لوله کشی زیر زمینی بخش دوم

بخش اول مقاله را تحت عنوان لوله کشی زیر زمینی مطالعه فرمایید و سپس همراه پایپ کالا باشید تا ادامه مقاله را بررسی کنیم .

سیستم جمع آوری آب های حلال Solvent Collection System

بسیاری از آب های حلال برای جدا کردن Co2 از جریانات گاز مورد استفاده قرار میگیرند . این حلال ها در یک سیستم مستقل تخلیه باز پس و احیا مجدد وارد می شوند و همچنین در دیاگرام های لوله کشی و ابزار دقیق ( P&ID ) نشان داده می شوند . لوله معمولا از کربن استیل ساخته شده است و به یک گودال ( SUMP ) زیر زمینی می رود جایی که سرانجام به بیرون پمپ می شود .

سیستم تامین آب های سرمایشی cooling water

این سیستم آب مورد نیاز تجهیزات فرآیندی نظیر کندانسورهای سطحی ، کولرها و پمپ ها را از طریق یک هدر زیر زمینی تامین می کند .

سیستم تامین آب های آتش نشانی Fire Water

این سیستم شامل یک دور کامل لوله اطراف ناحیه فرآیندی یا تجهیزات است با شاخه هایی که برای مانیتورها و شیرهای آتش نشانی تعبیه شده و برای محافظت واحد در موارد آتش سوزی است .

سیستم تامین آب های آشامیدنی Potable Water

آبی است که برای نوشیدن و شستشوی اضطراری چشم و تجهیزات استحمام استفاده می شود .

اقلام و متریال های مورد نیاز

انتخاب مصالح و اقلام مورد نیاز جهت لوله کشی زیر زمینی از وظایف مهندس لوله کشی و پایپینگ است و بستگی به سرویس مورد استفاده ، فشار و دمای عملیات ، ماندگاری ، اقتصادی و در دسترس بودن دارد .
آلیاژهای که در سیستم پایپینگ مورد استفاده است :

کربن استیل ( carbon steel )

برای لوله های تخلیه در سیستم های بسته ، سرویس های خنک کننده زیرزمینی و سیستم آب آتش نشانی از آلیاژ کربن استیل استفاده می شود .

استنلس استیل ( Stainless steel )

برای تخلیه های سرویس های شیمیایی بسته می بایست از آلیاژ استنلس استیل استفاده نمود .

چدن ( Cast iron )

معمولا برای جنس های لوله کشی و پایپینگ در سیستم های آب های روغنی و آب های باران استفاده می شود . چدن به شدت در مقابل خوردگی مقاوم است . طول های لوله های چدنی معمولا در طول 1.5 متر و یا سه متری تولید می شوند و در طول های مختلف با دستگاه برش ، بریده می شوند .

چدن نشکن ( Ductile iron )

دارای تحمل تنش بالایی نسبت به چدن می باشد . همچنین از این مورد نیز در قیف های تخلیه و همچنین در سرویس آب فرآیندی استفاده می شود .

لوله های بتنی ( Concrete pipe )

برای تخلیه آب های سطحی و لوله های 15 اینچی و اندازه بزرگتر استفاده می شود . اگرچه در سایزهای کوچک نیز وجود دارد اما به خاطر موارد اقتصادی کمتر استفاده می شود .

لوله های فایبر گلاس تقویت شده

در سرویس های خورنده استفاده می شود و محدود به استفاده در سیستم های کم فشار و کم دما می باشد . برای حالت های بسیار خاصی طراحی می شوند برای مثال ممکن است نیاز باشد تا در معرض شرایط محیطی قرار بگیرند و یا دفن شوند ، یا نسبت به نور خورشید مقاوم بوده و یا در ابعاد و اندازه های خاص در پروژه ساخته می شوند .
لوله های PVC : بیشتر برای سرویس های خورنده استفاده می شود .

Vitrified clay pipe

در جمع آوری آب هایی که ناشی از ثقل حرکت می کنند و حاوی آب سرویس های بهداشتی یا آب های سطحی هستند ، استفاده میشود . در مقابل هیچ باری نباید قرا داشته باشد ( مثلا زیر ساختمان یا محل گذر یا جاده ) . دمای عملکرد حداکثر برای این لوله ها 93 درجه سانتی گراد می باشد .

لوله های شیشه ای glass pipe

برای جمع آوری تخلیه کف زمین در نواحی فرآیندی مخصوصا سرویس های اسیدی استفاده می شود .

سیستم جمع آوری آب و روغن و آب باران

طراحی اولیه این سیستم و نحوه مسیر یابی آن در سیستم زیر زمینی معمولا بعد از طراحی ابتدایی پروژه ( plot plan ) انجام می شود . طراح می تواند محل قرار گرفتن و مسیرهای اصلی لوله کشی زیرزمینی و محل sewer box یا همان محفظه های فاضلابی و ارتفاع آن ها را از ابتدا تا انتها پروژه مشخص کند .
در ابتدای هر پروژه ، اطلاعات برای طراحی لوله کشی زیر زمینی ثقلی معمولا کمتر از میزان مورد نیاز طراحی است .
تعدادی از اطلاعات مورد نیاز عبارتند از :

- مشخصات و معیار طراحی زیر زمینی Underground Specification
- نقشه جانمای واحد Plot Plan
- نقشه های اولیه طراحی لوله های روی زمین
- کدها و آیین نامه ها
- محل موانع موجود در سایت
- اطلاعات و شرایط سایت شامل نقشه توپوگرافی ، حداکثر بارش باران ، عمق یخبندان
- محل قرارگیری مجاری برقی و ابزار دقیق زیر زمینی
- آب آتش نشانی Fire water مورد نیاز
- نظر کارفرما در مورد مینیمم ارتفاع قرارگیری لوله ها در زیرزمین در نواحی فرآیندی و غیر فرآیندی
- فضای سنگفرش و کف سازی
- فضای کانال برای لوله هایی که سرویس داغ را حمل می کنند .
- سایز و عمق ابتدایی فونداسیون
- فرآیندهای که مداوم وارد سیستم می شود .

طراح باید نقشه plot plan را جهت دانستن نقشه تمام موانع در زیر زمین شامل فونداسیون تجهیزات و سازه ها ، مسیر اصلی کانال های الکتریکی و ابزار دقیق توسط مهندس ابزار دقیق و یا کلیه لوله کشی زیر زمینی و کانال ها و ساپورت های وزنی موجود را داشته باشد .
در مورد اینکه سیستم جمع آوری از نوع آب روغن و یا سیستم آبهای باران ترکیبی یا مجزا مورد استفاده قرا بگیرد باید تصمیم گیری شود . سیستم ترکیبی بیشترین استفاده را دارد و نیازمند آب بندی کلیه قسمت ها برای جلوگیری از پخش شدن بخار هیدروکربن یا امکان اشتعال می باشد .

یک سیستم ترکیبی باید از یک سیستم جداسازی و تصفیه در خارج از واحد فرآیندی بگذرد . بدلیل اینکه آب های فاضلابی باید در طول کانال های برق و یا ابزار دقیق و بخش عمده سیستم خنک کن اطراف تجهیزات عبور کند ، لوله کشی این سیستم معمولا بین پایه pipe rack و تجهیزات قرار میگیرد و در نقشه این سیستم باید مساحت تمام گذرگاه ها ، لبه پیاده روها و آبگیرها ، جاده ها ، مسیرهای دسترسی و محل های تجهیزات نشان داده شوند .

برای شروع کار طراحی مسیرها محل های محفظه های فاضلابی ( sewer box ) و همچنین محل های آبگیر و جمع آوری آب های فاضلابی و پسماند ( catch basin ) ، ابتدا محل بلندترین ارتفاع زمین را مشخص می نماییم که این ارتفاع ، خط وسط زیر pipe rack می باشد که ارتفاع این قسمت را 100.025 میلی متر در نظر میگیریم .

حال شروع می کنیم به پیدا کردن محل های Catch basin برای قسمت سنگ فرش شده ( کف سازی شده ) 510 متر مربع و برای محوطه سازی نشده 325 متر مربع می باشد . که با توجه به این اعداد ، نواحی بندی سایت را انجام می دهیم و اطراف هر منطقه را با خطوط جدا می کنیم .

خط های اطراف هر منطقه برای نشان دادن ارتفاع آسفالت یا زمین وجود دارند . خطوط قطری از گوشه منطقه تا قسمت Catch basin باید دارای شیب 1 اینچ در هر 120 اینچ باشد .
ماکزیمم مجاز تغیرر ارتفاع نباید از 6 اینچ تجاوز کند . ماکزیمم طول این خط های مرزی نباید از 18.25 متر تجاوز کند . اختلاف طول و ارتفاع نقطه به نقطه محاسبه می شود و برای مانعی چون فونداسیون تجهیزات این محاسبات انجام نمی شود .

در منطقه که تعداد تجهیزات زیاد باشد یعنی در محوطه ای تجهیزات ، میزان سطح به ازای هر Catch basin نباید بیشتر از 270 متر مربع باشد .در عمل این مناطق برای جمع آوری آب های تخلیه از تجهیزات در نظر گرفته شده اند . catch basin همانگونه که نیاز بوده قرار گرفته اند و تفاوت بین کوتاه و بلند خطوط نباید بیشتر از 2 به 1 باشد .

در صورت امکان catch basin نزدیک مرکز جمع شدن آب های تخلیه شونده و ترجیحا جایی غیر از زیر پله های ساختمان ، زیر سازه ها و زیر تجهیزات قرار گیرند .

یک مکان ابتدایی و ارتفاع لوله ها ( Invert elevation ) برای سیستم تخلیه از داده های محل سایت در قسمت غیر فرآیندی ( Battery Limit ) در نظر گرفته شده است . اگر اطلاعات موجود نبود انتهای قسمتی که سیستم وجود دارد باید توسط کارفرما مشخص شود .

battery limit غربی و ارتفاع invert elevation را ( 99.850 mm ) 94 ft 6 in به عنوان مثال در نظر گرفته شده است . دو خط فاضلاب اصلی که از بین واحد به سمت شرق و غرب می روند در مستقیم ترین مسیر ممکن و با در نظر گرفتن عمق تمام موانع زیر زمینی در مسیر در نظر گرفته شده است .

طراح باید از گذاشتن لوله در پایین زاویه قرار گرفتن فونداسیون ( Repose angle ) اجتناب کند . نگرانی دیگر احتمال برخورد دو لوله زیر زمینی با یکدیگر است که طراح باید از این مشکل نیز با تغییر ارتفاع ها و یا مسیرها جلوگیری کند .

معیارها زیر مشخص می کند چه موقع به محفظه های فاضلابی ( sewer box ) نیازمندیم .
- در ابتدا و انتهای هر خط اصلی
- در محلی که خط انشعابی از خط اصلی ( Header ) به صورت آب بندی شده جدا می شود .
- در هر تغییرات ارتفاع و جهت در خط اصلی
- در هر 300 ft ( 91m ) برای خطوط 15 اینچ و بزرگتر
- هر 200 ft ( 61m) برای خطوط 12 اینچ و کوچکتر

Sewer box باید از لوله های پیش ساخته بتن مستحکم با حداقل قطر 48 اینچ ساخته شوند . مهندس طراح سیستم نیاز به محفظه فاضلابی آب بندی شده را تعیین می کند .

آن هایی که شامل جمع آوری آب های باران تمیز و آب آتش نشانی می باشند به آب بندی نیاز دارند اما خطوط شامل سیالات خطرناک و سمی هیدروکربن به آب بندی نیازمند می باشند به آب بندی نیاز ندارند اما خطوط شامل سیالات خطرناک و سمی هیدروکربن به آب بندی نیازمند می باشند و باید در جای مناسب و ایمن تخلیه شوند .

قبل از اینکه تخلیه با کمک ثقل سیال تعیین مسیر شود قانون های زیر باید رعایت شوند :
کمترین ارتفاع های قرارگیری لوله ها در زیر زمین ( فاصله از روی زمین تا روی لوله ) به شرح زیر است :

- برای لوله های آب آتش نشانی و دیگر لوله ها حداقل : 0.6 متر
- برای لوله های که در زیرگذر جاده وسایل نقلیه قرار میگیرند :
لوله های زیر سایز 24 اینچ : 0.6 متر
لوله های بالای سایز 24 اینچ : 0.9 متر
برای لوله های که در زیرگذر خطوط راه آهن می باشند : 1 متر

ارتفاع های که عنوان شد بدون در نظر گرفتن ، ارتفاع ضد یخ زدگی ( Frost level ) می باشد که این ارتفاع باعث عایق حرارتی در زمستان ئ جلوی یخ زدگی آب داخل لوله می باشد در تهران این ارتفاع ، 1 متر می باشد . لذا بین ارتفاع ضد یخ زدگی و ارتفاع های عنوان شده در بالا هرکدام بیشتر بود آن ملاک کار خواهد بود .

در صورتی که لوله ها در زیر محلی با وزن بسیار بالا قرار گرفتند ، لوله ها را داخل غلافی از لوله سایز بزرگتر و یا بتنی ( Sleeve culvert ) رد می کنیم تا بر اثر وزن زیاد آسیب نبینند .
- لوله های دفنی نباید عایق شوند ، در صورتی که مجبور به این امر شدیم باید از عایق مقاوم در برابر بارهای وارده انتخاب شوند .
- فاصله لوله های دفنی که درجه حرارت کمتر از 60 درجه سانتی گراد دارند با کابل های برق و ابزار دقیق حداقل 30 سانتی متر است .البته اگر این لوله ها حفاظت کاتدی اثر گذار داشته باشند این فاصله به 1 متر تغییر می کند .

- قیف های تخلیه باید برای کلیه تجهیزات در نظر گرفته شوند به جز تجهیزاتی که سیالاتشان در دمای اتمسفر تبخیر می شوند و یا تجهیزاتی که شامل آب یا مواد با ویسکوزیته بالا و یا دوغ آب ( slurry )هستند .
- تخلیه های با حجم کم و قطر داخلی کوچک که به تعداد دفعات کم انجام می شوند به قیف نیاز ندارند تازمانی که قیف در فاصله 50ft ( 15m ) موجود باشد و بتواند توسط شیلنگ نیازها را تامین کند .

- به جای استفاده از دالان های زیر زمینی ( Lateral ) در جریان آزاد و خود حرکت کن فاضلاب ها باید از سه راهی ( TEE ) بهداشتی استفاده کرد تا اتصالات های اضافی را حذف کرد .

- Traps P ( تله از نوع P ) بهتر است استفاده نشود .
- برای مواد خارجی که ممکن است فاضلاب را ببندد باید از فنر باز کن ( Roding ) یا از سیستم شستشو ( Flushing ) استفاده شوند .
- در شاخه های خط فاضلاب که به خط اصلی منتهی می شوند تا قسمت قیف باید از فنر بازکن ( Roding ) یا از سیستم شستشو ( Flushing ) استفاده شود .
- وقتی که مجموع زوایای تغییر مسیرها در خط فاضلاب بیشتر از 180 یا برابر آن باشد علاوه بر سیستم شسشتو و بازکن از سیستم اتصال Clean out ( سیستم نظارت و بازرسی گرفتگی ) نیز باید استفاده شود .
- Clean out مربوط به شاخه های فاضلاب باید بیش از 100ft) 30m) فاصله داشته باشد .
سایز اتصالات مورد استفاده برای خطوط Clean out مطابق زیر است :
- چدن ( Cast Iron ) و بتونی محکم و سفالی ، باید 4 اینچ باشد .
- کربن استیل ( Carbon Steel ) و استنلس استیل ( Stainless Steel ) و لوله های پوش دار ماکزیمم 3 و حداقل 2 اینچ سایز شوند .
- ارتفاع Invert لوله باید توسط سیستم تخلیه تجهیز تنظیم شود .

به عنوان یک قانون ، شیب sub lateral ( خطوط زیر مجموعه دالان زیر زمینی ) 4/1 اینچ در هر فوت ( 6 میلی متر در هر 300 میلی متر ) و Lateral ، 8/1 اینچ در هر فوت ( 3 میلی متر در هر 300 میلی متر ) می باشد .
طراح باید قیف های تخلیه آب و روغن ( oily water ) را به گونه ای قرار دهد که با لوله های روی زمین ( Above ground ) ، در تنظیم جریان و ارتفاع Invert و مسیریابی کردن دالان ها و زیرمجموعه دالان ها و هدرهای زیر زمینی هماهنگ باشند .

پایپ کالا ، حس بازاری متفاوت