این پروژه توسط شرکت توانمند فولاد صنعت آشیان سازان FOSAN با هدف بهینه‌سازی مسیرهای عبور لوله‌ها، افزایش ایمنی صنعتی، کاهش هزینه‌های نگهداری و تسهیل دسترسی به تجهیزات اجرا شده است. با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی خاص، استانداردهای بین‌المللی و نیازهای صنعت فرآوری سنگ آهن، طراحی و اجرای این پایپ‌رک به‌گونه‌ای انجام شده که بالاترین سطح بهره‌وری، استحکام و دوام را تضمین کند.

پایپ رک‌ها در صنایع سنگین: طراحی، اجرا و استانداردها

در واحدهای صنعتی، خطوط لوله معمولاً بین بخش‌های مختلف کارخانه کشیده شده و نیاز به پشتیبانی سازه‌ای دارند. پایپ رک‌ها (Pipe Racks) یکی از مهم‌ترین اجزای زیرساختی در پتروشیمی، پالایشگاه‌ها، صنایع فولاد، نیروگاه‌ها و صنایع فرآوری معدنی محسوب می‌شوند. این سازه‌ها نقش اساسی در حمل و نگهداری ایمن خطوط فرآیندی، سینی‌های کابل، کابل‌های برق، تجهیزات مکانیکی و پلتفرم‌های دسترسی به شیرآلات دارند.
در بسیاری از پروژه‌ها، پایپ رک‌ها همچنین وظیفه حمل مخازن (Vessels) و ایجاد مسیرهای دسترسی برای تعمیرات و نگهداری را بر عهده دارند. از این رو، طراحی و اجرای دقیق این سازه‌ها از مراحل اولیه مدل‌سازی و طراحی مهندسی آغاز شده و تا فاز ساخت، نصب و بهره‌برداری ادامه دارد.

عوامل کلیدی در طراحی پایپ رک‌ها

۱. نقشه جانمایی و فاز اولیه طراحی
پایپ رک به عنوان شریان اصلی واحدهای صنعتی، باید در مراحل اولیه طراحی سایت (Plot Plan) در نظر گرفته شود. محل دقیق آن باید به گونه‌ای تعیین شود که دسترسی به تجهیزات دیگر را محدود نکند و امکان توسعه آتی را فراهم سازد. مهم‌ترین داده‌هایی که قبل از توسعه جزئیات پایپ رک باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:



نقشه جانمایی (Plot Plan) – تعیین موقعیت پایپ رک نسبت به سایر واحدها
مشخصات کارفرما – الزامات ویژه پروژه
نقشه‌های فرآیندی و ابزاردقیق (P&ID) – مسیرهای لوله‌کشی و ابزارهای کنترلی
مواد و متریال ساخت – انتخاب فولاد مناسب با توجه به شرایط محیطی
الزامات ایمنی و ضدحریق – رعایت استانداردهای آتش‌نشانی
الزامات قانونی و استانداردهای ساخت – مانند ASME, ANSI, API, OSHA, NFPA

۲. بهینه‌سازی فضا و کاهش هزینه‌ها

حداقل‌سازی طول لوله‌ها – کاهش هزینه‌های اضافی ناشی از متراژ بالای لوله‌کشی
استفاده بهینه از متریال – کاهش وزن سازه و کاهش هزینه‌های فولاد و بتن
مدیریت ساخت‌پذیری (Constructability) – تصمیم‌گیری در مراحل اولیه طراحی برای تسهیل نصب و کاهش پیچیدگی‌های اجرایی
جانمایی مسیرهای آینده – در نظر گرفتن فضای اضافی (Contingency Space) حدود ۲۵٪ برای توسعه‌های آتی

۳. انواع پایپ رک و ارتفاع استاندارد
پایپ رک‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

پایپ رک‌های ارتباطی (Interconnected Pipe Racks) – مسیرهای اصلی که خطوط فرآیندی و تأسیساتی را بین واحدها جابجا می‌کنند.
پایپ رک‌های واحدی (Unit Pipe Racks) – مسیرهایی که خطوط را از پایپ رک اصلی به واحدهای صنعتی متصل می‌کنند.

استانداردهای رایج در طراحی پایپ رک:

عرض رایج پایپ رک‌ها: ۶ متر، ۸ متر، ۱۰ متر برای یک دهانه (Single Bay) و ۱۲ متر، ۱۶ متر، ۲۰ متر برای دو دهانه (Double Bay)
فاصله استاندارد بین ستون‌ها: معمولاً ۶ متر، اما در برخی موارد ۸ متر (برای قرارگیری تجهیزات زیر پایپ رک مانند پمپ‌ها)
تعداد طبقات استاندارد: حداکثر ۴ طبقه برای خطوط لوله
ارتفاع پایپ رک: معمولاً به گونه‌ای طراحی می‌شود که عبور وسایل نقلیه از زیر آن امکان‌پذیر باشد.

فرم‌های رایج پایپ رک:

L / T / U / H / Z - انتخاب فرم مناسب بر اساس فضای موجود و بهینه‌سازی متریال

۴. بارهای وارده بر پایپ رک و تحلیل تنش
در طراحی سازه‌ای پایپ رک‌ها، تیم تحلیل تنش (Stress Analysis) بارهای زیر را برای محاسبه استحکام به تیم سازه و عمران ارائه می‌دهد:

بارهای مرده (Dead Load) – وزن لوله‌ها، شیرآلات، عایق‌ها و تجهیزات
بارهای حرارتی (Thermal Load) – بار ناشی از انبساط و انقباض حرارتی لوله‌ها
بارهای دینامیکی (Dynamic Load) – شامل ارتعاشات ناشی از عملکرد تجهیزات
بارهای لرزه‌ای (Seismic Load) – محاسبات زلزله بر اساس موقعیت جغرافیایی پروژه
بارهای باد (Wind Load) – تأثیر سرعت باد روی سازه
بارهای زنده (Live Load) – مانند بار ناشی از تست هیدرواستاتیک (Hydrostatic Test Load)
تمامی این بارها در نرم‌افزارهای تحلیلی مانند STAAD.Pro، SAP2000 و CAESAR II محاسبه شده و مدل‌سازی می‌شوند.