Piping

Kỹ sư đường ống là một kỹ sư cơ khí chuyên về lĩnh vực có liên quan đến việc thiết kế, quy hoạch (bố trí) và lắp đặt các hệ thống thiết bị máy móc và đường ống cho các lĩnh vực như dầu khí, sản xuất, năng lượng, nông nghiệp và thực phẩm, hóa chất, xây dựng khu dân cư và thương mại, hàng hải và nhiều lĩnh vực khác.

Trong hầu hết các công ty về thiết kế nhà máy công nghiệp, Piping engineer được phân thành 4 nhóm nhỏ có chức năng khác nhau, thật sự đây là một mô hình chuẩn trên thế giới tuy nhiên ở việt nam các công ty có đủ tất cả các vị trí như thế này khôn g:
Piping Material Engineering (PME): Chuẩn bị các specification vật liệu cho ống và các phụ kiện liên quan tới ống
Piping Design (PD): Bố trí mặt bằng, Routing các tuyến ống theo P&ID, chuẩn bị các spec liên quan đến thiết kế
Piping Material Control (PMC): chuẩn bị MTO, BoQ, chuẩn bị các đơn hàng cho việc mua sắm vật tư, theo dõi quá trình mua sắm vật tư cho dự án có liên quan tới piping.
Pipe Stress Engineering (PSE) : Phân tích ứng suất đường ống và thiết kế hệ thống các support.

Chúng ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết hơn về công việc và nhiệm vụ của kỹ sư đường ống trong dự án

Piping Material Engineer

Kỹ sư đường ống PME là người được giao việc đầu tiên trong team piping khi tham gia 1 dự án bất kỳ nào đó. Ngay trong trong giai đoạn đấu thầu, PME là người sẽ kiểm tra, đánh giá các yêu cầu kỹ thuật cho một gói thầu, PME chịu trách nhiệm chuẩn bị các specification cho toàn bộ các vật liệu được sử dụng cho hệ thống đường ống trong nhà máy. Các specification cho vật liệu đường ống dành cho các vật tư liên quan như sau: ống, valve, fitting, special parts, các tiêu chuẩn về chế tạo (PWHT), tiêu chuẩn lấp đặt bên cạnh đó còn có các specification dành cho phần insulation, painting, coating, wrapping lien quan đến phần đường ống. Tùy theo đề bài đưa ra của chủ đầu tư cho từng dự án, PME sẽ chuẩn bị 1 bộ specification chi tiết cho dự án đó.

Ở một vài công ty, PME có thể đảm nhiệm thêm việc chọn line class cho từng line trên bản vẽ P&ID. Sau khi chọn line class, PME sẽ lên 1 tài liệu bao gồm danh sách các line trên P&ID cho dự án, tài liệu này tùy từng công ty sẽ có tên khác nhau như : “line list”; “line index”; “line designation table”.
PME sẽ phải làm việc với kỹ sư process để xác định các thông số kỷ thuật cho hệ thống đường ống (Như Nhiệt độ, Áp suất, Điều kiện vận hành …) và làm việc với piping design và các vendor để thỏa mản các yêu cầu kỹ thuật này.

Các sản phẩm của của PME bao gồm
Piping Material Line Class Specification
Piping Material Purchase Specification or Technical notes
Piping Insulation Specification
Piping Painting / Coating Specification
Piping wrapping specification
Piping line list
Specialty (SP) item specification
SP item list.

Piping Design Engieering

Thông thường trong 1 team piping thì Piping designer chiếm số lượng lớn và đông đảo nhất giữ vai trò quan trọng trong giai đoạn detail design. Công việc của Piping Designer bắt đầu từ giai đoạn thiết kế sơ bộ đến giai đoạn thiết kế chi tiết -> giai đoạn thiết kế bản vẽ để thi công, tùy theo đặc tính của từng khu vực thiết kế ( Khu công nghệ ( Process Area) / Khu vực phụ trờ (Utility Area) mà có những thiết kế bố trí lắp đặt khác nhau.

Phần việc chính của kỹ sư đường ống này là:

1) Kỹ sư thiết kế đường ống phải định các vị trí đặt các thiết bị lên mặt bằng (Chuẩn bị plot plan / unit plot plan)

2) Kỹ sư thiết kế đường ống Routing các line ống theo P&ID của bộ phận của Process và chuẩn bị bản vẽ GA (General Arrangement dwg)

3) Chuẩn bị các bản vẽ Isometric dwg từ các bản vẽ GA. Trong giai đoạn thiết kế luôn có sự tương tác giữa các bộ phận như Mechanical (Static equipment / Rotary machinery / HVAC ) E&I (Electrical & Instrument ) Process, Vendor, Team dựng 3D PDMS/PDS để lấy các thông tin liên quan để hoàn thành được bản vẽ bố trí thiết bị & ống đảm bảo các yếu tố thiết kế đáp ứng được các điều kiện bảo trì và vận hành tốt nhất. Sau từng giai đoạn thiết kế thì sẽ có các buổi review bản vẽ giữa các bộ phận với nhau, và Review bản vẽ với chú đầu tư để hoàn thành từng giai đoạn thiết kế trong dự án. Các sản phẩm của Piping Designer trong giai đoạn thiết kế bao gồm:

Piping specification

Project Plot Plan (overall plant ) và unit plot plan, GA (general arrangement)

Piping Detail

Vessel orientation layout and equipment layout studies

Piping drawing list

Piping plan and piping section view

Piping isometrics

Heat tracing drawings

Piping tie-in drawings and tie-in list.

etc…

Piping Stress Engineering

Trong hệ thống đường ống ngoài công việc thiết kế tổng thể, thiết lập thông số vật liệu, thiết kế phần mềm ứng dụng thì : Hai lĩnh vực không kém phần quan trọng trong thiết kế đường ống đó chính là : “thiết kế giá đỡ ống” và “kiểm tra ứng suất”.

Nếu công việc này bị bỏ qua hoặc có sai sót sẽ dẫn đến toàn bộ phần thiết kế không thể sử dụng được. Phân tích ứng suất đường ống bao gồm:

Tính toán ứng suất tại các mặt cắt trên đường ống và so sánh với với giá trị cho phép theo tiêu chuẩn.

Xác định lực tác dụng vào thiết bị, bình chứa và làm thõa mãn yêu cầu của nhà sản xuất về lực do đường ống tác dụng vào bình chứa.
Đưa ra lời khuyên về các giá đỡ và xác định lực tác dụng của đường ống vào các giá đỡ.
Xác định chuyển vị của từng vị trí trên đường ống trong trường hợp hoạt động.
Tính toán tác động của trong lượng, áp suất, nhiệt độ, tải gió, tải sóng và đông đất đến chuyển vị và ứng suất tại các mặt cắt trên đường ống.

Ngoài việc tính toán, các kỹ sư này còn phải thông thạo phần mềm chuyên dụng CEASAR II và có hiểu biết một cách toàn diện về thiết kế đường ống.