گروه نفت، گاز و پتروشیمی

دروس گروه نفت، گاز و پتروشیمی در مجتمع فنی تهران، بر اساس نیاز مهندسان و متخصصان شاغل در پروژه ­های EPC و بخش­ های بهره ­برداری واحدهای صنعتی تدوین شده است. تمرکز اصلی دروس این گروه بر بخش­ ای میان­ دستی و پائین ­دستی صنعت نفت و گاز است و تلاش شده است تا با درک عمیق و شناسایی دقیق دانش­ های لازم این حوزه­ ها، سرفصل­ های مناسب طراحی شود.

از آنجا که این صنعت یکی از پیشران­ های توسعه کشور محسوب می­شود، لذا دامنه فعالیت­های تخصصی و بینارشته­ ای در آن بسیار زیاد است و برای رشد و توسعه آن در کشور تقریبا به تمام دانش­ها و شاخه­ های مهندسی و رشته­ های فنی نیاز است. اما به هرحال فعالیت در این حوزه لازم است در زمینه­ های زیر دانش کافی داشته باشید:  

 الف- لوله­ کشی صنعتی (پایپینگ)

در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی غالبا با سیستم­های لوله­ کشی صنعتی (Piping) در واحدهای صنعتی و خطوط لوله انتقال (Pipe Line) برای انتقال مواد نفتی و گاز بین شهرها و مناطق مختلف سروکار داریم و از آنجا که محصول این صنعت یک سیال/گاز است لذا جابجا کردن آن در طی مسیر تولید و ایجاد تغییرات روی خوراک ورودی و تبدیل آن به محصول نهایی نیازمند یک سیستم لوله­ کشی متشکل از اجزا و زیرسیستم­های گوناگون نظیر ابزاردقیق، پروسس، ... است. برای طراحی و اجرای موفق سیستم لوله ­کشی در یک واحد صنعتی توجه به موضوعات زیر ضروری است:

 1- شناخت کدها و استانداردهای مربوطه

از آنجا که ایمنی و حفظ محیط زیست در این صنعت مهم است، لذا پیروی از الزامات استانداردهای معتبر بین­المللی در زمان طراحی و اجرای پروژه­ها الزامی است. شناخت این کدها نظیر ASME B31.3 و استانداردهای مختلف نظیر API 5l، ASME B16.5، ... می­تواند به درک بالاتر مهندسان منجر شود.

2- شناخت انواع مدارک و مستندات پروژه­ های پایپینگ

بدلیل ماهیت بینارشته­ ی دانش Piping، مستندسازی در پروژه­ های EPC و پیروی از یک روش نظام­ مند در بیان و ذکر نکات فنی مربوط به دیسیپلین­ های گوناگون امری مرسوم است آشنایی با سلسله مراتب مدارک فنی نظیر PFD، P&ID، Specification، Design Criteria، ... و چگونگی ارتباط آنها با یکدیگر، همچنین موضوعاتی که در هر مدرک قابل بیان است، یک نیاز مهم برای مهندسان است.

 3- شناخت متریال و آلیاژهای بکار رفته در ساخت اجزای سیستم پایپینگ

شناخت انواع مواد مهندسی مجاز بر اساس کدهای طراحی و چگونگی انتخاب متریال (Material Selection) به منظور حفظ یکپارچگی، ایمنی، عدم شکست مکانیکی و صرفه اقتصادی بسیار مهم است.

4-  شناخت انواع لوله­ ها، فیتینگ­ ها و شیرآلات و نحوه سایزینگ آنها

کارکرد صحیح سیستم لوله ­کشی در گرو انتخاب درست اجزای مختلف نظیر لوله ­ها، زانویی­ ها، کاهنده­ ها، شیرآلات، ... می­باشد. همچنین داشتن ضخامت کافی برای اجزای مختلف ضامن عملکرد صحیح سیستم طی عمر موردانتظار خواهد بود.

5- آشنایی با اصول چیدمان و روش­های لوله ­کشی در اطراف تجهیزات فرایندی

از آنجا که پروژه ­های نفت و گاز غالبا شامل مسیرهای گوناگون لوله­ با تراکم زیاد خصوصا در نواحی نظیر Pipe Rack و Pump Station هستند، لذا رعایت اصول چیدمان با درنظر داشتن ایمنی، مسائل اقلیمی نظیر جهت باد غالب و مسائل اقتصادی از وظایف یک مهندس طراح محسوب می­شود.

6- شناخت اصول ساپورت­ گذاری لوله ­ها و تحلیل تنش با روش­های ساده

حفظ انعطاف­ پذیری سیستم لوله­ کشی در شرایط عملکردی حین بهره برداری در برابر بارهای مرده، زنده و اتفاقی از طریق طراحی و تعبیه ساپورت­ های مناسب در فواصل موردنیاز در مسیر لوله است. وجود این ساپورت­ ها باعث کنترل تنش و کاهش جابجایی­ های غیرلازم سیستم خواهد شد.

برای شرکت در دوره آموزشی اصول طراحی سیستم ­های لوله ­کشی (Piping) اینجا کلیک کنید.

پس از کسب این دانش­ها، علاقمندان به طراحی سیستم­های لوله ­کشی لازم است چگونگی مدلسازی سه­ بعدی و تهیه نقشه­ های اجرایی پایپینگ را به کمک نرم ­افزار PDMS فرابگیرند. این نرم­ افزار که محصول شرکت AVEVA است، اکنون قوی­ترین و پراستفاده­ ترین نرم­ افزار طراحی پایپینگ است که از ماژول­ های گوناگون ساخته شده است:

- طراحی موضوعات مختلف نظیر انواع Euipment، سیستم Piping در ماژول DESIGN

-  تهیه نقشه­ های مسیر لوله­ ها بصورت آیزو در ماژول Iso-Draft

این موضوعات در دوره مقدماتی این نرم افزار تدریس می­شود.

برای شرکت در دوره آموزشی مدل سازی واحدهای فرایندی و لوله کشی به کمک PDMS – سطح یک اینجا کلیک کنید.

-  طراحی Structureها و پلتفرم­ های مختلف، Cable Trayها و سیستم­های HVAC در ماژول DESIGN

- تهیه نقشه­ های تجهیزات و اقلام مختلف در ماژول DRAFT

این موضوعات در دوره متوسط این نرم ­افزار تدریس می­شود.

برای شرکت در دوره آموزشی مدل سازی واحدهای فرایندی و لوله­ کشی به کمک PDMS – سطح دو اینجا کلیک کنید.

- مدیریت پروژه و طرح ­های ایجاد شده در ماژول های تخصصی­ تر مانند ADMIN، PARAGON و MONITOR

این موضوعات در دوره پیشرفته این نرم ­افزار تدریس می­شود.

برای شرکت در دوره آموزشی مدلسازی واحدهای فرایندی و لوله ­کشی به کمک PDMS – سطح سه اینجا کلیک کنید.

ب- تحلیل تنش خطوط لوله به کمک CAESAR II

بر اساس کدهای فنی حوزه پایپینگ، برای ساپورت­ گذاری خطوط با قطرهای متوسط و بزرگ در دماهای طراحی بالاتر از 150 درجه سانتیگراد، اجرای دقیق تحلیل تنش بر اساس روش اجزای محدود اما با درنظر گرفتن الزامات کد طراحی ضروری است. در حال حاضر کامل­ ترین نرم ­افزار برای تحلیل تنش خطوط لوله، نرم ­افزار CAESAR II محصول شرکت COED است که در ایران نیز بسیار شناخته شده می­باشد.

انجام تحلیل­ های استاتیکی و دینامیکی در برابر بارهای مرده، بارهای زنده، بارهای اتفاقی و کنترل پدیده­هایی مثل Lift-off و ... به کمک این نرم­ افزار انجام می­گیرد.

برای شرکت در دوره آموزشی تحلیل تنش خطوط لوله به کمک نرم­ افزار CAESAR II اینجا کلیک کنید.

ج- طراحی فرایند (پروسس) و ایمنی

نخستین گام برای طراحی در صنایع فرایندی نظیر نفت و گاز، طراحی فرایند Process Design است. برای این منظور لازم است در سه گام طراحی فرایند را انجام بدهیم:

- گام اول- شبیه ­سازی فرایند: برای این منظور غالبا از نرم ­افزارهای Aspen HYSYS یا Aspen PLUS استفاده می­شود. به کمک این نرم­ افزارها می­توانید معادلات تعادل جرم و انرژی در کلیه مسیر فرایند را حل کرده، با در نظر داشتن مدل­ه ای ترمودینامیکی مربوطه، رفتار شیمیایی خوراک را تحلیل کنید.

برای شرکت در دوره آموزشی شبیه­ سازی فرایند با نرم ­افزار HYSYS سطح یک اینجا کلیک کنید.

برای شرکت در دوره آموزشی شبیه­ سازی فرایند با نرم ­افزار ASPEN PLUS- سطح یک اینجا کلیک کنید.

- گام دوم- تهیه نقشه ­های فرایندی: دیاگرام­ های جریان فرایندی Process Flow Diagram (PFD) و نقشه­ های پایپینگ و ابزاردقیق Piping & Instrumentation Diagram (P&ID) از مدارک مهم فرایندی است که می­بایست برای پروژه ها تهیه شود. این مدارک به شکل کامل خروجی یک طرح موفق را مستندسازی می­کنند. همچنین مطالعات ریسک فرایندی و تحلیل مخاطرات احتمالی Safety از نگاه فرایندی از مهم­ترین فعالیت­های مهندسان فرایند در این مرحله محسوب می­شود.

برای شرکت در دوره آموزشی طراحی نقشه­ های فرایندی و تحلیل مخاطرات اینجا کلیک کنید.

-گام سوم- تهیه دیتاشیت تجهیزات: شناسایی ویژگی­ها و خصوصیات تجهیزات در شرایط فرایندی در بهره ­برداری مناسب از تجهیزات حین عملیات بسیار موثر است. این خصوصیات در مدرکی تحت عنوان Datasheet (دیتاشیت) درج می­شود. رعایت الزامات استانداردی در تهیه این مدرک از اهمیت زیادی برخوردار است.

برای شرکت در دوره آموزشی تهیه Datasheet برای تجهیزات فرایندی اینجا کلیک کنید.

برای پژوهشگران حوزه فرایند، همچنین گاهی استفاده از نرم­ افزار COMSOL ضروری است. این نرم­ افزار که یک حلگر ریاضی معادلات پیچیده PDE (معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی) محسوب می­شود که قادر است پدیده­ های مختلف فیزیکی و شیمیایی را شبیه­ سازی کرده و معادلات حاکم بر آنها را با محاسبات عددی روی هندسه­ های مختلف حل نماید.

برای شرکت در دوره آموزشی شبیه ­سازی پدیدیه ­های فیزیکی به کمک نرم­ افزار COMSOL Multiphysics اینجا  کلیک کنید.

د- تجهیزات دوار (Rotary Equipment)

تجهیزات دوار در صنایع فرایندی و کارخانجات مختلف کاربرد زیادی دارند. مهم­ترین این تجهیزات عبارتند از: پمپ­ ها، کمپرسورها، توربین­ ها، فن­ ها، ... بدلیل پیچیدگی ­های هیدرولیکی این تجهیزات و خصوصیت­ های مکانیکی آنها، الزامات متعدی در استانداردها و هندبوک ­های مختلف ذکر شده که می­بایست مورد توجه طراحان و مهندسان قرار گیرد. برای شناخت این پیچیدگی­ها و ویژگی­های این تجهیزات، شناخت و آشنایی با تجهیزات دوار برای همه فعالین و متخصصان نفت­ ،گاز و پتروشیمی لازم است.

برای شرکت در دوره آموزشی آشنایی با تجهیزات دوار اینجا کلیک کنید.

از میان انواع تجهیزات دوار، پمپ­ های سانتریفیوژ بسیار پرکاربرد هستند به نحوی که نمی­توان یک خط لوله حاوی سیال را بدون پمپ تصور کرد. برای این منظور لازم است تا مهندسان این حوزه با اصول انتخاب و سایزینگ پمپ­ ها، تعیین متریال اجزای گوناگون پمپ نظیر casing، پروانه، ... همچنین تلورانس ­های مجاز بخش­های گوناگون بر اساس استانداردهای معتبر این حوزه آشنا باشند.

برای شرکت در دوره آموزشی طراحی، بازرسی و محاسبات پمپ­ ها بر اساس API 610 اینجا کلیک کنید.

ه- تجهیزات ثابت (Fixed Equipment)

در کنار تجهیزات دوار، تجهیزات ثابت بخش دیگری از اقلام بکار رفته در صنایع فرایندی را شامل می­شوند. برای نمونه می­توان به مخازن ذخیره، مخازن تحت فشار، مبدل­های حرارتی، کوره­ها، ... اشاره نمود. پرکاربردترین انواع این تجهیزات عبارتند از:

1- مخازن تحت فشار Pressure Vessels: بخش بزرگی از تجهیزات ثابت را شامل می­شوند. همچنین استاندارد ASME SecIII که طراحی، بازرسی حین ساخت، بهره ­برداری و تعمیرات این تجهیزات بر اساس آن است، یک استاندارد پراهمیت و کاربردی در صنعت محسوب می­شود که در حوزه­ های مختلف مورد رجوع متخصصان است. همچنین انجام طراحی بر اساس این نرم ­افزار نیازمند تسلط بر نرم­ افزار PVELITE می­باشد.

برای شرکت در دوره آموزشی طراحی مخازن تحت فشار طبق ASME Sec.VIII Div.1 به کمک نرم­ افزار PVELITE اینجا کلیک کنید.

2- مخازن ذخیره اتمسفریک: انواع گوناگون این مخازن (سقف ثابت، سقف شناور، ...) یکی دیگر از تجهیزات ثابت پرکاربرد در صنایع نفت و گاز محسوب می­گردند که علاقمندان به این حوزه لازم است علاوه بر استانداردهای مربوطه نظیر API 650 و API 620، با نرم­افزار TANK نیز آشنا باشند.

برای شرکت در دوره آموزشی طراحی مخازن ذخیره به کمک TANK اینجا کلیک کنید.

3- مبدل­ های حرارتی: سومین دسته از تجهیزات ثابت پرکاربرد، انواع مبدل ­های حرارتی (مانند مبدل­های پوسته لوله، دو لوله­ای، صفحه­ای، ...) هستند. علاقمندان به این موضوع لازم است علاوه بر اصول طراحی مبدل­ های حرارتی و استانداردهای مربوطه مانند TEMA، با نرم­افزار HTRI نیز آشنا باشند.

برای شرکت در دوره آموزشی طراحی مبدل­ های حرارتی به کمک HTRI اینجا کلیک کنید.