تقویت لوله فولادی نفت و گاز : طرح و اجرا

خانه ❯ مقاوم سازی سازه ❯ حوزه های فعالیت ❯ مقاوم سازی لوله و مخازن ❯ مقاوم سازی خطوط لوله ❯ تقویت لوله فولادی نفت و گاز

فولاد را میتوان پرکاربرد ترین مصالح برای ساخت لوله ها در صنایع نفت و گاز دانست. به دلیل اینکه این لوله ها همواره در معرض آسیب دیدگی های فراوان به دلیل وقوع مسائلی همچون خوردگی، کمانش، خستگی و … هستند، باید همواره برای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز راهکارهایی را مدنظر قرار داد به طوری که علاوه بر تامین کارایی خطوط لوله فولادی نفت و گاز، طرح انتخابی برای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز، از نظر اقتصادی نیز بهینه باشد. بنابراین انتخاب طرح بهینه برای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز باید توسط متخصصینی که دارای دانش و تجربه کافی در زمینه تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز هستند انجام شود.

بررسی و مقایسه روشهای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز

اهمیت انتخاب روش درست، دقیق و متناسب تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز در رعایت نکات فنی-مهندسی، مدیریت بهینه ریسک و مدیریت هزینه و کاهش بار مالی پروژه است. به عبارت بهتر، یک متخصص تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز باید بتواند راهکارها و محصولاتی را ارائه و پیشنهاد کند که در عین حفظ و بهبود کارایی و کارآمدی خطوط لوله در برابر انواع آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گاز، جنبه های اقتصادی طرح مورد نظر برای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز را نیز لحاظ کرده باشد.

در روش های سنتی تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز، قسمت آسیب دیده که از مدار خارج شده، با جوش دادن ورق تقویت شده و دوباره نصب می شود و یا اینکه درصورت نیاز به طور کامل تعویض می گردد. باتوجه به این مشکلات، از حدود 20 سال قبل، روش جدیدی تحت عنوان روش تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز به کمک کامپوزیت های FRP مورد توجه قرار گرفته است. در این روش از لایه های کامپوزیت با الیاف شیشه (GFRP)، کربن (CFRP) و یا آرامید (AFRP) استفاده می‌شود.

ازمزایای این کامپوزیت های پلیمری FRP می‌توان به مقاومت کششی و سختی بالا، وزن کم، مصونیت در برابر خوردگی، نصب آسان در فضاهای محدود، کاهش در هزینه های نیروی انسانی، قابلیت نصب در طول های زیاد وقابلیت نامحدود در اندازه و ابعاد و هندسه اشاره نمود. اصطلاح FRP به پلیمرهای مسلح به الیاف اطلاق می‌شود که از دو جزء اصلی الیاف و رزین تشکیل شده است. الیاف به عنوان بخش اصلی دارای رفتاری کاملاً الاستیک و ترد با مقاومت کششی وضریب کشسانی بسیار بالا می باشند.

برای استفاده از این کامپوزیت های پلیمری FRP در تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز و پتروشیمی، زاویه های الیاف و تعداد لایه ها با توجه به فشار، استانداردهای طراحی و مقدار و وسعت خوردگی در لوله محاسبه می شود. رزین مناسب نیز با توجه به شرایط شیمیایی و حرارتی محل برگزیده شده و به کار برده میشود. لایه های کامپوزیت پلیمری FRP تولید شده در شرکت CTech-LLC آلمان به صورت پارچه هایی تهیه شده، به رزین آغشته شده و به وسیله کارگران متخصص با زاویه های استاندارد، به روش پیچش روی لوله ای که سطح آن از پیش آماده شده پیچیده می شود.

از جمله مزایای فراوان روش تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- در روش تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری شرکت افزیر، هزینه های مربوط به جوشکاری و قطع گاز در لوله حذف میشود.
2- این روش قابلیت بازگرداندن لوله خورده شده به وضعیت اولیه طراحی را دارا است و همچنین از آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گازدر آینده جلوگیری میکند.
3- خطوط لوله به هنگام تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز میتوانند در شرایط و فشار کاری معمولی خود، کار کنند و نیازی به قطع گاز نیست. هم چنین در این روش گاز به هدر نخواهد رفت.
4- به علت وزن کم مصالح کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر، نصب آن بسیار راحت است و تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز به وسیله دو نفر بدون نیاز به لوازم و دستگاه های ویژه انجام می‌شود.
5- چون در این روش نیازی به قطع گاز، تکه تکه کردن لوله و جوشکاری نیست در زمان هم صرفه جویی خواهد شد.
جدول (1) مقایسه این دو روش تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز را نشان می‌دهد. اعداد و ارقام ارایه شده بر اساس هزینه های مصرف شده پس از جایگزینی 16 کیلومتر لوله به روش سنتی و تعمیر همین مقدار لوله با روش ارایه شده است. این پروژه توسط موسسه کامپوزیت ایران انجام شده است. این پارچه ها (Fabrics) بیشترین تطبیق پذیری با شرایط محل اجرا را دارا می‌باشند.

مقایسه روش سنتی تعمیر با روش تعمیر به کمک کامپوزیتهای پلیمری FRP

1. روش تر (Wet Layup)

در روش رایج اجرای انواع مصالح کامپوزیت پلیمری FRP که به Wet-layup مشهور است، نیاز به نیروهای متخصص است تا ابتدا فیبرهای کربن (CFRP) یا شیشه (GFRP) را به رزین (Resin) هایی مانند اپوکسی (epoxy) آغشته کنند و به سطح بیرونی لوله بچسبانند. این فن نیازمند نیروی کار ماهر هست تا اطمینان حاصل شود که فیبرها به صورت صحیح قرار گرفته و هیچ گونه حباب هوایی در زیر این پوشش ها وجود ندارد تا حفاظت در برابر انواع آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گاز به نحو احسن انجام گیرد.

مقاوم سازی خطوط انتقال نفت با استفاده از الیاف FRP

2. استفاده از محصولات FRP پیش عمل آوری شده (Precured)

محصولات پیش عمل آوری شده (Precured) با کنترل کیفیت و یکنواختی بیشتری تولید می‌شوند. تاحدودی به دلیل نسبت فیبر به رزین بیشتر، این محصولات در مقایسه با همتایان خود که به روش تر (Wet-layup) تولید می‌گردند، مقاومت وسختی بیشتری را نشان می‌دهند.

گرچه این نوارهای لمینت (Laminate) نسبت به روش Wet-layup نصب آسانتر و مقاومت بیشتری دارند اما به دو دلیل زیر، استفاده و کاربرد آنها در تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز محدود می‌شود:

یک جهته بودن آنها سبب شده است که فقط در موارد معدودی برای تقویت برشی به کار بروند و بیشتر برای تقویت خمشی استفاده شوند.
سختی زیاد این نوارهای لمینت (Laminate) سبب شده است که نتوان آنها را به صورت دایره هایی با قطر کمتر از 750 میلیمتر درآورد.

همچنین روشها و تجهیزات کنونی این اجازه را به ما نمی‌دهند تا نوارهای لمینت (Laminate) با ابعاد بزرگتر تولید کنیم که از نظر کاربری متفاوت هستند. بنابراین وجود چنین نقایص و کمبودهای در مورد نوارهای لمینت (Laminate) غیرقابل چشم پوشی می‌نماید.

3. مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر

به مدت دو دهه جامعه مهندسین برای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز از پارچه (Fabric) های کامپوزیتی یا به صورت تر (Wet layup) یا لمینت ها (Laminate) استفاده می‌کرده است. این روش های جلوگیری از آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گاز فی‌الذات دارای نقایصی هستند که سبب می‌شوند مهندسین قادر به ارائه راهکارهای باکیفیت و در عین حال کم هزینه نباشند.

مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر نسل جدیدی از محصولات FRP هستند که اخیرا برای غلبه بر مشکلات ذکرشده، توسط شرکت افزیر ارائه داده شده‌اند. مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر نسبت به لمینت (Laminate) های سنتی، سه مزیت مهم دارند:

با استفاده از فیبرهای یک یا دوجهته، مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر قادر است هم درجهت طولی و هم درجهت عرضی مقاومت لازم را تأمین کند که این مزیت مهم امکان کاربردهای جدیدی را برای مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر فراهم میکند.
مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر با ضخامتی در حدود 0.66 میلی‌متر، از انواع سنتی لمینت ها بسیار نازکتر بوده و بنابراین به راحتی میتوان آنها را به صورت دایره‌ای به قطر 300 میلیمتر یا کمتر نیز درآورد.

اخیرا میتوان تعداد و الگوی مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر را تنظیم کرد تا بتوان گونه‌های مختلفی از محصولات مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر سفارشی سازی شده را تولید کرد که نتیجه آن صرفه جویی زیاد در زمان و هزینه اجرای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز خواهد بود.

روش تر (Wet layup) علیرغم تأمین مقاومت کافی دربرابر تنشهای محوری و حلقوی و سایر انواع آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گاز، زمان زیادی برای اجرا می‌گیرد؛ به خصوص اگر طول یا تعداد نقاط آسیب دیده خط لوله زیاد باشد.

مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر نسبت به روش تر (Wet Layup) دارای چندین مزیت مهم هستند:

خواص مکانیکی محصولات مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر میتواند به صورت مستقل و پیش از اجرا در داخل لوله مورد آزمایش قرار گیرد که این امر کارفرما را قادر می سازد تا هرگونه محصول معیوب را رد کند.
به دلیل اینکه زمانبر ترین قسمت کار (یعنی آغشته کردن فیبرها و حذف حبابهای هوا) در کارخانه انجام میشود به جای داخل لوله، اجرای مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر صرفه جویی زمانی زیادی را به دنبال دارد.
میتوان فیبرهای مختلفی را در لایه‌های کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت جای داد که سبب کاهش هرچه بیشتر زمان نصب و اجرا می‌گردد. به طور مثال هنگامی که لوله فولادی در برابر خوردگی گالوانیکی نیاز به مقاوم سازی دارند، یک لایه فیبر شیشه قبل از نصب فیبر کربن، روی سطح لوله نصب میگردد.

واحد تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز شرکت افزیر آماده ارائه جزییات بیشتر و ارائه راهکار متناسب با نیاز شما میباشد.

4.مقاوم سازی با Flexitube

ماهیت Flexitube

Flexitube یک لوله شعاعی قابل انبساط بافته شده است که از الیاف کربن با مقاومت و سختی بالا ساخته میشود. برخلاف دیگر روش ها، Flexitube میتواند قطر خود را در خم ها و زانویی ها تغییر دهد و بدین ترتیب تماس کامل Flexitube با لوله در همه نقاط حفظ می‌گردد.

چه لوله هایی به کمک Flexitube قابل تعمیرند؟

روش ذکر شده می‌تواند برای هرنوع لوله از جنس فولاد یا آهن نوردشده به منظور عبور حجم بیشتر مواد به‌کار رود. این تکنیک هم برای تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز آسیب دیده و هم برای لوله سالم به طور یکسان جوابگوست. درهردو مورد با نصب Flexitube^® این امکان فراهم می‌شود که با حفظ ایمنی کامل، لوله در فشار بالاتری عمل کند تا بتوان حجم بیشتری از مواد را منتقل کرد. از این مهم‌تر با نصب Flexitube^® می‌توان عملکرد بهتر و ایمن تری در سطوح عملکردی ای که طراحی برای آن صورت گرفته، از لوله انتظار داشت.

شرکت افزیر که از پیشگامان و پیشروان حوزه تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز می‌باشد، آماده ارائه خدمات موردنیاز شما در سراسر کشور می‌باشد. برای دریافت اطلاعات بیشتر، مشاوران ما در هر لحظه آماده پاسخگویی به شما می‌باشند.

انواع آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گاز قابل تعمیر با مصالح کامپوزیت پلیمری FRP سوپر لمینت شرکت افزیر

از جمله انواع آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گاز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد. لازم به ذکر است که بسیاری از این آسیب ها و خرابی ها را می توان به کمک محصولات کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر تعمیر نمود.

خرابی مکانیکی
کمانش
فرورفتگی در اثر ضربه
خستگی
اتصالات
خرابی شیمیایی
خوردگی لوله فولادی نفت و گاز در سطح داخلی (در اثر CO₂، H₂S، باکتریها، آب شور)
خوردگی لوله فولادی نفت و گاز در سطح خارجی (استفاده از پوششهای نامناسب و …)
خرابی ناشی از خطا در ساخت و نصب
ضعف جوشکاری (عمق کم جوش، ترکخوردگی جوش، حفرهای شدن جوش و …)
آسیب لوله فولادی نفت و گاز در اثر ضربه

متخصصین شرکت افزیر با تلفیق دانش و تجربه فراوان در زمینه تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز، برای انواع آسیب و خوردگی لوله فولادی نفت و گاز ذکرشده، راهکار و محصول متناسب با نیاز شما را ارائه می‌کنند. برای کسب جزییات بیشتر در زمینه تعمیر و تقویت لوله فولادی نفت و گاز با متخصصین و مشاوران ما در تماس باشید.