پایپ رک

بهسازی پایپ رک ها یکی از مسایل کلیدی در پروژه های نیروگاهی، پتروشیمی، پالایش و بهره برداری مشتقات نفتی، فضاهای تولیدی و خط های صادرتی میعانات بوده که بر اساس مطالعات صورت گرفته طراحی اولیه سازه فلزی پایپ رک ها و همچنین پدستال ها عمدتاً مناسب بوده و اغلب خرابی‌ها به دلیل شرایط محیطی، مجاورت با عوامل خورنده و همچنین اعمال بارگذاری های جانبی اتفاق می‌افتد، بارهای استاتیکی وارد شده بر پایپ رک ها در اکثر قریب به اتفاق موارد قابل تحمل بوده و الزامات آیین‌نامه ای را تامین می‌کنند، همچنین پدستال های این سازه ها به طور کلی مقاومت لازم را دارا بوده و مناسب می باشند، بنابراین می توان نتیجه گرفت که چالش برانگیز ترین قسمت بهسازی پایپ رک ها، افزایش ظرفیت تحمل بارهای جانبی و همچنین مقاوم سازی اتصالات، پدستال ها و مقاطع بتنی در برابر عوامل خوردگی خواهد بود . . .

پایپ رک چیست

پایپ رک ها سازه‌هایی مورد استفاده در پروژه های نیروگاهی، پتروشیمی و امثالهم هستند که با توجه به حمل و جابجایی زیاد میعانات در محیط های صنعتی مذکور جهت نگهداری لوله ها و سایر تجهیزات در ترازهای ارتفاعی مورد نیاز به کار می روند، پایپ رک ها معمولاً سازه هایی بتنی، فولادی و یا ترکیبی از این دو بوده و دارای نسبت ابعادی طول به عرض زیادی می باشند، پر واضح است که مهم ترین بار اعمالی بر این سازه ها ناشی از عبور لوله ها و تاسیسات حاوی میعانات و سیالات می باشد.
پایپ رک ها شریان حیاتی در یک فرآیند صنعتی هستند، انواع مختلفی از تاسیسات و لوله ها روی پایپ رک وجود خواهند داشت که از جمله آن ها می توان به لوله های بخار، آب خنک کننده، آب خاموش کننده، نفت کوره و . . . اشاره نمود، پایپ رک ها می توانند به صورت تک سطحی و یا چند سطحی طراحی و اجرا شوند.
چیدمان لوله ها و تاسیسات در پایپ رک ها از جمله مفاهیم بسیار کلیدی بوده که باید از اصول برنامه ریزی، مطالعات طرح و جزییات طراحی پایپ رک پیروی کند، عمدتا لوله های حاوی خوراک مصرفی و همچنین محصول نهایی واحد های صنعتی در وسط سطح فوقانی پایپ رک قرار داشته، ولیکن لوله های امدادی که به منظور کنترل آسیب های ناشی از خسارت تعبیه شده اند،همیشه در قسمت بیرونی پایپ رک قرار خواهند داشت.

آیین نامه طراحی پایپ رک

طراحی پایپ رک با استفاده از آئین نامه های ساختمانی همواره دارای ابهاماتی بوده و مدل سازی پایپ رک عمدتا با استفاده از نرم افزار مهندسی ETABS و Sap2000 و با مدل سازی عوامل موثر همچون مقاومت، سختی، شکل پذیری، نسبت میرایی، پاسخ دینامیکی متاثر از زلزله و . . . انجام شده و سپس اتصالات سازه عموماً به صورت دستی محاسبه شده و در آخر به منظور تأیید عملکرد نهایی سازه، مجدداً مدل‌ می‌شوند.
تیم مهندسی گروه تخصصی هیلتیران آماده است تا با بررسی دقیق، نیاز پروژه های بالادستی در حوزه ی نفت و گاز، در خصوص طراحی و بهسازی پایپ رک ها را مرتفع نموده و همچنین پروژه های عملیاتی بهسازی پایپ رک ها را بر اساس استانداردهای بین المللی بر عهده گیرد.
در کنترل سازه اصلی پایپ رک از روش تنش های مجاز استفاده شده، اجزای پدستال ها عمدتا بر اساس استاندارد ACI318-02 مورد بررسی قرار گرفته و همچنین اجزای سازه فولادی بر اساس استاندارد AISC-ASD کنترل می گردند، نکته قابل توجه در بررسی تنش های مجاز، اعمال ضرایب افزایشی در شرایط ترکیب بار طبق آیین نامه ارزیابی لرزه ای و طراحی تاسیسات پتروشیمی ASCE98 می باشد.

بارهای حرارتی در پایپ رک

بارهای حرارتی در واقع به عنوان تنش های خود کرنشی ناشی از انقباض یا انبساط به وجود آمده از تغییرات دما تعریف می شوند که ممکن است ناشی از تغییرات دمای محیط بوده و یا به دلیل تغییرات دمای سیالات عبوری از داخل لوله ها و تاسیسات ایجاد شود که از جمله مولفه های تاثیر گذار در بارهای حرارتی می توان به موارد زیر اشاره کرد؛
– تنش های حرارتی خود کرنشی ناشی از انبساط محدود اعضای ساختاری تجهیزات پایپ رک
– لنگر های ناشی از حرکت و جابجایی دما داخل لوله و تجهیزات نصب شده بر روی پایپ رک
– تنش های اصطکاکی ناشی از لغزش های انبساطی و انقباضی لوله های نصب شده در پاسخ به تغییرات دمایی
نکته حایز اهمیت این است که با توجه به وجود دمای بالا و ایجاد حوضچه مذاب در عملیات جوشکاری، استفاده از اتصالات جوشی کامل در کنترل بارهای حرارتی در طراحی پایپ رک توصیه نمی شود مگر در مواردی که استفاده از جوش اجتناب ناپذیر بوده و ناگزیر باید مورد استفاده قرار گیرد.

ارزیابی لرزه ای پایپ رک

ارزیابی لرزه ای پایپ رک با توجه به پتانسیل لرزه ای در مناطق مختلف کشورمان از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، بر همین اساس انجام مطالعات برآورد خطر، نسبت لرزه خیزی و آسیب‌پذیری ناشی از بارهای لرزه ای برای صنایع مختلف مانند پالایشگاه ها، نیروگاه ها و خط های صادرات نفت و گاز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده، چرا که در صورت وقوع زمین لرزه، سازه و تجهیزات مستعد آسیب های شدید خواهند بود.
با توجه به سیستم های پیچیده تاسیسات در مجتمع های پتروشیمی و پالایشگاهی، مطالعات تحلیلی سازه ها برای ارزیابی لرزه ای پایپ رک و برآورد دقیق آسیب پذیری در هنگام زلزله امری ساده نخواهد بود، بر همین اساس ارزیابی زمینه ای در یک پتروشیمی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و به طور کلی، برآورد دقیق آسیب پذیری شامل دو مرحله اساسی خواهد بود؛
– مرحله اول مطالعات کیفی شامل ارزیابی زمینه ای
– مرحله دوم شامل مطالعات کمی شامل آنالیز و تحلیل های سیستمی
گفتنی است خطر زلزله با توجه به آخرین داده های لرزه خیزی موجود در منطقه و همچنین بررسی مطالعات لرزه شناسی با استفاده از روش رویکرد احتمالیPSHA ارزیابی خواهد شد.

پایپ رک بتنی

سازه های پایپ رک عمدتا به صورت فلزی کار شده و نقش پر رنگ اجزای بتنی در ساخت پدستال های پایپ رک دیده می شود، با توجه به آسیب پذیری پدستال ها و موقعیت قرار گیری این اجزا (معمولا مدفون در بستر خاک)، روند بررسی عملکرد و در صورت نیاز تقویت مستقیم این اجزا معمولا با مشکلاتی مواجه خواهد بود. پدستال ها در سازه های پایپ رک همواره در معرض بروز آسیب های خفیف و شدید خواهند بود، محیط های اسیدی، عبور پسماندهای صنعتی، خوردگی، پوسیدگی، خستگی های ناشی از بارگذاری و باربرداری و . . . همواره پدستال ها را تحت تاثیر قرار داده و عمر بهره برداری آنها را کاهش می دهند.
یکی از راهکارهای مناسب برای تقویت موضعی پدستال ها، افزایش ابعاد مقطع بتنی به روش کاشت میلگرد با انکر های شیمیایی بوده و با کمک آن می توان ابعاد مقطع بتنی را افزایش داده و ضرایب باربری پایپ رک را بهبود بخشید. از جمله دیگر راهکارها می توان به استفاده از کوتینگ ها و پوشش های محافظتی اشاره نمود که عمدتا مقاومت مقطع در برابر عواملی محیطی مخرب را بهبود می بخشد، کاهش بارهای وارده مستقیم نیز از جمله دیگر راهکارهای کلیدی بوده که برای این منظور می توان از اضافه نمودن بادبندها و مهاربندهای جانبی در دهانه های طولی پایپ رک بهره جست.

ترمیم پایپ رک بتنی

ترمیم پایپ رک بتنی از جمله خدمات مهندسی گروه تخصصی هیلتیران بوده که با همکاری نهاد های علمی و آزمایشگاه های تخصصی صورت می گیرد، روش کار در خصوص ترمیم پایپ رک بتنی بدین شرح می باشد؛
۱٫ ابتدا با حضور کارشناسان فنی هیلتیران در محل پروژه، میزان آسیب بررسی شده و تست های لازم صورت می گیرد.
۲٫ سپس عامل اصلی فرسودگی وخوردگی بتن و فلزات در محیط بررسی شده و نمونه های عامل خوردگی به آزمایشگاه ارسال می شود (عامل خوردگی میتواند ناشی از بارگذاری خارج از ظرفیت، جریان های سیال، شرایط محیطی و یا بخارات موجود در محل باشد.)
۳٫ در آزمایشگاه عوامل خوردگی بررسی شده و نقاط ضعف پایپ رک در مقابل حمله عامل خورنده شناسایی می شود. (نقاط ضعف معمولا ناشی از عدم پیوستگی، عدم چسبندگی، نفوذ پذیری بالا و . . . می باشند. )
۴٫ دیوار دفاعی یا پوشش های کنترل کننده عامل خوردگی در آزمایشگاه مدل سازی شده و تست می شود.
۵٫ پس از شناسایی بهترین ترکیب دفاعی در برابر عامل خورنده، با توجه به نیاز پروژه حجم مواد مورد نیاز برآورد شده و به محل پروژه ارسال می گردد.
۶٫ در گام آخر تیم اجرایی شرکت هیلتی ایران در محل پروژه حاضر و نسبت به ترمیم پایپ رک بتنی اقدام خواهند کرد.

ایمنی پایپ رک

ایمنی پایپ رک به خودی خود از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد، حال وقتی که صحبت از یک پروژه صنعتی با سرمایه گذاری کلان در بخش بالا دستی به میان می آید، قطعا واژه ایمنی پر رنگ تر شده و نیاز به کنترل دقیق آیین نامه ها و بررسی راهکارهای کاهش خسارات ناشی از حوادث می باشد.
ایمنی پایپ رک یک مفهوم بنیادی بوده که باید در تمامی مراحل از مطالعات امکان سنجی گرفته تا عملیاتی نمودن جزییات پایانی مورد توجه ویژه قرار گیرد، پر واضح است که بحث در این خصوص مبسوط بوده و در این مقاله سعی نمودیم تا به برخی از کلیدی ترین مسایل در ایمنی پایپ رک اشاره نماییم؛
– در همه شرایط، باید مسیرهای فرار فراهم باشد و هیچ مسیری مسدود نگردد.
– جهت ایمنی پایپ رک باید ارتفاع سر انسان در زیر پایین ترین لوله تامین گردد.
– بین راهروها و ستون های پایپ رک همیشه باید فضای خالی جهت تردد وجود داشته باشد.
– ابزار های کنترل دقیق و تجهیزات آتش نشانی در حداقل فاصله با ایستگاه های کنترلی وجود داشته باشند.
– نردبان ها و سکو های پایپ رک کاملا استاندارد بوده و حداقل عرض لازم را تامین نمایند.
– جهت افزایش ایمنی پایپ رک، امکان پشتیبانی آسان از تمام تجهیزات فراهم باشد.
– هیچ گونه اتصالات لوله در اتاق های برق، مخابرات و سوییچ قرار نداشته باشند، مگر لوله های آتش نشانی
– خطوط بدون عایق با امکان یخ زدگی نباید از بالای مسیرهای پیاده روی اجرا شوند.
– لوله‌های کوچک بین لوله‌های بزرگ به ‌ویژه زمانی که لوله های بزرگ داغ هستند، قرار نگیرند.
– سنگین ترین خطوط باید در دورترین فاصله از مرکز قفسه قرار گیرند.
– تمامی شیرآلات و تاسیسات کنترل جریان حتما باید از یک سکو قابل دسترسی باشند.
– دریچه های اصلی جداسازی حلقه آب و آتش همیشه باید از یک سکو قابل دسترسی باشند.
– ….
جهت کسب هرگونه اطلاعات بیشتر در خصوص فرآیند طراحی، ترمیم و بهسازی پایپ رک می توانید با تیم مهندسی گروه تخصصی هیلتیران در ارتباط باشید.