در کارخانجات صنعتی ، پالایشگاه های نفت و گاز ، صنایع پتروشیمی ، نیروگاه های حرارتی ، خطوط انتقال فرآورده های نفتی ، خطوط انتقال گاز و .... در بسیاری از مواقع بر حسب نیاز ناگزیر به انجام عملیات برشکاری و جوشکاری بر روی خطوط لوله ای هستیم که در سرویس بوده و سیالات داغ ، پر فشار ، آتش زا ، سمی و امثال آن در حال عبور از داخل آنها میباشند. این نیاز ممکن است ناشی از یکی از شرایط زیر باشد :
1- لزوم تعمیرات بخشی از سیستم لوله کشی بواسطه خرابی
2- لزوم نصب شیرآلات و ادوات ابزاردقیق جدید جهت بروزرسانی سیستم فرآیند موجود
3- لزوم گرفتن انشعاب جدید از لوله بواسطه طرح های توسعه و یا سرویس رسانی به مصرف کنندگان جدید
4- لزوم تغییر مسیر بخشی از سیستم لوله کشی به منظور ایجاد فضا برای عبور لوله های جدید
بدیهیست که بهترین حالت این است که لوله یا لوله های مورد نظر را با استفاده از شیرآلات تعبیه شده ایزوله نموده و از سرویس خارج نماییم و پس از انجام عملیات ایمن سازی و تخلیه , برشکاری و جوشکاری مورد نظر را بر روی لوله ها انجام دهیم. اما در برخی موارد بنا به دلایل فرآیندی و یا سیاست های خاص مصرفی و صادراتی و غیره امکان خارج نمودن لوله های مورد نظر از سرویس مقدور نیست (زیرا منجر به اختلال در کل فرآیند و قطع تولید کارخانه یا صادرات میگردد).
در چنین شرایطی ناگزیر میبایست در حالی که لوله ها در سرویس میباشند عملیات برشکاری و جوشکاری را بر روی آنها انجام دهیم. به این منظور از روشی استفاده میگردد که به آن عملیات «هات تپ گیری» (Hot Tapping) گفته میشود. در این روش ابتدا یک قطعه مرکب از دو تکه به نام «نشیمنگاه» (Saddle) از جنس خود لوله و با ضخامت و سایز متناسب با شرایط طراحی و سایز لوله اصلی در کارگاه تهیه شده و از خارج بر روی لوله مورد نظر قرار گرفته و دو تکه آن به یکدیگر و به لوله اصلی جوش میخورد. بدیهیست که عملیات جوشکاری نشیمنگاه به لوله میبایست بر اساس دستورالعمل جوشکاری پروژه و با استفاده از الکترودهایی با متریال مناسب انجام پذیرد. سپس یک شیر فلنجی با زبانه مخصوص بر روی فلنج نشیمنگاه نصب میگردد که با استفاده از آن میتوان مسیر سیال را باز و بسته نمود. در مرحله بعد بر روی فلنج خروجی این شیر وسیله ای مخصوص جهت سوراخکاری لوله قرار میگیرد. مته این وسیله بگونه ای طراحی شده که یک مسیر دایره ای شکل و با قطر تعیین شده از جدار لوله را برش میدهد و نوک آن پس از سوراخ نمودن جدار لوله مانند یک چتر گشوده شده و مانع از سقوط قطعه بریده شده به داخل خط لوله میگردد و قطعه مورد نظر را با خود بیرون میکشد. پس از اتمام سوراخکاری و خروج قطعه بریده شده ، زبانه شیر را در حالت بسته قرار میدهیم. در این حالت جریان سیال از داخل لوله اصلی به سمت خروجی نشیمنگاه قطع شده و این امکان ایجاد میگردد که وسیله مخصوص سوراخکاری را از فلنج شیر نصب شده بر روی نشیمنگاه جدا نماییم.
در این مرحله چنانچه هدف گرفتن یک انشعاب جدید از خط لوله باشد ، شیر ایزوله اصلی بر روی فلنج شیر هات تپ نصب شده و سپس زبانه شیر هات تپ در حالت دائم باز قرار گرفته و کنترل قطع و وصل جریان به شیر ایزوله سپرده میشود. سپس میتوان انشعاب خط جدید را به خروجی شیر ایزوله متصل نمود.
اما اگر هدف تعمیرات یا تغییر مسیر بخشی از خط لوله اصلی باشد ، میبایست دو نشیمنگاه مجزا در دو سمت قسمتی که میخواهیم بر روی آن عملیات اصلاحی انجام گردد نصب نماییم. عملیات سوراخکاری مشابه آنچه که در بالا گفته شد انجام میگردد. اما این بار پس از جدا نمودن وسیله مخصوص سوراخکاری ، به جای شیر ایزوله یک وسیله مخصوص مسدود نمودن جریان بر روی شیرهای هات تپ هر دو نشیمنگاه نصب شده و فلنج های خروجی آنها توسط یک لوله کنار گذر (By Pass) به یکدیگر متصل میگردد. به این ترتیب سیال جاری در داخل خط لوله اصلی به طور موقت به داخل مسیر کنار گذر هدایت شده و به راه خود ادامه میدهد بدون اینکه خللی در جریان آن و لذا در فرآیند مورد نظر ایجاد گردد. سپس با نصب لوله ونت و تخلیه (Drain) بر روی قسمتی از خط لوله اصلی (در حد فاصل دو نشیمنگاه) که اکنون بطور موقت از مدار خارج شده محتویات آن را خارج نموده و پس از ایمن سازی ، عملیات برشکاری و جوشکاری را انجام داده و بخشی از مسیر لوله را تعویض نموده یا تغییر مسیر میدهیم. پس از اتمام عملیات ، خط کنار گذر به همراه ادوات مسدودسازی جریان برچیده شده و فلنج خروجی شیرهای هات تپ بوسیله فلنج کور بطور دائم مسدود میگردد.
البته آنچه در فوق بیان شد شرح بسیار مختصری از اجرای عملیات هات تپ گیری میباشد که بر اساس تجربیات عملی اینجانب و صرفا جهت آشنایی عمومی خوانندگان محترم این وبلاگ درج گردیده است. بدیهیست که شرح کامل این عملیات از مرحله انتخاب جنس و محاسبات طراحی نشیمنگاه گرفته تا ساخت و تست آن در کارگاه و سپس نصب نشیمنگاه بر روی خط لوله و اجرای هات تپ ، شامل جزئیات و پیچیدگی های فنی میباشد که بررسی و آشنایی با آنها در قالب یک مقاله مقدور نبوده و از حوصله این بحث خارج است.
در پایان جهت آشنایی بهتر شما خواننده محترم وبلاگ با روش عملی اجرای عملیات هات تپ گیری که شرح آن در فوق داده شد ، از شما دعوت میگردد با کلیک نمودن بر روی لینک های زیر دو فیلم انیمیشن آموزشی بسیار مفید در خصوص روش اجرای هات تپ ، که توسط شرکت مهندسی TDW STOPPLE (یکی از شرکت های تخصصی معروف در زمینه عملیات هات تپ گیری) تهیه و منتشر شده ، را دانلود نموده و ملاحظه فرمایید :
http://www.4shared.com/video/4i7LAzFm/HOT_TAPPING-01.html
http://www.4shared.com/video/EfriZcOI/HOT_TAPPING-02.html