بررسي مراحل و روش هاي  مقاوم سازي و انواع لوله هاي خطوط انتقال گاز

چكيده

در اين مقاله پس از مقدمه، مختصري در پيرامون بررسي روش هاي مقاوم سازي خطوط انتقال گاز ،انواع لوله هاي مورد استفاده ،روش مقاوم سازي كلاسيك و مدرن خطوط  مي پردازيم. در حال حاضر تامين  انرژي براي كشورهاي مختلف جهان به عنوان نيروي محركه صنعت ، امري حياتي به شمار مي آيد در اين ميان استفاده از سوخت هاي فسيلي به عنوان مهم ترين حاملين انرژي موجود به طور چشمگيري روبه گسترش است. خطوط انتقال گاز يكي از مهمترين شريان هاي حياتي در زندگي شهري واخيراٌ روستايي محسوب مي شود. رفتار لوله هاي انتقال گاز در برابر عوامل طبيعي(زلزله ، خوردگي و....) مورد بحث است .زيرا   لوله هاي گاز حاوي مواد اشتعال پذير هستند و نشت گاز و آتش سوزيهاي پس از آن مي تواند موجب صدمات جاني و خسارت هاي مالي و زيان هاي زيست محيطي مي گردد در بسياري از كشورها براي انتقال مطمئن ،مداوم و ارزان از لوله هاي تحت فشار ساخته شده از آلياژهاي فلزي استفاده مي شود اين لوله ها در معرض شرايط مخرب محيطي دچار مشكلاتي از قبيل خوردگي و پوسيدگي مي شوند. امروزه براي انتقال گاز از لوله هاي جديد پلي اتيلن  نيز استفاده مي شود

كلمات كليدي :شريان هاي حياتي ،خوردگي،زلزله

 

مقدمه

خطوط لوله هاي انتقال مايعات در مناطق ساحلي،بياباني،كوهستاني وجنگلي و...قرار گرفته اند امروزه باتوجه به نقش اقتصادي كه گاز ايفا مي كند استفاده از خطوط انتقال گاز بين شهر ها وكشور ها درحال افزايش است . استفاده از گاز طبيعي عليرغم حجم زياد و اهميت حياتي ان بعنوان يك عامل تعيين كننده و موثر در اقتصاد ما تاريخچه كوتاهي دارد. از سال 1287 كه اولين چاه نفت در منطقه مسجد سليمان مورد بهره برداري قرار گرفت تا 25 آذر ماه 1350 كه پالايشگاه بيد بلند رسما افتتاح گرديد مدت 63 سال گازي كه همراه نفت بدست ميامد مي سوخت واز اين رهگذر سالانه مقادير زيادي از ثروت مملكت ما نابود ميشد و تنها مقدار ناچيز 3% آن به مصرف مي رسيد.مقدار گاز هدر رفته ظرف مدت ياد شده معادل ارزش حرارتي كل محصولات پالايشگاه آبادان در مدت 7 سال ميباشد. با توجه به ظرفيت پالايش نفت در آبادان(650-600 هزار بشكه در روز) بعد ضرر و زيان آن احساس ميشود. بر طبق محاسبات انجام شده ذخاير گاز ايران بالغ بر 2500 تا 600 تريليون فوت مكعب براورد شده و در سطح جهان بعد از روسيه در جاي دوم قرار دارد. كشور ايران نيز از جمله كشورهاي صادر كننده گاز به كشور هاي همسايه از جمله پاكستان وتركيه است. شركت ملي گاز ايران داراي حدود 16 هزر كيلومتر خط لوله انتقال گاز مي باشد كه از اين مقدار حدود 5 هزار كيلومتر آن با پوشش سه لايه پلي اتيلن  و بقيه كه حدود 11 هزار كيلومتر مي باشد داراي ساير انواع پوشش (قير پايه نفتي – قير زغال سنگي – نوار) است . علاوه بر اين پوششها سيستم حفاظت كاتديك براي حفاظت مضاعف خطوط انتقال گاز در نظر گرفته شده است. استفاده از لوله هاي فولادي جهت انتقال گاز يكي از ايمني ترين ،اقتصادي ترين ودرنتيجه پر استفاده ترين ابزارانتقال گاز در دنيا به شمار مي رود. افزايش تعداد لوله هاي سال خورده و قديمي در عمليات هاي گازرساني متاسفانه تعداد حوادث ناشي از انفجار وتركيدگي لوله را افزايش مي دهد.علت اصلي حوادث در خطوط لوله هاي گاز مايع وطبيعي صدمات زنگ زدگي داخلي و خارجي هستند همانطوركه يك خط لوله ي گاز مي تواند بادرصدي از مكانيزم زنگ زدگي مورد استفاده واقع شود ،ممكن است اين امر موجب كاهش سلامت ساختاري خطوط لوله هاي انتقال گردد،كه منجربه خرابي و فروپاشي لوله و قطع سيستم انتقال گاز مي شود   اساساٌ بازرسي خطوط لوله هاي گاز با ابزار ها و روش هاي مناسب مي تواند خطرات حوادث را كه به علت نبود آگاهي از سلامت خطوط لوله ايجاد مي شود ،را كاهش دهد.  جريان گاز با فشار 250و60  پوند در زير شهرها و تا درب منازل ازيك سو باعث رفاه وآسايش شهروندان و از سوي ديگر عامل نگراني آنها نسبت به احتمال وقوع انفجارات و آتش سوزي هاي گسترده در زمان بروز حوادث طبيعي مي باشد

 1.اندر كنش شريان هاي حياتي

شريان هاي حياتي مانند سيستم گازرساني ومايعات سوختني در اثر خرابي زلزله منجربه آتش سوزي مي شوند كه گاهي تلفات ناشي از آتش سوزي بيش از تلفات ابتدايي زلزله مي باشد .از طرف ديگر شريان حياتي بايكديگر تعامل  دارند به طوري كه ويراني در يك شبكه حياتي تاثيري سوء بر شريان هاي حياتي ديگر مي گذارد

جدول 1-اندر كنش شريان هاي حياتي

 

معلول

عامل

 

شبكه برق

 

سيستم گازرساني

 

سيستم آبرساني

 

سيستم دفع فاضلاب

 

را ه ها

شبكه برق

 

-----------------

عملكرد بد نيروگاهها

تجهيزات فشار و سيستم كنترل

عملكرد بد تصفيه خانه ها وپمپ ها وسيستم كنترل

عملكرد بد تصفيه خانه ها ،فاضلاب وپمپ ها وسيستم كنترل

خرابي چراغ هاي راهنمايي وسيستم كنترل

سيستم گاز رساني

 

گزينه اي ديگر براي انرژي از بين مي رود

-------------

ايجاد مشكل در ماشين آلات

ايجاد مشكل در ماشين آلات

ايجاد ترافيك به علت تعميرات گاز

سيستم آبرساني

نبود آب براي سيستم خنك كننده نيروگاهها

نبود آب براي سيستم خنك كننده نيروگاهها

 

--------------

نبودن آب براي تصفيه خانه

ايجاد ترافيك به علت تعميرات

سيستم دفع فاضالب

آب گرفتگي لوله ها و كانل ها

آب گرفتگي لوله ها

آب گرفتگي لوله ها

 

-----------------

آب گرفتگي وايجاد

ترافيك به علت تعميرات

راه ها

تاخير در كار تعميرات

رسيدن تجهيزات وعدم دسترسي ماشين هاي باطري

تاخير در كار تعميرات و رسيدن تجهيزات

تاخير در كار تعميرات و رسيدن تجهيزات

تاخير در كار تعميرات و رسيدن تجهيزات

 

-----------------

  

 2-انواع آيين نامه و استانداردهاي اجراوساخت لوله هاي انتقال گاز:

DIN - ISO-  ASTM- NACE AWWA- EN- BSI SSPC- ANSI

3-روش هاي مختلفي براي  نگهداري و تعميرات خطوط لوله بكار برده مي شود كه  عبارتند از:

1-       تعميرات پس از وقوع خرابي

2-        تعميرات پيشگيرانه

3-        تعميرات پيشگويانه

4-        تعميرات اصلاحي

5-        تعميرات بهرهور جامع وفراگير

 4.مراحل مقاوم سازي وكاهش خطرات قبل و حين و بعداز اجرا :

مقاوم سازي عموماًبه مقاوم نمودن خطوط گاز در برابر خوردگي و از همه مهمتر زلزله اطلاق مي شود.

مرا حل مقاوم سازي و كاهش خطرات شامل :

1-        ارزيابي كلي از شبكه گاز از نظر اتصلات مكانيكي ،الكتريكي تعمبرات وجوشكاري

2-       اجراي طراحي ضد زلزله خطوط گاز رساني

3-       اولويت بندي براي مفاوم سازي

4-       مقاوم سازي بناي ساختمان ،ايستگاهها ،سرپناه بازرسي

5-       طراحي سيستم مونيتورينگ ،زلزله سنج ومحل وموقعيت آنها

6-        اجرا وطراحي سيستم مناسب براي شبكه گاز بادرنظر گرفتن شرليط زمين

7-       استفاده از لوله ها وپوشش هاي مناسب براي انتقال گاز

 

 5.بررسي اجمالي روش هاي بهسازي لوله اي مدفون

براي بهبود وضع لوله ها ي خورده شده ولوله هاي كه مقاومت وسختي لازم براي كاربري خود ندارند مي توان لوله را با لوله ي جديد ومناسب  تعويض نمود،يا مي توان بدون تعويض لوله ،آن را از بيرون مقاوم سازي نمود.ه وكماكان از لوله قديمي استفاده كرد ويا بدون تعويض لوله ،آن را از درون ،مقاوم سازي نمود .بايد يكي از اين سه رويكرد را براي عدم قطع بخشي از شبكه حياتي كشوري وشهري و روستايي انتخاب نمود.هنگامي كه لوله اي دچار خوردگي ريالآسيب يا خرابي شود ،تقويت وعمليات مسلح سازي در مقياس بزرگ با عمليات تعويض لوله ي مدفون زيرزمين ضروري خواهد بود.دراين زمان ،غالباً عمليات خاك برداري انجام مي شود كه اجازه مي دهد لوله هاي جديد ،جايگزين لوله هاي موجود آسيب ديده گردد.بديهي است درمنطقه اي بزرگ در نزديك لوله ودر مقياس زياد ،راهبندان به وجود آمده و بار اجتماعي ومالي بسيار سنگين بر اثر كاهش عرض معابر تردد وسايل نقليه و افزايش حجم ترافيك ،تراكم ترافيك وريسك وقوع تصادف به جامعه تحميل خواهد شد؛همچنين پس از تعويض لوله ،خيابان يا جاده نياز به روسازي دوباره خواهد داشت .كه احتمال صدمه وآسيب رسيدن به ساير سازه هاي مدفون زيرزمين به جز لوله ي  مورد نظر نيز وجود دارد .

از طرف ديگر ،هزينه  خاك برداري و ساخت دوباره خيابان  ها پس از تعمير ،مي تواند 80الي 85درصد هزينه كل تمام شده كار را بسيار بالا خواهد برد و اين در حالي است كه هزينه جاگذاري لوله  ها تنها 15تا20درصد هزينه كل خط لوله است. بنابرين تعويض لوله ،علاوه بر اين كه عمل كاهش عرض معبر تردد ،افزايش راهبندان و بال رفتن ريسك تصادف مي شود ،هزينه زيادي رادر پي خواهد داشت .همچنين نقطه يا نقاط بحراني خط لوله تقويت نشده و احتمال خورده شدن ،آسيب يا صدمه ي  لوله يتعويض شده ،از همان نقطه يا نقاط بحراني موجود ،دور از تصور نيست .

 

6.انواع روش هاي مقاوم سازي خطوط:

 الف) خطوطي كه با پلي اتيلن سه لايه پوشش داده شده اند:

 

 - دلايل جدايش پوشش پلي اتيلن سه لايه از سطح  لوله

-  ارائه روشهاي مناسب جهت جلوگيري از جدايش اين نوع پوشش در پروژه هاي آتي

- راه حل هاي مناسب جهت ترميم يا تعمير پوششهاي جدا شده

  

ب)  خطوطي كه با قير پايه نفتي ، قير زغال سنگي و يا نوار پوشش داده شده اند:

 بمنظور اطلاع از وضعيت فعلي پوششهاي  اين خطوط و دستيابي به مشكلات احتمالي و رسيدن به اطمينان از سلامت پوششها و پيدا كردن نواقص و معايب احتمالي كه در اثر رانش زمين و تنشها و نوسانات فشار خط لوله ممكن است اتفاق بيفتد و موجب كاهش عمر خط لوله گردد بايد بررسيهايي زير را بعمل آورد :

1. پديده SCC

2.  تنشهاي زمين اعم از تنشهاي معمولي يا ناشي از زلزله

3.  اثرات القايي ناشي از خطوط انتقال برق

4.  اثرات ناشي از افزايش ولتاژ سيستم حفاظت كاتديك

5.  تضعيف هاي ناشي از دماهاي نامناسب

 

7-مشخصات و انواع لوله ها ي خطوط انتقال گاز:

 

لوله هاي داخل محوطه ايستگاههاي تقويت فشار

شبكه تغذيه انتقال گاز

(فشار پايين)

شبكه تغذيه انتقال گاز

(فشار متوسط)

خطوط انتقال گاز

(فشار بالا)

مشخصات خطوط لوله گاز و شرايط محيطي

Up to 100

Up to 4

4 to 21

21 to 100

فشار طراحي  (بار)

Up to 56

Up to 16

Up to 56

½ to 56

قطر خارجي (اينچ)

-290 to 600

-290 to 600

-290 to 600

-290 to 600

دماي محيط (سانتيگراد)

-200 to 1200

-200 to500

-200 to 500

-200 to 700

دماي بهره برداري (سانتيگراد)

جدول 7. مشخصات كلي خطوط انتقال گاز و شرايط محيطي مربوطه بشرح زير ميباشد:

   

 8. بررسي انواع لوله هاي مورد استفاده درخطوط انتقال گاز 

   8-1   فولاد

       در بسياري از كشورها براي انتقال مطمئن ،مداوم و ارزان از لوله هاي تحت فشار ساخته شده از لوله هاي فولادي وآلياژهاي فلزي  استفاده مي شود اين لوله ها در معرض شرايط مخرب محيطي دچار مشكلاتي از قبيل خوردگي و پوسيدگي مي شوند. . استفاده از لوله هاي فولادي جهت انتقال گاز يكي از ايمني ترين ،اقتصادي ترين ودرنتيجه پر استفاده ترين ابزارانتقال گاز در دنيا به شمار مي رود. افزايش تعداد لوله هاي سال خورده و قديمي در عمليات هاي گازرساني متاسفانه تعداد حوادث ناشي از انفجار وتركيدگي لوله را افزايش مي دهد. يك عامل بسيار مهم در كاهش عمر مفيد لوله ها ي فلزي  خوردگي آنها در اثر عوامل خورنده محيطي از قبيل ميزان  كلر موجد در آب ويا سولفات هاي محيط مي باشد.

خرابي ها از جمله كاهش مدول الاستيسيته فولاد ونيز كاهش ضخانمت لوله در اثر خوردگي چه به صورت موضعي و چه به صورت كلي در خرابي لوله ها نقش بسيار عمده اي را ايفا مي كند.

 

  8-2 پلي اتيلن(HDPE)

استفاده از لوله هاي پلي اتيلن در شبكه هاي توزيع آب و گاز دنيا از حدود پنجاه سال قبل رايج شده است. به عنوان نمونه وضعيت و ميزان استفاده از شبكه هاي پلي اتيلن در مقايسه با لوله هاي فولادي و ساير لوله ها كه توسط شركت گاز دوفرانس اجرا شده ميزان لوله هاي فولادي طي سالهاي مورد بررسي ثابت بوده و اين در حالي است كه علاوه بر افزايش ميزان كاربرد لوله  هاي پلي اتيلن، ميزان لوله هاي غير فولادي از قبيل چدن كاهش يافته و به وسيله ي لوله هاي پلي اتيلن جايگزين شده است.بررسي ها نشان مي دهند كه در كشور آمريكا نيز روند افزايش استفاده از لوله هاي پلي اتيلن وضعيت مشابهي دارد. به طوريكه ميزان شبكه هاي اصلي پلي اتيلن ( با اقطار 3 و4 اينچ ) در سال 2000 نسبت به سال 1996 رشد قابل توجهي داشته است. در كشور ما نيز از حدود دو دهه ي قبل اقدامات عملي و اجرايي استفاده از لوله هاي پلي اتيلن در شبكه هاي توزيع گاز آغاز شده است، هرچند مطالعات اوليه مربوط به اين موضوع به سال هاي قبل از آن باز مي گردد.

مزاياي لوله هاي پلي اتيلن در مقايسه با لوله هاي فولادي مي توان به سرعت و سهولت در اجرا، آموزش ساده ، مقرون به صرفه بودن و مهم تر از همه عدم خوردگي و در نتيجه عدم نياز به پوشش وحفاظت از زنگ اشاره كرد. با عنايت به مراتب فوق و نيز با در نظرگرفتن معضلات و مشكلات موجود در اجرا و نگهداري لوله هاي فولادي، استفاده از لوله هاي پلي اتيلن در شبكه هاي توزيع گاز بدون هيچ گونه تامل و ترديدي منطقي به نظر مي رسد. ليكن لازم است در خصوص شناسايي مشكلات و معضلات خاص لوله هاي پلي اتيلن و اتخاذ تدابيرلازم در مواجهه و برخورد با اين مسائل احتمالي با رويكردي پيشگام و نگرشي پيشگيرانه اقدام كرد.

از مشكلات بالقوه در لوله هاي پلي اتيلن يعني آثار الكتريسيتهي ساكن بر لوله ها و نيز موضوع صدمه ديدن لوله هاي پلي اتيلن توسط جوندگان مشخص موش ها است

     8-3  لوله هاي پنج لايه(سوپر پايپ) :

يكي ديگر از راه هايي كه براي پرهيز از مشكلات لوله هاي فلزي پيشنهاد شده است استفاده از لوله هاي پليمري است اما به كارگيري اين لوله ها در عمل نشان داده كه اگر چه جايگزيني فلز با پلاستيك مسله خوردگي و پوسيدگي لوله را حل مي كند اما مشكلات ديگري را باعث مي شود كه پيش از آن وجود نداشت از جمله نفوذ اكسيژن ، محدوديت در تحمل فشار يا دماي بالا ، ضريب انبساط زياد و ... .

در اين شرايط گروهي از دانشمندان به تلفيق فلز و پليمر توجه كردند . به عنوان مثال سوپر پايپ نقطه اوج همين تكنولوژي است . تلفيقي هوشمندانه كه حاصل آن لوله اي است پنج لايه شامل يك لوله آلومينيومي ، دو لايه پليمر و دو لايه چسب مخصوص – كه مقاومت در برابر خوردگي ، زنگ زدگي ، رسوب و پوسيدگي را از لوله هاي پليمري و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذيري را از لوله هاي فلزي به ارث برده است . سوپر پايپ آخرين دستاورد تكنولوژي است هك براي تمام تاسيسات ساختمان قابل استفاده است و حتي در بدترين شرايط صد سال عمر مي كند .

 

فلزي

پليمري

سوپر پايپ

خورندگي از داخل يا خارج

بلي

خير

خير

رسوب پذيري

بلي

خير

خير

تحمل دما و فشار بالا

بلي

خير

بلي

فريب انبساط طوري

كم

زياد

كم

نفوذ اكسيژن

خير

بلي

خير

مقاومت مكانيكي

خوب

كم

خوب

شكل پذيري

بلي

خير

بلي

وزن

سنگين

سبك

سبك

سرعت نصب

كم

زياد

زياد

جدول 8-3 مقايسه اي سوپر پايپ

 

8-3-1 ساختار لوله هاي سوپر پايپ

يك لوله آلومينيمي با جوش طولي اولتراسونيك ،‌بدنه اصلي سوپر پايپ را تشكيل مي دهد . اين لايه فلزي مقاومت در برابر فشار ، حرارت و نفوذ اكسيژن را تامين مي كند . در لايه هاي داخلي و بيروني سوپر پايپ به جاي پلي اتيلن مشبك (PEX) از پليمر جديد PEOC استفاده مي شود كه عمر اين پليمر در شرايط سخت كاري و در فشار و دماي بالا حتي با ضريب اطمينان 5/2 بيش از 400 سال است .

لايه هاي فلزي و پليمر طي فرآيندي توسط دو لايه چسب مخصوص با هم تلفيق مي شوند .

  

 8-3-2 مزاياي لوله هاي پنج لايه :

  1. زنگ نمي زند ، رسوب نمي گيرد و هرگز نمي پوسد .
  2. به راحتي خم مي شود و شكل مي پذيرد .
  3. نصب آن سريع ، آسان و بدون ضايعات مي باشد .
  4. بسيار سبك و حمل و نقل آن آسان است .
  5. عدم امكان نفوذ اكسيژن به لوله و جلويگري از لجن زدگي و تغيير رنگ آب .
  6. ضريب انبساط طولي بسيار ناچيز .
  7. افت فشار بسيار ناچيز بدليل هموار بودن سطح داخل لوله .
  8. مقاوم در برابر ضربه و مواد شيميايي .
  9. مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولي آلومينيوم .
  10. در لوله كشي توكار مطمئن و در نصب روكار زيبا است .
  11. توان تحمل حرارت مداوم .

 

        9. انواع پوششها ي كلاسيك مورد استفاده براي مقاوم سازي :

 -          پوشش قير زغالي

-          پوشش قير پايه نفتي

-           پوشش قير پايه نفتي اصلاح شده

-          پوششهاي نوارهاي پلاستيكي

-          پوشش سه لايه پلي پروپيلن

-           پوشش سه لايه پلي اتيلن

-           پوشش FBE  0 (FUSION BONDED EPOXY)

-          پوششهاي مايع (پلي يورتان – اپوكسي)

-           پوششهاي سرجوشها (نوارهاي  دستي سرد وگرم - مايع)

-          پوششهاي پترولاتوم

-          ساير پوششها

              10 . انواع پوششهاي مدرن  براي مقاوم سازي خطوط به شرح زير مي باشد:

 10-1 لايه هاي كامپوزيت

10-2 پليمر هاي مسلح با الياف (FRP)

 10-1 لايه هاي كامپوزيت

راي دور نگه داشتن لوله از محيط و شرايط خورنده، راه­هايي چون حفاظت كاتدي و عايق­بندي سطح لوله­هاي فولادي را مي­توان به كار برد. ولي با وجود اين تدابير، گاه پيش مي­آيد كه لوله به قدري خورده شود كه ضخامت آن از ضخامت مطمئن طراحي پايين­تر بيايد. در اين زمان بر اساس روش سنتي رايج، بخش خورده شده را از خط خارج كرده و با لوله­اي سالم جايگزين مي­كنند كه اين راه مستلزم قطع گاز در لوله، بريدن بخش خورده شده و جوشكاري پس از جايگزيني است. به اين ترتيب مقداري سوخت به هدر رفته و در محيط كاري باقي مي­ماند و گاهي سبب انفجار در مرحلة جوشكاري خواهد شد.
با توجه به مسائل و مشكلات مطرح شده استفاده از يك روش بهتر، لازم به نظر مي­رسد. روش تقويت لوله­هاي انتقال با مواد كامپوزيت، راهي مطمئن و ارزان است.


تعمير به روش سنتي

تقويت با لايه هاي كامپوزيت

{جايگزيني 16كيلوتر لوله}

500دلار

500دلار

بهاي مواد اوليه

12000دلار

5000دلار

هزينه كارگر

19000دلار

0دلار

گاز به هدر رفته

20000دلار

7000دلار

هزينه هاي جانبي

51500 دلار

12500 دلار

مجموع هزينه هاي تعمير

 

----------

35800 دلار

ميزان صرفه جويي در روش استفاده از لايه هاي كامپوزيت

------

PSIG80

فشار كاري نسبي لوله

جدول 10-1مقايسه تعمير لوله هاي گاز با روش سنتي واستفاده از لايه هاي كامپوزيت

 

   
10-1-1 تقويت با لايه­هاي كامپوزيتي:
در اين روش از لايه­هاي كامپوزيت با الياف شيشه استفاده مي­شود. زاويه­هاي الياف و تعداد لايه­ها با توجه به فشار، استانداردهاي طراحي و مقدار و وسعت خوردگي در لوله محاسبه مي­شود. رزين مناسب نيز با توجه به شرايط شيميايي و حرارتي محل برگزيده شده و به­كار برده مي­شود
لايه­هاي كامپوزيت به­صورت پارچه­هايي تهيه شده، در محل با رزين آغشته شده و به وسيلة كارگران متخصص با زاويه­هاي استاندارد، به روش پيچش روي لوله­اي كه سطح آن از پيش آماده شده پيچيده مي­شود.

 
10-1-2 برتري­ها:
1- در اين روش، هزينه­هاي مربوط به جوشكاري و قطع گاز در لوله حذف مي­شود.
2- اين روش قابليت بازگرداندن لوله­هاي خورده شده به وضعيت اوليه طراحي را دارا است و هم­چنين از خوردگي آنها در آينده جلوگيري مي­كند.
3- خطوط لوله به هنگام تعمير مي­توانند در شرايط و فشار كاري معمولي خود، كار كنند و نيازي به قطع گاز نيست. هم چنين در اين روش گاز به هدر نخواهد رفت.
4- به علت وزن كم مواد كامپوزيت، نصب آن بسيار راحت است و تعمير به وسيلة دو نفر بدون نياز به لوازم و دستگاه­هاي ويژه انجام مي­شود.
5- چون در اين روش نيازي به قطع گاز، تكه تكه كردن لوله و جوشكاري نيست در زمان هم صرفه جويي خواهد شد.
جدول (1) مقايسة اين دو روش را نشان مي­دهد. اعداد و ارقام ارايه شده بر اساس هزينه­هاي مصرف شده پس از جايگزيني 16 كيلومتر لوله به روش سنتي و تعمير همين مقدار لوله با روش ارايه شده است. اين پروژه توسط موسسة كامپوزيت ايران انجام شده است.

 

 

10-2-پليمر هاي مسلح با الياف (FRP)

آغاز كاربرد نواد مركب به دهه 1940ميلادي باز مي گردد ؛اين مصالح در ابتدا در مهندسي مكانيك  استفاده مي سد ولي پس از دهه1980ميلادي در مهندسي عمران نيز جهت تقويت سازه ها وارد شد  . ازمزاياي اين مواد مي توان به مقاومت كششي وسختي بالا،وزن كم، مصونيت در برابر خوردگي ، نصب آسان در فضاهاي محدود ،كاهش در هزينه هاي نيروي انساني ، قابليت نصب در طول هاي زياد وقابليت نامحدود در اندازه و ابعاد وهندسه اشاره نمود . اصطلاح (FRP)به پليمر هاي مسلح به الياف اطلاق مي شود كه از دو جزء اصلي الياف ورزين تشكيل شده است .الياف به عنوان بخش اصلي داراي زفتاري كاملاً الاستيك و ترد با مقاومت كششي وضريب كشساني بسيار بالا مي باشند.

   10-2-1 انواع (FRP) :

1-توليد شده با الياف شيشه (GFRP)

2-الياف كربني (CFRP)

رزين از نوع اپوكسي جهت مقاوم سازي لوله ها استفاده مي شود

 

‍Carbon/ Epoxy[AS4/3501-6]

E-galss/Epoxy

خصوصيات

1580

2100

چگالي[kg/m3]

151

39

مدول الاستيسيته طوليE1[Gpa]

1/10

6/8

مدول الاستيسيته عرضي E2[Gpa]

7/5

8/3

مدول برشي درون صفحه اي G12[Gpa]

4/3

0/3

مدول برشي برون صفحه اي G23[Gpa]

24/0

28/0

V12

02/0

06/0

V21

2280

1080

مقاومت كششي طولي F14[MPA]

57

39

مقاومت كششي عرضي F24[MPA]

جدول 10-2-1  مشخصات كلي خطوط انتقال گاز و شرايط محيطي مربوطه بشرح زير ميباشد:

 

11.  روش هاي كنترل خوردگي

خوردگي در صنايع گاز به يكي از روش هاي زير كنترل مي شود:

• آلياژهاي مقاوم به خوردگي
• بازدارنده هاي خوردگي
• روش تثبيت
• آلياژهاي مقاوم به خوردگي
استفاده از آلياژ مقاوم به خوردگي در خطوط لوله به هيچ صورت مقرون به صرفه نمي باشد. علي الخصوص در مورد لوله هاي طويل و بزرگ كه مشكلات جوش و اتصالات نيز وجود دارد. اين روش فقط در موارد خاص در خطوط لوله انتقال گاز به كار مي رود.براي كنترل خوردگي داخلي خطوط لوله از جنس فولاد كربني در يك سيستم چند فازي دو روش ديگر را مي توان به كار برد.

11-1 بازدارنده هاي خوردگي

از جمله راه هاي كاهش خوردگي استفاده از بازدارنده هاي خوردگي است. بازدارنده ماده اي است كه به مقدار كم به سيستم افزوده مي شود تا واكنش شيميايي را كند يا متوقف كند. وقتي يك بازدارنده خوردگي به محيط خورنده اضافه مي شود سرعت خوردگي را كاهش مي دهد يا به صفر مي رساند.اولين بار يك بازدارنده معدني به آرسنيت سديم براي بازدارندگي فولادهاي كربني در چاه هاي نفت مورد استفاده قرار گرفت تا از خوردگي CO2 جلوگيري كند، اما به دليل پايين بودن بازده، رضايت بخش نبود، در نتيجه ساير بازدارنده ها مورد استفاده قرار گرفتند.در سال هاي 1945 تا 1950 خواص عالي تركيبات قطبي با زنجيره هاي بلند كشف شد. اين كشف روند آزمايش هاي مربوط به بازدارنده هاي آلي مورد استفاده در چاه ها و لوله هاي نفت و گاز را دگرگون ساخت.اين بازدارنده ها از طريق ايجاد يك لايه محافظ سطحي مانع از نزديك شدن ذرات خورنده به سطح فلز مي شوند. به اين نوع بازدارنده ها لايه ساز يا تشكيل دهنده سطحي (film forming) مي گويند كه اغلب پايه آميني دارند.

  پيشنهادات

1-       ارزيابي كلي از شبكه گاز از نظر اتصلات مكانيكي ،الكتريكي تعمبرات وجوشكاري ، اولويت بندي براي مفاوم سازي ، اجرا وطراحي سيستم مناسب براي شبكه گاز بادرنظر گرفتن شرليط زمين ، استفاده از لوله ها وپوشش هاي مناسب براي انتقال گاز

2-    استفاده از لوله اي باتكنلوژي جديد سوپر پايپ:  لوله اي است پنج لايه شامل يك لوله آلومينيومي ، دو لايه پليمر و دو لايه چسب مخصوص – كه مقاومت در برابر خوردگي ، زنگ زدگي ، رسوب و پوسيدگي را از لوله هاي پليمري و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذيري را از لوله هاي فلزي به ارث برده است . سوپر پايپ آخرين دستاورد تكنولوژي است هك براي تمام تاسيسات ساختمان قابل استفاده است و حتي در بدترين شرايط صد سال عمر مي كند . از اين لوله در كا رهاي ساختماني استفاده مي شود او همين طور مي توان از اين لوله در خطوط انتقال گاز نيز استفاده كرد.

3-       استفاده از روش هاي نوين انتقال گاز

4-       استفاده از پوششهاي مدرن  براي مقاوم سازي خطوط انتقال گاز

    

 نتيجه گيري


با توجه به  مطالب فوق اولاً بايد سيستم خطوط لوله هاي گاز بهبود يابد و از روش ها وصنايع جديد برا ي احداث خطوط جديد  استفاده كرد. ثا نياً از  روش هاي جديد مقاوم سازي يعني از پوششهاي مدرن  براي حفاظت خطوط قديمي انتقال گاز به كار برد اين روش ها  نسبت به روش­هاي قبلي به صرفه­تر است. ميزان صرفه جويي رقم بالايي را به خود اختصاص داده است. با توجه به اينكه صنعت گاز در كشور رو به گسترش است و گازرساني به مناطق مختلف در حال انجام است، ضمناً خط انتقال گاز ايران به تركيه راه اندازي شده است و خط لولة انتقال گاز ايران به هند نيز در دست بررسي است، توجه به اين تكنولوژي ها مي­تواند صرفه­جويي زيادي در هزينه­هاي تعمير و نگهداري خطوط انتقال گاز براي كشور داشته باشد. حتي مي­توان اين خدمات را براي كشورهاي وارد كنندة گاز نيز انجام داد. توجه به اين روش براي نگهداري خطوط انتقال نفت و آب در صورت امكان، خالي از فايده نخواهد بود كه توجه مسئولان را در اين زمينه مي­طلبد و انجام تحقيقات بيشتر را گوشزد مي­نمايد

 

منابع ومراجع:

1-پروژه ضوابط و مقررات ايمني – مركز مطالعات برنامه ريزي شهري

2-كاربرد  TPMدرنگهداري خطوط لول انتقال نفت وگاز

3- محمود اميري ،بهروز كشته ور "بررسي احتمال خرابي لوله ها تحت خوردگي بر اساس روش شبيع سازي منت –كارلو"                                 ششمين كنگره  ملي مهندسي عمران –سمنان 6و7 ارديبهشت 1390

4- پروژه اجراي خطوط انتقال گاز ايران- شركت ملي گاز ايران

5- صالح يعقوبي ،محمدرضا توكلي " بررسي تاثير چيدمان هاي مختلف ورق هاي FRP درمقاوم سازي لوله هاي مدفون بتني"_ ششمين كنگره  ملي مهندسي عمران –سمنان 6و7 ارديبهشت 1390

6-وبلاگ مهندسی شیمی يعني زندگی

7- نشريه نداي گاز

8-عباس عباس زاده شهري "اثر زلزله بر شريان هاي حياتي استان همدان با نگاه ويژه به خطوط انتقال گاز "

9-هوشنگ رستميان TPM"شش ضايعه بزرگ ، چگونگي كاهش وحذف آنها" سومين كنفرانس نگهداري وتعميرات ؤشهريور 84

اصغر وطني اسكويي 1 ،پژمان بهمني نيا 2"بررسي رفتار لرزه اي خطوط لوله گاز مدفون در محل تلاقي با گسل هاي فعال" ششمين كنگره  ملي مهندسي عمران –سمنان 6و7 ارديبهشت 1390