استاندارد های نفت و گاز و پتروشیمی

آشنایی با مهمترین استاندارد های کاربردی در صنایع نفت و گاز ،پتروشیمی ، نیروگاهی و صنایع سنگین

وقتی صحبت از استانداردهای نفت و گاز و پتروشیمی می‌شود، ابتدا باید به دو سؤال مهم پاسخ داد:

استاندارد چیست و چه تفاوتی با کد، Specification و مدارک مهندسی دارد؟

و سؤال دوم اینکه منظور از استانداردهای نفت و گاز دقیقاً چیست؟
آیا منظور استانداردهایی است که در طراحی و ساخت پالایشگاه، پتروشیمی و تأسیسات نفت و گاز استفاده می‌شوند؟ … یا استانداردهای مربوط به بهره‌برداری، بازرسی و نگهداری؟

پاسخ این است که هر دو بخش را شامل می‌شود. یک پروژه نفت و گاز از مرحله مهندسی و طراحی آغاز شده، از خرید و ساخت و نصب عبور می‌کند و پس از راه‌اندازی وارد مرحله بهره‌برداری و نگهداری می‌شود. در تمام این مراحل، استانداردها، کدها و Specificationهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به همین دلیل، اگر بخواهیم تصویری درست از استانداردهای صنایع نفت و گاز و پتروشیمی داشته باشیم، بهتر است آنها را بر اساس چرخه عمر پروژه بررسی کنیم.

فهرست محتوا:

• استاندارد چیست؟
• تفاوت استاندارد، کد و اسپک
• استانداردهای نفت و گاز در مرحله EPC
• استانداردهای نفت وگاز در مرحله بهره برداری
• مهمترین سازمانهای تولید کننده استاندارد

استاندارد چیست؟

استاندارد (Standard) مجموعه‌ای از قواعد، الزامات، تعاریف، روش‌ها، مشخصات یا دستورالعمل‌های فنی است که برای ایجاد یک مبنای مشترک در طراحی، ساخت، آزمایش، نصب، بازرسی، بهره‌برداری یا سایر فعالیت‌های فنی تدوین می‌شود.

استانداردها معمولاً توسط سازمان‌های تخصصی و نهادهای شناخته‌شده تدوین می‌شوند و هدف آنها ایجاد هماهنگی، کیفیت، قابلیت اطمینان، ایمنی و سازگاری فنی است.

برای مثال، یک استاندارد ممکن است مشخص کند:

• یک ماده چه خواص و ترکیب شیمیایی داشته باشد.
• یک لوله با چه ابعادی تولید شود.
• یک روش تست چگونه انجام شود.
• یک تجهیز چگونه طراحی یا آزمایش شود.
• یک فلنج چه ابعادی داشته باشد.
• یک سیستم در چه شرایطی از نظر ایمنی قابل قبول باشد.

نکته مهم این است که استاندارد ذاتاً و در همه شرایط الزام قانونی ندارد. اما اگر یک استاندارد در قانون، مقررات، قرارداد، اسناد مناقصه یا Specification پروژه ارجاع داده شود، رعایت آن می‌تواند الزام‌آور شود.

بنابراین بهتر است به جای اینکه استاندارد را صرفاً «پیشنهاد» بدانیم، بگوییم:

استاندارد یک مرجع فنی توافق‌شده است که میزان الزام‌آوری آن به نحوه ارجاع و استفاده از آن بستگی دارد.

تفاوت استاندارد، کد و اسپک (Specification) چیست؟

یکی از مهم‌ترین ابهامات در پروژه‌های نفت و گاز، تفاوت بین Standard، Code و Specification است.

استاندارد (Standard)

استاندارد یک مرجع فنی برای ایجاد قواعد و معیارهای مشخص است.

برای مثال:

• ASTM برای بسیاری از مشخصات مواد و روش‌های آزمون
• ASME برای بسیاری از الزامات طراحی و ساخت تجهیزات مکانیکی
• API برای تجهیزات و فعالیت‌های مختلف صنعت نفت و گاز
• NFPA برای حوزه‌های مختلف ایمنی و حفاظت در برابر حریق
• ISO برای طیف گسترده‌ای از استانداردهای بین‌المللی

کد (Code)

Code معمولاً مجموعه‌ای از الزامات فنی نظام‌مند است که برای طراحی، ساخت، بازرسی، تست یا بهره‌برداری از یک تجهیز یا سیستم تدوین شده است.

یکی از معروف‌ترین نمونه‌ها در صنایع نفت و گاز، کدهای ASME B31 برای سیستم‌های پایپینگ است.

برای مثال:

• ASME B31.1 برای Power Piping
• ASME B31.3 برای Process Piping
• ASME B31.4 برای Pipeline Transportation Systems for Liquids and Slurries
• ASME B31.8 برای Gas Transmission and Distribution Piping Systems

کد نیز لزوماً به خودی خود «قانون دولتی» نیست؛ اما ممکن است توسط مقررات یا قرارداد پروژه الزام‌آور شود.

Specification یا Spec چیست؟

Specification یا مشخصات فنی سندی است که الزامات مشخص یک پروژه، شرکت، کارفرما یا تجهیز را تعیین می‌کند.

در پروژه‌های EPC، اسپک (Specification) اهمیت بسیار زیادی دارد.

برای مثال ممکن است کارفرما برای سیستم پایپینگ پروژه یک Specification تهیه کند و در آن مشخص کند:

• چه استانداردهایی باید رعایت شوند.
• چه موادی قابل استفاده هستند.
• چه کلاس‌های فشاری مجاز هستند.
• چه روش‌هایی برای جوشکاری مورد قبول است.
• چه تست‌هایی باید انجام شود.
• چه الزامات بازرسی وجود دارد.
• چه مدارکی باید توسط پیمانکار ارائه شود.

بنابراین یک Specification پروژه می‌تواند به استانداردها و کدهای مختلف ارجاع دهد و آنها را به بخشی از الزامات پروژه تبدیل کند.

استاندارد با مدارک مهندسی پروژه چه تفاوتی دارد؟

این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا بسیاری از کاربران استاندارد را با مدرک مهندسی اشتباه می‌گیرند.

برای مثال، ASME B31.3 یک کد فنی است؛ اما P&ID، Plot Plan یا Equipment Data Sheet مدارک مهندسی یک پروژه هستند.

در یک پروژه نفت و گاز ممکن است مدارکی مانند موارد زیر وجود داشته باشند:

• PFD یا Process Flow Diagram
• P&ID یا Piping and Instrumentation Diagram
• Equipment Data Sheet
• Piping Material Specification
• Plot Plan
• General Arrangement Drawing
• Isometric Drawing
• Line List
• Equipment List
• Instrument Index
• Cause & Effect Diagram
• Electrical Single Line Diagram
• Cable Schedule
• Inspection and Test Plan یا ITP
• Welding Procedure Specification یا WPS
• Procedure Qualification Record یا PQR
• Method Statement
• Material Requisition
• Purchase Specification

اینها استاندارد نیستند؛ بلکه مدارک و اسناد مهندسی، خرید، ساخت، بازرسی یا مدیریت پروژه هستند که برای اجرای یک پروژه مشخص تهیه می‌شوند.

یک مثال ساده برای درک تفاوت استاندارد و مدرک مهندسی

فرض کنید قرار است یک پالایشگاه ساخته شود.

ASME B31.3 به عنوان یک کد، الزامات فنی طراحی و ساخت Process Piping را تعیین می‌کند.

اما مهندس پروژه بر اساس اطلاعات فرآیندی و الزامات پروژه یک P&ID تهیه می‌کند.

سپس بر اساس P&ID، سیستم پایپینگ طراحی می‌شود و مدارکی مانند:

• Line List
• Piping Layout
• Isometric Drawing
• Piping Material Specification

تهیه می‌شوند.

بنابراین:

استاندارد و کد → قواعد و الزامات فنی را تعیین می‌کنند.

مدارک مهندسی → این الزامات را در یک پروژه مشخص به طراحی و اجرای واقعی تبدیل می‌کنند.

استانداردهای نفت و گاز در کدام مراحل استفاده می‌شوند؟

برای درک بهتر استانداردهای این صنعت، می‌توان چرخه پروژه را به دو بخش بزرگ تقسیم کرد:

بخش اول: طراحی و ساخت پروژه

این بخش عمدتاً با پروژه‌های EPC مرتبط است و شامل:

1. مطالعات و طراحی مفهومی
2. مهندسی پایه و FEED
3. مهندسی تفصیلی
4. خرید و تأمین تجهیزات
5. ساخت و Fabrication
6. نصب و Construction
7. Pre-Commissioning و Commissioning
8. راه‌اندازی و تحویل پروژه

بخش دوم: بهره‌برداری و نگهداری

پس از راه‌اندازی، مجموعه دیگری از استانداردها و دستورالعمل‌ها برای مواردی مانند:

• بهره‌برداری
• بازرسی دوره‌ای
• تعمیر و نگهداری
• Integrity Management
• ایمنی فرآیند
• بازرسی تجهیزات تحت فشار
• مدیریت خوردگی
• کنترل انتشار مواد
• تعمیرات و Shutdown

مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استانداردهای نفت و گاز در مرحله EPC

بخش مهمی از استانداردهای نفت، گاز و پتروشیمی در پروژه‌های EPC مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مطالعه بیشتر: پروژه EPC چیست؟

EPC شامل سه بخش اصلی است:

• Engineering: مهندسی و طراحی
• Procurement: خرید و تأمین تجهیزات و مواد
• Construction: ساخت و نصب

اما استانداردهای پروژه فقط به مرحله EPC محدود نیستند و پس از راه‌اندازی نیز برای بهره‌برداری، بازرسی و نگهداری تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استانداردهای پایپینگ نفت و گاز

پایپینگ یکی از گسترده‌ترین حوزه‌های استاندارد در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی است.

در این بخش، موضوعاتی مانند:

• طراحی خطوط لوله
• انتخاب متریال
• ضخامت لوله
• فشار و دمای طراحی
• اتصالات
• فلنج‌ها
• ولوها
• جوشکاری
• تست فشار
• Pipe Support
• تنش‌های پایپینگ
• خوردگی

بررسی می‌شوند.

از مهم‌ترین مراجع این حوزه می‌توان به ASME B31.3، ASME B31.4، ASME B31.8، API و ASTM اشاره کرد.

برای آشنایی با کدها و استانداردهای این حوزه، به صفحه [استانداردهای پایپینگ] مراجعه کنید.

استانداردهای متریال و مواد

انتخاب صحیح متریال برای تجهیزات و سیستم‌های پایپینگ اهمیت بسیار زیادی دارد.

در این زمینه استانداردهای ASTM کاربرد گسترده‌ای دارند.

برای مثال ASTM می‌تواند مشخصات فنی مواردی مانند:

• Pipe
• Plate
• Forging
• Casting
• Fitting
• Valve Material

را پوشش دهد.

در پروژه‌ها معمولاً علاوه بر استاندارد متریال، الزامات اضافی کارفرما نیز در Material Specification یا Project Specification تعیین می‌شود.

استانداردهای تجهیزات ثابت

تجهیزات ثابت (Static Equipment) بخش مهمی از تأسیسات نفت، گاز و پتروشیمی هستند.

این تجهیزات شامل مواردی مانند:

• Pressure Vessel
• Heat Exchanger
• Storage Tank
• Column
• Reactor
• Drum

هستند.

یکی از مهم‌ترین مراجع در این حوزه ASME BPVC Section VIII برای مخازن تحت فشار است.

استانداردها و کدهای مرتبط با طراحی، ساخت، تست و بازرسی تجهیزات ثابت بسته به نوع تجهیز متفاوت هستند.

استانداردهای تجهیزات دوار

تجهیزات دوار (Rotating Equipment) نیز بخش مهمی از واحدهای صنعتی را تشکیل می‌دهند.

نمونه‌های مهم عبارت‌اند از:

• Pump
• Compressor
• Turbine
• Fan
• Blower

در این حوزه استانداردهای API نقش بسیار مهمی دارند.

برای مثال خانواده استانداردهای API در زمینه پمپ‌ها، کمپرسورها، توربین‌ها، سیستم‌های آب‌بندی و تجهیزات دوار در بسیاری از پروژه‌های نفت و گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استانداردهای برق

استانداردهای برق در پروژه‌های نفت و گاز فقط به تأمین انرژی محدود نمی‌شوند.

موضوعاتی مانند:

• طراحی شبکه برق
• تجهیزات فشار ضعیف و متوسط
• موتورهای الکتریکی
• کابل‌ها
• تابلوهای برق
• Earthing
• Lightning Protection
• تجهیزات ضدانفجار
• Hazardous Area Classification

در این حوزه بررسی می‌شوند.

استانداردهای IEC، IEEE، NFPA و برخی استانداردهای API و NEMA بسته به پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استانداردهای ابزار دقیق و کنترل

در واحدهای نفت، گاز و پتروشیمی، کنترل فرآیند اهمیت بسیار زیادی دارد.

در این حوزه مواردی مانند:

• Pressure Instrumentation
• Temperature Instrumentation
• Flow Measurement
• Level Measurement
• Control Valve
• PLC
• DCS
• SIS
• Alarm Systems

بررسی می‌شوند.

از مراجع شناخته‌شده این حوزه می‌توان به ISA، IEC و API اشاره کرد.

استانداردهای ایمنی و آتش‌نشانی

ایمنی در صنایع نفت و گاز یکی از مهم‌ترین حوزه‌های استانداردگذاری است.

استانداردهای این بخش موضوعاتی مانند:

• Fire Protection
• Fire Detection
• Fire Fighting
• Emergency Response
• Fire Water System
• Sprinkler Systems
• Hazardous Areas
• Safety Distances

را پوشش می‌دهند.NFPA یکی از مهم‌ترین مراجع بین‌المللی در زمینه حفاظت در برابر آتش است.

استانداردهای بهره‌برداری نفت و گاز و پتروشیمی

اما استانداردهای نفت و گاز به مرحله EPC و ساخت پالایشگاه یا پتروشیمی ختم نمی‌شوند.

بعد از تحویل پروژه، تأسیسات وارد مرحله Operation & Maintenance می‌شوند و مجموعه دیگری از استانداردها اهمیت پیدا می‌کنند.

در این مرحله مهم‌ترین موضوعات عبارت‌اند از:

بهره‌برداری ایمن

اپراتورها باید بر اساس دستورالعمل‌ها و رویه‌های مشخص، تجهیزات و فرآیند را کنترل کنند.

موضوعاتی مانند:

• Start-up
• Shutdown
• Emergency Shutdown
• Operating Limits
• Alarm Management
• Emergency Response

در این مرحله اهمیت دارند.

بازرسی و Integrity Management

تجهیزات نفت و گاز در طول زمان تحت تأثیر عواملی مانند:

• خوردگی
• فرسایش
• Fatigue
• ترک
• خوردگی تحت تنش
• کاهش ضخامت

قرار می‌گیرند.

بنابراین پس از راه‌اندازی، برنامه‌های بازرسی دوره‌ای و مدیریت یکپارچگی تجهیزات اهمیت زیادی دارند.

استانداردها و Recommended Practiceهای API در این حوزه بسیار پرکاربرد هستند.

استانداردهای بازرسی تجهیزات تحت فشار

تجهیزاتی مانند:

• Pressure Vessel
• Storage Tank
• Heat Exchanger
• Piping

در طول عمر خود نیازمند بازرسی هستند.

در این زمینه استانداردها و دستورالعمل‌های مرتبط با In-service Inspection، تعیین دوره بازرسی، ارزیابی خوردگی و بررسی وضعیت تجهیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استانداردهای تعمیر و نگهداری

Maintenance بخش مهمی از مرحله بهره‌برداری است.

استانداردها و دستورالعمل‌های تعمیر و نگهداری برای تجهیزاتی مانند:

• Pumps
• Compressors
• Valves
• Pressure Vessels
• Heat Exchangers
• Tanks
• Piping Systems

به کار می‌روند.

هدف اصلی این استانداردها افزایش قابلیت اطمینان و کاهش احتمال خرابی و توقف تولید است.

مهم‌ترین سازمان‌های استاندارد در صنعت نفت و گاز

استانداردهای مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی توسط یک سازمان واحد تدوین نمی‌شوند. مهم‌ترین مراجع عبارت‌اند از:

• ASME — تجهیزات مکانیکی، پایپینگ، مخازن تحت فشار و بویلرها
• API — صنعت نفت و گاز و تجهیزات و عملیات حفاری، استخراج و پالایش
• ASTM — مواد، محصولات صنعتی و روش‌های آزمون در تقریبا تمامی صنایع
• NFPA — حفاظت در برابر حریق و ایمنی آتش (مهمترین استانداردهای ایمنی صنعتی)
• IEC — برق، کنترل ، و تجهیزات الکتریکی
• ISA — ابزار دقیق و اتوماسیون در تمامی صنایع
• ISO — استانداردهای بین‌المللی در حوزه‌های مختلف
• NACE /SSPC /AMPP — خوردگی، مواد و حفاظت از تجهیزات و روشهای کنترل خوردگی و حفاظت کاتدی

برای معرفی کامل این سازمان‌ها و استانداردهای آنها، به صفحات اختصاصی هر یک مراجعه کنید.

استانداردهای مهم نفت و گاز را چگونه دسته‌بندی کنیم؟

برای کسی که قصد یادگیری استانداردهای نفت و گاز را دارد، حفظ کردن صدها شماره استاندارد روش مناسبی نیست.

بهتر است استانداردها را بر اساس حوزه کاربرد دسته‌بندی کنیم:

البته این جدول به معنی اختصاص انحصاری هر حوزه به یک سازمان نیست. در یک پروژه واقعی معمولاً چندین استاندارد و کد به صورت هم‌زمان استفاده می‌شوند.

استانداردهای پالایشگاه و پتروشیمی

در پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی معمولاً یک استاندارد واحد مبنای طراحی و بهره‌برداری نیست.

یک پروژه می‌تواند به صورت هم‌زمان از ASME، API، ASTM، IEC، NFPA، ISA، ISO و AMPP در کنار استانداردهای ملی، Company Standards و Project Specifications استفاده کند.

برای همین، شناخت استانداردها باید بر اساس حوزه کاربرد و مرحله پروژه انجام شود، نه صرفاً بر اساس نام سازمان تدوین‌کننده.

برای مطالعه جامع‌تر این موضوع، به صفحات [استانداردهای پالایشگاه] و [استانداردهای پتروشیمی] مراجعه کنید.