Piping Design Yuri Santana Den Haag maart 2013

Transcriptie

1 Piping Design

2 Piping Design Yuri Santana Den Haag maart 2013

3 Naam student Yuri Santana Studentnummer: Telefoon: Leerbedrijf: CB&I Datum: 1 november 2013 Blok: 1.1 Versie doc.: 1 Bedrijfsbegeleider: Rene van t Wout rvantwout@cbi.com Telefoon: SLB-begeleider: Eline Duine e.duine@hhs.nl Telefoon:

4 Voorwoord Dit rapport gaat over Piping dit is tot stand gekomen omdat de term voor sommige onbekend is. Vaak doen we het ontwerpen van leidingsystemen voor het transport van vloeistoffen of gassen van de ene plaats naar de andere. Op de tekenkamer beginnen de piping bezigheden voor een nieuwe installatie, met het assisteren van de proces afdeling bij het opzetten van schema s. Ten slotte vermeld ik dat dit verslag mede tot stand is gekomen dankzij Cees van der Lely en Rene van t Wout. In het bijzonder wil ik hen bedanken voor hun input. Den Haag, maart 2013

5 Inhoudsopgave Samenvatting 6 1 Inleiding 7 2 Technische afdelingen Process Piping Design Pipe Stress & Support Piping Engineering Civil & Structural Mechanical 10 3 Vereiste middelen 11 4 Literatuurlijst 12

6 Samenvatting In dit verslag zult u zien hoe verschillende disciplines aan het werk gaan en uiteraard wat meer over de afdeling Piping Design. Op een project werken meerdere technische afdelingen samen aan een doel; Het ontwerpen en bouwen van een goed werkende fabriek, volgens de specificaties, binnen de planning en tegen een zo laag mogelijke prijs. Omdat samenwerken ontzettend belangrijk is ziet u dit terug in mijn verslag, ook zie je welke werkzaamheden de afdelingen doen. De conclusie hiervan is, dat Piping Design een belangrijke afdeling is binnen Piping.

7 1 Inleiding CB&I (Chicago Bridge & Iron) ontwerpt en bouwt wereldwijd raffinaderijen en chemische installaties voor de winning en werking van olie en gas, zowel on- als offshore, waar wereldwijd meer dan mensen werken. Het bedrijf CB&I van vandaag combineert bewezen proces technologie samen met algemene mogelijkheden in EPC (Engineering Procurement & Construction) om veelomvattende oplossingen te bieden aan klanten die in de energie en natuurlijke grondstoffen sector zitten. Al snel werd CB&I bekend voor hun uitstekende design engineering en constructie van grote verhoogde bovengrondse watertanks, bovengrondse tanks voor petroleum opslag en andere geraffineerde producten. Vandaag de dag richt CB&I zich op de gehele energie sector. CB&I kan klanten een totaal pakket van technologie licenses, front end engineering and design (FEED); EPC services; commissioning; en aftermarket ondersteuning aanbieden.

8 2 Technische afdelingen 2.1 Process Bij de start van het project zullen in eerste instantie de process engineers, de eisen en wensen van de opdrachtgever moeten vertalen in een procestechnisch ontwerp van de installatie. Dit proces wordt vastgelegd in onder andere schema s en lijsten waar de informatie van alle componenten op aangegeven staat, (apparaten, pijpleidingen, instrumenten, etc.) PI&D Op deze schema s is de fabriek volledig volgens schema getekend. Elk apparaat, elke leiding en elk instrument staan erop. Deze tekeningen zijn de belangrijkste van de fabriek. Op de P&I D staan allerlei informatie die je nodig hebt om een detail ontwerp te kunnen maken. Zo staat aangegeven met een pijltje een slope. Je ziet ook alle nummers van apparaten, leiding maten, afsluiters, notities etc. Voor de leidingen zijn de nummers in de pipespec s terug te vinden. Het instrument staat aangegeven en hebben een lettercode met een volgnummer. 2.2 Piping Design Piping Design is verantwoordelijk voor het ontwerpen van de fabriek, dat wil zeggen het ontwerpen van de lay-out van de installaties en alle details van het leidingwerk. Dit gebeurt soms op een tekentafel, maar wordt vaak in detail met een 3D computersysteem (PDMS) uitgevoerd. Zo n ontwerp moet voldoen aan allerlei eisen met betrekking tot: proceseisen veiligheidseisen constructie bediening onderhoud kosten Het ontwerp wordt vastgelegd in verschillende documenten, waarbij: Plotplan Dit is een overzicht (plattegrond) van de fabriek. Hierop staan de plekken van alle apparaten, waar de pijprekken en hoofdconstructies komen. Ook wordt hier aangegeven waar vrije plekken gereserveerd moeten worden voor onderhoud en uitbreiding van de fabriek. Piping plan Dit is het eindresultaat van het ontwerp. Hierop staan alle apparaten, leidingen, instrumenten, kabelgoten en staalconstructies weergegeven. Deze tekeningen worden uit het 3D model gehaald en je ziet precies hoe de fabriek eruit komt te zien. Isometrics Dan stappen we over naar de isometrics, dit zijn tekeningen van leidingen volgens de isometrische projectie methode. Alle maten staan erop zodat het gefabriceerd kan worden. Materialen

9 Vanuit het 3D model kan een volledige materiaallijst gemaakt worden ook wel material take off (MTO) genoemd. Per leiding kan precies worden gekeken welk materiaal er nodig is, om de leiding te maken. Het is dus belangrijk dat de ontwerper juiste keuzes maakt in het 3D model, dan worden de juiste materialen gekozen. Pipe Spec Dit is het basisdocument in het design waarin alle te gebruiken componenten worden aangegeven. De Pipe Spec wordt ontwikkeld met gegevens die aangegeven worden door de Proces Department. 2.3 Pipe Stress & Support Het onderwerp controleren op hoge spanningen en het plaatsen van ondersteuningen aan de leidingen. Door de leiding gaan vloeistoffen en gassen, soms met een hoge of lage temperatuur met als gevolg uitzetting of krimp van het pijpmateriaal. Dit moet met de juiste pijpondersteuningen opgevangen worden, zodat krachten en spanningen in het leidingsysteem en op de aangesloten apparaten binnen de gestelde grenzen en normen blijven. Ook hiervoor is goed technisch inzicht, ervaring en inventiviteit nodig Ook moeten leidingsystemen ondersteund worden om de statische belasting van gewicht en druk. Binnen de materiaal toelaatbare spanning te houden, met speciale software zijn gedragingen en spanningen na te bootsen en te berekenen. De methode van spanningsberekeningen en de daarbij behorende toelaatbaare niveaus is vastgelegd in (inter)nationale regelgeving. Leidingondersteuningen zijn er in vele varianten, elk met zijn specifieke toepassing. De Pipe Stress & Support specialist moet goed weten welke ondersteuiningen hij waar moet toepassen om het leidingsysteem zo efficient mogelijk te ondersteunen. In bijzondere situaties kan men niet volstaan met de standaard pijpondersteuningen, en moeten er speciale en soms complexe ondersteuningen ontworpen worden, een uitdaging voor de specialist. 2.4 Pipe Engineering In de procesindustrie wordt het begrip Engineering echter wat breder aangepakt. Naast het gebruik maken van de aanwezige technische kennis, hebben de medewerkers te maken met de voorwaarden die door andere afdelingen aan hun ontwerp gesteld worden. Dit betekent, dat voortdurend informatie uitgewisseld moet worden tussen al deze disciplines ( civiel en bouwkunde, proces, Mechanical, Instrument, etc). Daarnaast hebben zij te maken met o.a zaken als inkoop, planning, kosten- en voortgangsbewaking. Binnen het ontwerp staat de piping afdeling centraal. Dat wil dus zeggen, dat vooral de piping afdeling gedurende het project veel met de overige vakdisciplines contact heeft. De piping afdeling legt veelal de basis voor het totale ontwerp. Tot de hoofdtaken van een piping afdeling kunnen worden genoemd. Het maken van de opstellingstekeningen; Het ontwerpen van het leidingsysteem; Het uitrekken van alle pijpmaterialen en supports; Het maken van de specificaties van het leidingmateriaal; Het werken van de eisen van andere disciplines in het ontwerp Andere taken van de piping engineer omvat ondermeer het maken van koopomschrijvingen en het technisch evalueren van aanbiedingen van fabrikanten, het schrijven van specificaties met betrekking tot piping fabricage, het berekenen van bepaalde piping componenten, en het beheren van de materialenstroom uit het 3D model.

10 2.5 Civil & Structural De civiele afdeling is verantwoordelijk voor alle beton constructies (fundaties, gebouwen, draagconstructies, etc.). De afdelingen Mechanical en Piping moeten Civil informatie doorgeven. Bijvoorbeeld: Locatie van equipment, afmetingen en gewicht, locatie van de pijpbruggen, locatie van supports en ondergrondse leidingen. Met deze informatie kan de afdeling civiel de fundatie, betonconstructies en de heipalen ontwerpen. De afdeling civil doet natuurlijk veel meer bijv. Het ontwerpen van gebouwen, wegen, plaatselijke omstandigheden grondwerk/riolering. De afdeling civil geeft op zijn beurt weer de informatie terug aan de andere afdelingen. De structural afdeling is o.a verantwoordelijk voor alle staal constructies (pijpbruggen, platforms, stalen draagconstructies, etc.). De afdeling Mechanical en Piping moeten Structural informatie doorgeven. Bijvoorbeeld locatie van Equipment, hoe dit eruit ziet (lengte, hoogte, diameter, vorm, gewicht), locatie van de grote (pipe) supports (breedte, hoogte, gewicht), Het ontwerpen van trappen, kooiladders en bordessen. 2.6 Mechanical De afdeling Mechanical maakt voor het equipment (apparaten) de data sheet en requistions. Met deze documenten kan het equipment bij leveranciers worden aangevraagd. De aanbieding van de leveranciers wordt door de afdeling mechanical technisch geevalueerd. Als de leverancier gekozen heeft zal de afdeling de equipment document van de leverancier controleren. De mechanical afdeling is meestal verdeeld in een groep Static- en Rotating equipment. De static groep behandelt de drukvaten en warmte wisselaars, dus equipment dat geen draaiende onderdelen heeft. De rotating groep behandelt de pompen en mixers, dit zijn de equipments met draaiende onderdelen De afdeling mechanical werkt nauw samen met de afdeling piping. De afdeling geeft de nozzle orientatie van de vaten door aan de afdeling mechanical. De afdeling Mechanical geeft de gewichten en afmetingen van het equipment ook door aan de afdeling Civil zodat zij de fundatie en staal of beton constructies kunnen ontwerpen.

11 3 Vereiste middelen Om een goed ontwerp te maken zijn er een aantal punten waar (aankomend) ontwerper aan moet voldoen: Kennis van apparaten Hoe werkt een bepaald apparaat en hoe moeten de leidingen erop aangesloten worden om de juiste werking van het apparaat te krijgen. Kennis van componenten Hoe kan je van verschillende componenten (fittingen) een leidingsysteem ontwerpen, dat voldoet aan de juiste pijpspecificaties. (materialen, druklassen, etc.) Kennis van ontwerpeisen Hoe wil de klant de fabriek bedienen en onderhouden. Wat zijn de eisen voor de veiligheid. (o.a. vluchtwegen). Basis kennis van pijpondersteuningen Hoe kunnen de ontworpen leidingen ondersteund worden. Communicatief Het is onmogelijk om zonder goede communicatie een ontwerp te maken dat voldoet aan alle eisen. Creativiteit Vaak moeten er meerdere modellen gemaakt worden om tot het uiteindelijk ontwerp te komen. Een 3- dimensionaal inzicht en een flinke dosis creativiteit is zeker een vereiste om tot goede ideeën te komen. Een goede ontwerper mag zich terecht een Technische kunstenaar noemen. Het is nogal wat, al deze punten te kunnen, maar je moet bedenken dat iedere ontwerper het vak heeft moeten leren en dat niemand alles gelijk wist. Zo zijn er verschillende piping trainingen en cursussen zowel binnen het bedrijf als extern gegeven worden. Uiteraard zijn er enige jaren ervaring nodig om een volleerd ontwerper te worden.

12 4 Literatuurlijst Informatie brochure piping afdeling Internet Algemene informatie. Veel nuttige informatie over Piping.