : کاهش ضریب انبساط ، مقاومت در فشارهای بالا ،افزابش مقاومت در برابر خوردگی و... می گردند.دو نمونه از این نوع فولادها در زیر آمده است :