استانداردها و کدهای پایپینگ

استانداردهای پایپینگ، طراحی کاربردی (application design)، قوانین ساخت و ملزومات قطعات پایپینگ مانند فلنج‌ (flang)، زانویی (elbow)، سه‌راهی (tee)، ولو (valve) و مانند آن را تعریف می‌کنند.

 

استاندارد

استاندارد (standard) را می‌توان به عنوان مجموعه‌ای از تعاریف فنی و رهنمودهایی به صورت "چگونه..." برای طراحان و سازندگان در نظر گرفت. عمل به استانداردها به شکل اختیاری تلقی می‌شود زیرا به صورت پیشنهاد ارائه شده‌اند و دارای قدرت قانونی نیستند. سازمان وضع کننده استاندارد به خودی خود توانایی این را ندارد که تولید کننده، بازرس و نصب کننده را مجبور کند که از استاندارد پیروی کنند. هر استاندارد دارای محدوده (scope) محدودی است که در همان استاندارد تعریف می‌شود.   

چرا استانداردها موثر هستند؟

شاید بهترین پاسخ به این پرسش در گزارش سالیانه انجمن تست و متریال آمریکا (American Society of Testing and Material, ASTM) آمده باشد: "استانداردها وسیله ارتباط دهنده بین تولید کننده و کاربر هستند. استانداردها به عنوان زبان مشترکی به کار می‌روند که کیفیت را تعریف و معیاری را برای ایمنی ایجاد می‌کنند. در صورتی که سازندگان از استاندارد پیروی کنند هزینه‌ها کاهش می‌یابد، آموزش راحت‌تر انجام خواهد شد و مشتری نیز زمانی که معیاری برای قضاوت داشته باشد، محصولات را راحت‌تر قبول می‌کند."

کد

کد (code) استانداردی است که به وسیله یک یا چند مرجع دولتی مورد قبول قرار گرفته و دارای قدرت قانونی است و یا این که در یک قرارداد تجاری مورد توافق قرار گرفته باشد.

کدهای پایپینگ ملزومات طراحی، ساخت، استفاده از مواد، تست و بازرسی لوله‌ها و سیستم‌های پایپینگ را تعریف می‌کنند. هر کد دارای یک محدوده اختیار قانونی است که توسط آن کد تعریف شده است.

اسپک

مشخصات یا اسپک (specification, spec) پایپینگ، خلاصه‌ای است از استانداردهای مربوطه به همراه تجربه یک شرکت که برای استفاده در پروژه‌های همان شرکت و یا شرکت‌های همکار آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سازمان‌های تدوین کننده استانداردها

امروزه در سراسر دنیا سازمان‌های زیادی به تدوین استاندارد مشغول هستند. به طور کلی، استانداردهای آمریکایی نسبت به همتایان اروپایی خود دارای حاشیه اطمینان بالاتری هستند. در اینجا قصد نداریم به دلایل این مساله بپردازیم؛ مساله‌ای مهم این است که بالا رفتن ضریب اطمینان باعث بالا رفتن هزینه‌ها می‌شود ولی در عین حال باعث پوشیده شدن خطاهای انسانی احتمالی می‌شود. به همین سبب در کشورهای در حال توسعه و کشورهایی که نیروی انسانی متخصص در آنها کم‌تر است، بهتر است که از کدهای آمریکایی استفاده شود.

نتیجه دیگر استفاده از کدهای با ضریب اطمینان بالا، افزایش عمر واحد است. به همین دلیل است که می‌بینیم عمر متوسط نیروگاه‌ها از عمر متوسط پالایشگاه‌ها بیش‌تر است.

مهم‌ترین مراجع تدوین استاندارد برای پایپینگ (piping)، به معنی لوله کشی در داخل محدوده واحد، پایپ‌لاین (pipeline) به معنی خطوط انتقال و پلامینگ (plumbing) به معنی لوله کشی تاسیسات بهداشتی عبارت‌اند از:

ASME/ANSI

انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (American Society of Mechanical Engineers, ASME) و موسسه ملی استاندارد آمریکا (American National Standard Institute, ANSI) به صورت مشترک تولید استاندارد می‌نمایند.

NEPA

انجمن ملی حفاظت الکتریکی (National Electrical Protection Association)

NFC

کد ملی آتش‌نشانی (National Fire Code)

NFPA

انجمن ملی حفاظت از آتش (National Fire Protection Association)

CSA

انجمن استاندارد کانادا (Canadian Standard Association)

 

استانداردهای عملی

استانداردهای پایپینگ و اجزای مرتبط که به وسیله جامعه استانداردسازی سازندگان (Manufacturer’s Standardization Society) توسعه یافته است. استانداردهای MSS در کاربردهای صنعتی عمومی به کار می‌روند. صنعت خطوط انتقال (pipeline) از این استانداردهای اجزای پایپینگ و تایید کیفیت استفاده گسترده‌ای می‌کند.

 

API

سازمان نفت آمریکا (American Petroleum Institute)؛ استانداردهای API بر روی تولید، پالایش و توزیع محصولات نفت خام تمرکز دارند. تجهیزات شرح داده شده در این استاندارد به طور معمول از کاربردهای عمومی صنعتی محکم‌تر هستند.

 

ASTM

تعداد زیادی از نشریات جامعه تست و متریال آمریکا (American Society of Testing and Materials) مربوط به تعیین مواد خام، فورجینگ (forging) و ریخته‌گری (casting) برای صفحات، اتصالات (fitting)، لوله (pipe) و ولو (valve) می‌شود. استانداردهای ASTM به صورت استانداردهای ابعادی (dimensional)، متریالی (material) و مقاومتی در نظر گرفته می‌شوند.

کدها و استانداردهای مورد استفاده در صنعت پایپینگ

کدهای پایپینگ ASME/ANSI B31

ASME B31.1 Power Piping

کد B31.1 معمولا در نیروگاه‌های تولید برق، واحدهای صنعتی و تجاری، سیستم‌های حرارتی زمین‌گرمایی (geothermal heating systems) و پلانت‌های گرمایش و سرمایش مرکزی (central heating and cooling plants) استفاده می‌شود. به علت حساس بودن کاربردها، اصولا ضرایب اطمینان پیشنهاد شده در این استاندارد از استاندارد B31.3 بیش‌تر است.

حدود قانونی کدهای ASME برای پایپینگ بویلرهای درامی (drum type)

ASME B31.3 Process Piping

کد B31.3 معمولا در پالایشگاه‌های نفتی، صنایع دارویی، نساجی، پلانت‌های تبرید و پلانت‌ها و ترمینال‌های فرآیندی مربوط به آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. ضرایب اطمینان به کار رفته در این استاندارد به طور معمول از استاندارد B31.1 کم‌تر است.

 دیاگرام مشخص کننده پایپینگ B31.3 برای تجهیزات

ASME B31.4 Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids

کد B31.4 مربوط به پایپینگ انتقال محصولات بین پلانت‌ها و ترمینال‌ها و بین ترمینال‌ها و ایستگاه‌های پمپاژ (pumping)، تنظیم (regulating) و اندازه‌گیری (metering) می‌باشد.

 دیاگرام نشان دهنده اسکوپ B31.4

ASME B31.5 Refrigeration Piping

کد B31.5 مربوط به پایپینگ مبردها (refrigerants) و مبردهای ثانویه (secondary coolant) می‌شود.

ASME B31.8 Gas Transportation and Distribution Piping Systems

کد B31.8 شامل پاپینگی می‌شود که برای انتقال محصولاتی به کار می‌رود که اغلب در شکل گازی بین منابع و ترمینال‌ها، شامل کمپرسور (compressor)، ایستگاه‌های تنظیم و اندازه‌گیری (regulating and metering stations) و خطوط انتقال جمع‌آوری گاز (gas metering pipelines) می‌باشند.

ASME B31.9 Building Services Piping

کد B31.9 مربوط به پایپینگ ساختمان‌های صنعتی، موسسات، تجاری، عمومی و مسکونی بزرگی می‌شود که نیاز به محدوده سایز و فشار و دمای گفته شده در B311.1 ندارند.

ASME B31.11 Slurry Transportation Piping Systems

کد B31.11 مربوط به پایپینگ انتقال لجن‌ها بین واحدها و ترمینال‌ها و داخل ایستگاه‌های پمپاژ و تنظیم می‌باشد.

کدهای زیر برای تعیین هندسه، جنس و سختی پایپینگ و اجزای آن به کار می‌روند:

کدهای ابعادی ASME/ANSI B16

استانداردهای اجزای پایپینگ B16، که توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (American Society of Mechanical Engineers, ASME) و سازمان استاندارد ملی آمریکا (American National Standards Institute, ANSI) توسعه داده شده‌اند؛،به شرح زیر می‌باشند:

ASME B16.1 Cast Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings

ASME B16.3 Malleable Iron Threaded Fittings, Class 150 and 300

ASME B16.4 Cast Iron Threaded Fittings, Classes 125 and 250

ASME B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings

ASME B16.9 Factory Made Wrought Steel Butt welding Fittings

ASME B16.10 Face to Face and End to End Dimensions of Valves

ASME B16.11 Forged Fittings, Socket Welding and Threaded

ASME B16.12 Cast Iron Threaded Drainage Fittings

ASME B16.14 Ferrous Pipe Plugs, Bushings and Locknuts with Pipe Threads

ASME B16.15 Cast Bronze Threaded Fittings Class 125 and 250

ASME B16.18 Cast Copper Alloy Solder Joint Pressure Fittings

ASME B16.20 Ring Joint Gaskets and Grooves for Steel Pipe Flanges

ASME B16.21 Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges

ASME B16.22 Wrought Copper and Copper Alloy Solder Joint Pressure Fittings

ASME B16.23 Cast Copper Alloy Solder Joint Drainage Fittings – DWV

ASME B16.24 Cast Copper Alloy Pipe Flanges and Flanged Fittings Class 150, 300, 400,600, 900, 1500 and 2500

ASME B16.25 Butt welding Ends

ASME B16.26 Cast Copper Alloy Fittings for Flared Copper Tubes

ASME B16.28 Wrought Steel Butt welding Short Radius Elbows and Returns

 ASME B16.29 Wrought Copper and Wrought Copper Alloy Solder Joint Drainage Fittings – DWV

ASME B16.32 Cast Copper Alloy Solder Joint Fittings for Sovent Drainage Systems

;ASME B16.33 Manually Operated Metallic Gas Valves for Use in Gas Piping systems Up to 125 psig sizes ½ through 2

ASME B16.34 Valves – Flanged, Threaded and Welding End

ASME B16.36 Orifice Flanges

ASME B16.37 Hydrostatic Testing of Control Valves

ASME B16.38 Large Metallic Valves for Gas Distribution; Manually Operated, NPS 2 ½ to 12, 125 psig maximum

ASME B16.39 Malleable Iron Threaded Pipe Unions, Classes 1150, 250 and 300

ASME B16.40 Manually Operated Thermoplastic Gs Shutoffs and Valves in Gas Distribution Systems

ASME B16.42 Ductile Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings, Class 150 and 300

ASME B16.47 Large Diameter Steel Flanges; NPS 26 through NPS 60

استاندارد اجزای پایپینگ B36

استانداردهای پایپینگ B36 که به وسیله انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (American Society of Mechanical Engineers, ASME) و سازمان استاندارد ملی آمریکا (American National Standards Institute, ANSI) توسعه داده شده‌اند، به شرح زیر می‌باشند:

ASME B36.10 Welded and Seamless Wrought Steel Pipe

ASME B36.19 Stainless Steel Pipe

استانداردهای دیگر ASME و ANSI

ASME B73.1 Horizontal, End Suction Centrifugal Pumps

ASME B73.2 Vertical In-line Centrifugal Pumps

ASME B133.2 Basic Gas Turbine

کدهای NEPA

کد‌های NEPA شامل پایپینگی می‌شوند که مربوط به سیستم‌های حفاظت از آتش به وسیله آب، دی اکسید کربن، هالون (halon)، فوم (foam)، مواد شیمیایی خشک و مواد شیمیایی تر می‌شود.

کدهای NFC/NFPA

NFPA 99 Health Care Facilities

پایپینگ برای سیستم‌های گازی پزشکی و آزمایشگاهی

استانداردهای CSA

CSA Z662 - 94 Oil & Gas Pipeline Systems

این استاندارد بر استانداردهای زیر مقدم است:

CAN/CSA Z183 Oil Pipeline Systems

CAN/CSA Z184 Gas Pipeline Systems

CAN/CSA Z187 Offshore Pipelines

کدهای دیگر پایپینگ و اجزای CSA:

B 51 Boilers and Pressure Vessels

B 53 Identification of Piping Systems

B 52 Mechanical Refrigeration Code

B 63 Welded and Seamless Steel Pipes

B 137.3 Rigid Poly-Vinyl Chloride (PVC) Pipe

B 137.4 Polyethylene Piping Systems for Gas Service

W 48.1 Mild Steel Covered Arc-Welding Electrodes

W 48.3 Low-Alloy Steel Arc-Welding Electrodes

Z 245.1 Steel Line Pipe

Z 245.11 Steel Fittings

Z 245.12 Steel Flanges

Z 245.15 Steel Valves

Z 245.20 External Fusion Bond Epoxy Coating for Steel Pipe

Z 245.21 External Polyethylene Coating for Pipe

Z 276 LNG - Production, Storage and Handling

استانداردهای عملی

استانداردهای پایپینگ و اجزای مرتبط که به وسیله جامعه استاندارد سازی سازندگان (Manufacturer’s Standardization Society) توسعه یافته است. استانداردهای MSS در کاربردهای صنعتی عمومی به کار می‌روند. صنعت خطوط انتقال (pipeline) از این استانداردهای اجزای پایپینگ و تایید کیفیت استفاده گسترده‌ای می‌کند.

SP-6 Standard Finishes for Contact Faces Pipe Flanges and Connecting End Flanges of Valves and Fittings

SP-25 Standard Marking System for Valves, Fittings, Flanges and Union

SP-44 Steel Pipeline Flanges

SP-53 Quality Standards for Steel Castings and Forgings for Valves, Flanges and Fittings and Other Piping Components - Magnetic Particle

SP-54 Quality Standards for Steel Castings and for Valves, Flanges and Fittings and Other Piping Components - Radiographic

SP-55 Quality Standards for Steel Castings and for Valves, Flanges and Fittings and Other Piping Components - Visual

SP-58 Pipe Hangers and Supports - Material, Design and manufacture

SP-61 Pressure Testing of Steel Valves

SP-69 Pipe Hangers and Supports - Selection and Application

SP-75 High Test Wrought Butt Welding Fittings

SP-82 Valve Pressure Testing Methods

SP-89 Pipe Hangers and Supports - Fabrication and Installation Practices

استانداردهای API

استانداردهای API بر روی تولید، پالایش و توزیع محصولات نفت خام تمرکز دارند. تجهیزات شرح داده شده در این استاندارد به طور معمول از کاربردهای عمومی صنعتی محکم‌تر هستند.

Spec. API 5L Line Pipe

Spec. API 6D Pipeline Valves

Spec. API 6FA Fire Test for Valves

Spec. API 12D Field Welded Tanks for Storage of Production Liquids

Spec. API 12F Shop Welded Tanks for Storage of Production Liquids

Spec. API 12J Oil and Gas Separators

Spec. API 12K Indirect Type Oil Field Heaters

Std. API 594 Wafer and Wafer-Lug Check Valves

Std. API 598 Valve Inspection and Testing

Std. API 599 Metal Plug Valves - Flanged and Butt-Welding Ends

Std. API 600 Steel Gate Valves-Flanged and Butt-Welding Ends

 Std. API 602 Compact Steel Gate Valves-Flanged Threaded, Welding, and Extended-Body Ends

Std. API 603 Class 150, Cast, Corrosion-Resistant, Flanged-End Gate Valves

Std. API 607 Fire Test for Soft-Seated Quarter-Turn Valves

Std. API 608 Metal Ball Valves-Flanged and Butt-Welding Ends

Std. API 609 Lug-and Wafer-Type Butterfly Valves

Std. API 610 Centrifugal Pumps For Petroleum, Heavy Duty Chemical and Gas Industry Services

Std. API 611 General Purpose Steam Turbines for Refinery Services

Std. API 612 Special Purpose Steam Turbines for Refinery Services

Std. API 613 Special Purpose Gear Units for Refinery Services

Std. API 614 Lubrication, Shaft-Sealing and Control Oil Systems for Special Purpose Application

Std. API 615 Sound Control of Mechanical Equipment for Refinery Services

Std. API 616 Gas Turbines for Refinery Services

Std. API 617 Centrifugal Compressors for General Refinery Services

Std. API 618 Reciprocating Compressors for General Refinery Services

Std. API 619 Rotary-Type Positive Displacement Compressors for General Refinery Services

Std. API 620 Design and Construction of Large, Welded, Low Pressure Storage Tanks

Std. API 630 Tube and Header Dimensions for Fired Heaters for Refinery Service

Std. API 650 Welded Steel Tanks for Oil Storage

Std. API 660 Heat Exchangers for General Refinery Service

Std. API 661 Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service

Std. API 670 Vibrations, Axial Position, and Bearing-Temperature Monitoring Systems

Std. API 671 Special Purpose Couplings for Refinery Service

Std. API 674 Positive Displacement Pumps-Reciprocating

Std. API 675 Positive Displacement Pumps-Controlled Volume

Std. API 676 Positive Displacement Pumps-Rotary

Std. API 677 General Purpose Gear Units for Refineries Services

Std. API 678 Accelerometer-Base Vibration Monitoring System

Std. API 1104 Welding Pipelines and Related Facilities

Std. API 2000 Venting Atmospheric and low-Pressure Storage Tanks - Non-Refrigerated and Refrigerated

RP API 530 Calculation for Heater Tube Thickness in Petroleum Refineries

RP API 560 Fired Heater for General Refinery Services

RP API 682 Shaft Sealing System for Centrifugal and Rotary Pumps

RP API 1110 Pressure Testing of Liquid Petroleum Pipelines

Publ. 941 Steel for Hydrogen Service at Elevated Temperature and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants

Publ. 2009 Safe Welding and Cutting Practices in Refineries

Publ. 2015 Safe Entry and Cleaning of Petroleum Storage Tanks

استانداردهای ASTM

تعداد زیادی از نشریات جامعه تست و متریال آمریکا (American Society of Testing and Materials) مربوط به تعیین مواد خام، فورجینگ (forging) و ریخته‌گری (casting) می‌باشند که برای صفحات، اتصالات (fitting)، لوله (pipe) و ولوها (valve) استفاده می‌شوند. استانداردهای ASTM به صورت استانداردهای ابعادی (dimensional)، متریالی (material) و مقاومتی در نظر گرفته می‌شوند.

ASTM A 36 Specification for Structural Steel

ASTM A 53 Specification for Pipe, Steel, Black and Hot –Dipped, Zinc Coated Welded and Seamless

ASTM A 105 Specification for Forgings, Carbon Steel, for Piping Components

ASTM A 106 Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for High Temperature Service

ASTM A 181 Specification for Forgings, Carbon Steel for General Purpose Piping

ASTM A 182 Specification for Forged or Rolled Alloy Steel Pipe Flanges, Forged Fittings, and Valves and Parts for High Temperature Service

ASTM A 193 Specification for Alloy Steel and Stainless Steel Bolting Materials for High Temperature Service

ASTM A 194 Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High Pressure and High Temperature Service

ASTM A 234 Specification for Piping Fittings of Wrought Carbon Steel and Alloy Steel for Moderate and Elevated Temperatures

ASTM A 333 Specification for Seamless and Welded Steel Pipe for Low Temperature Service

ASTM A 350 Specification for Forgings, Carbon and Low Alloy Steel Requiring Notch Toughness Testing for Piping Components

ASTM A 352 Specification for Steel Castings, Ferritic and Martensitic for Pressure Containing Parts Suitable for Low Temperature Service

ASTM A 420 Specification for Piping Fittings of Wrought Carbon Steel and Alloy Steel for Low Temperature Service

ASTM A 694 Specification for Forgings, carbon and Alloy Steel for Pipe Flanges, Fittings, Valves and Parts for High Pressure Transmission Service

ASTM A 707 Specifications for Flanges, Forged, Carbon and Alloy Steel for Low Temperature Service

منبع: mechanism.ir