أنابيب البولي ايثيلين في البحر

التصميم العام لخط أنابيب البحر

مما لا شك فيه ، تصميم أي مشروع هو واحد من أهم عناصر المشروع. وفي هذا الصدد ، سيقوم فريق تصميم المشروع ، مع مراعاة الطبيعة العامة والخاصة لكل مشروع ووفقاً للمرافق والشروط المتاحة ، بتصميم طريقة التنفيذ وحساب المتطلبات المطلوبة.
تتميز المشاريع البحرية بالتعقيد الفريد بسبب طبيعتها البحرية وظروفها الصعبة وغير المتوقعة ، ولهذا السبب يحتاج فريق التصميم لهذا المشروع إلى خبرة ومهارة كبيرة. في هذه المقالة ، حاولنا إبراز أهمية تصميم خط أنابيب بحري بطريقة عضوية وإبراز الحاجة إلى مزيد من الاهتمام.

التصميم العام لخط أنابيب البحر

يمكن تقسيم النقاط الهامة في تصميم خطوط الأنابيب البحرية إلى جزأين من المفاهيم وأساليب التنفيذ الأساسية ، والتي تتم إحالتها إلى الأجزاء الأكثر أهمية في كل قسم. 

أ‌)    المفاهيم الأساسية للتصميم

مصمم خطوط أنابيب البحر  يتناول هذا القسم أساسيات المشروع ، بما في ذلك ما يلي:

• نصائح السلامة
• موقع المشروع والشروط الأولية والنهائية لخط الأنابيب
• تصميم نظام نقل السوائل
• العمر الإنتاجي للمشروع
• مواصفات السائل في خط الأنابيب
• قدرة النقل وحجم خط الأنابيب
• شكل التصمیم الهندسي 
• المتطلبات الوظيفية لخطة النقل
• الجدول الزمني للجدول

ب) طريقة تنفيذ الخطة

في هذا القسم ، يقوم مصمم خط الأنابيب البحري ، مع الأخذ في الاعتبار مبادئ المشروع ، بفحص الأساليب والمتطلبات المتعلقة به ، ويقترح أفضل خيار. من بين القضايا المهمة في هذا الصدد:

• تنظيم المشروع
• مراحل تنفيذ المشروع
• حدود السلطة التنفيذية
• المعدات المطلوبة في المنهجية المقترحة
• وصف عمليات المشروع التنفیذیة
• المقاولون التنفیذیون
• البائعين والمصنعين للمعدات والمواد المطلوبة

تحدد مسار خط البحر

يتم اختيار مسار خط الأنابيب وفقًا لاعتبارات السلامة الخاصة بالمشروع ، سواء من ناحية عامة أو من حيث الموارد البشرية. في هذا الصدد ، ينبغي النظر في ما يلي على الأقل:

• ازدحام السفن
• أنشطة الصيد
• المنشآت البحرية الأخرى
• الكابلات البحرية وخطوط الأنابيب المتاحة

عدم الاستقرار في البحر

• التيارات التحت سطحية
• نشاط مياه البحر في قاع البحر
• الحواجز البحرية
• الأنشطة المعدنية في قاع البحر
• الأنشطة العسكرية
• القضايا البيئية

من أجل التحقيق في الحالات المذكورة وتحديد مسار خط الأنابيب المناسب ، أولاً ، تم التحقق من خرائط المنطقة وسجلات المشاريع السابقة ، ووفقًا للمعلومات التي تم الحصول عليها من هذا القسم ، يتم اقتراح المسار الافتراضي لخط الأنابيب ثم إجراء المسوحات والدراسات المحلية ، سيتم الانتهاء من المسار واختياره.
من بين النقاط المهمة في زيارات دراسات خطوط الأنابيب البحرية ودراساتها ما يلي:    

• تضاريس قاع البحر في الممر المقترح
• عمليات تفتيش تحت سطح البحر في اتجاه خط الأنابيب لتحديد العوائق المحتملة
• الدراسات الجيوتقنية لقاع البحر لدراسة ظروف التحميل والترسيب
• دراسات هب الرياح في المنطقة
• دراسات حول حالة الموجات البحرية في المنطقة
• درجة حرارة الهواء ودرجة حرارة ماء البحر
• دراسات التدفق السطحي والجوفي

معايير تصميم خطوط الأنابيب البحرية

في تصميم خطوط الأنابيب البحرية هناك معايير فريدة من نوعها ، بما في ذلك:

- عند تقاطع خطوط الأنابيب البحرية ، يجب أن تكون المسافة العمودية بين خطي الأنابيب 30 سم على الأقل.
- يجب أن يحمي خط الأنابيب البحري إحدى الطرق التالية ضد مراسی السفن  و شبکات الصيد فی المنطقة :

• غلاف من الخرسانة
• طريقة الدفن
• غطاء الرمل
• الطرق الميكانيكية

- سمك الجدار الحد الأدنى

باستثناء الحالات التي يلزم فيها اتخاذ التدابير اللازمة لتغطية الأنابيب ضد الأحمال غير المقصودة ، مثل إسقاط الأشياء أو الأحمال الخارجية الأخرى ،

- سمك الجدار الحد الأدنى

باستثناء الحالات التي تتطلب اتخاذ تدابير ضرورية لتغطية الأنابيب ضد الأحمال غير المقصودة ، مثل إسقاط الأجسام أو الأحمال الخارجية الأخرى ، فیتم تصمیم السماكة الاسمية جدار الأنابيب للأنابيب ذات 8 بوصات أو أكثر فوق مستوى السلامة المرتفع 12 مم.

- اختيار مواد الأنبوب

يتم اختيار مواد الأنبوب وفقًا للسائل المطلوب ودرجة الحرارة وأنماط الفشل المحتملة أثناء التركيب والتشغيل. في هذا الاختيار ، يجب أن تكون المواسيرأنابیب والمكونات الأخرى لخط الأنابيب متوافقة. أهم المعلمات في اختيار المواد هي كما يلي:

• السلوكيات الميكانيكية
• صلابة
• تحمل الکسر 
• مقاومة الاحتراق
• قابلیة اللتحام
• مقاومة الاحتراق

يمكن تنفيذ طرق التصميم في وضعين

1. السيطرة على الحمل
2. السيطرة على الحركة

- ينبغي النظر في التفاعل بين الأنبوب وقاع البحر في التصميم ، وفي هذه الحالة ، تكون المعلمات الرئيسية هي قوة القص وسلوك تشوه التربة.
- ينبغي التحقق من استقرار خط الأنابيب في قاع البحر. يمكن تغيير المعايير المقبولة للحركات المسموح بها على طول مسار خط الأنابيب. فيما يلي أمثلة للقيود المحتملة على تحولات خطوط الأنابيب:

•  الاستسلام ، واستنفاد الأنابيب
• ازالة  غطاء الأنبوب
• القيود الهندسية  الحاملات الأنابيب
• المسافة من خطوط الأنابيب أو الهياكل أو العقبات الأخرى

غطاء خارج وداخل الأنبوب

من أجل تحديد وتصميم تفاصيل الغلاف الخارجي للأنبوب ، يجب اعتبار ظروف البيئة الخارجية المرتبطة بالأنابيب كما يلي: 

1. وضع البيئة حول الأنبوب: مدفونة أو غير مدفونة
2. النوع ومقاومة الرواسب ومياه البحر

الأشياء الأخرى التي تؤثر على تحديد الغطاء الخارجي للأنبوب هي:

1. الحد الأقصى ومتوسط درجة حرارة السوائل في خط الأنابيب
2. إجراءات لبناء وتركيب خطوط الأنابيب
3. متطلبات الحماية الميكانيكية ووزن الغمر ودرجة الحرارة العازلة أثناء التشغيل
4.دورة العمر المفید لخط الانابیب

في كثير من الأحيان ، "التغطية الخارجية للأنابيب البحرية بسبب توفير الطفو السلبي لخط الأنابيب والحماية الميكانيكية من طلاء التآكل أثناء التركيب وحياة خط الأنابيب هو طلاء وزن ملموس مع الحد الأدنى من متطلبات هذه الطلاءات:

• سمك الخرسانة الحد الأدنى 40 مم
• الحد الأدنى من قوة الضغط 40MPa
• أقصى امتصاص الماء٪ 8
• الحد الأدنى من كثافة 1900 كجم لكل متر مكعب

من أجل تحديد وتصميم التفاصيل الداخلية للأنبوب ، يجب اعتبار ظروف البيئة الداخلية المرتبطة بالأنابيب كما يلي:

1. الظروف الداخلية للأنبوب أثناء التخزين والبناء والتركيب وضغط الاختبار وأثناء التشغيل
2. الحد الأقصى ومتوسط درجة الحرارة / ضغط السائل خلال عملية خط الأنابيب
٣. السرعة و نظام تدفق التمریر
4. مركبات السوائل
5. إضافات كيميائية لعمل خط أنابيب نظيف
6. إمكانية التآكل داخل الأنبوب عن طريق سائل تمرير

الأحمال إلى الميناء البحري

تنقسم الأحمال إلى خطوط الانابیب البحرية إلى 4 أقسام

• أحمال المشغل : بما في ذلك الوزن ، الضغط الهيدروستاتيكي الخارجي ، درجة الحرارة ، تفاعل المكونات ، طلاء خطوط الأنابيب ، ضغط الأنابيب ، رد فعل قاع البحار ، تغيير دائم في هياكل الاحتفاظ والتغييرات الدائمة بسبب ترسب الأراضي
• الأحمال البيئية : تشمل الممرات السطحية والمغمورة والرياح والموجات والجليد والأحمال الهيدروليكية
•  احمال أوقات البناء : يشمل كميات من  احمال وقت النقل ، والبناء ، والتركيب ، والصيانة .
• أحمال الحوادث : تشمل ضربات  التصحيح ، سقوط الأجسام ، الانفجارات ، الحرائق ...

تركيب خطوط الأنابيب البحرية

تعتبر طريقة تثبيت خط الأنابيب البحري بسبب تأثير الأحمال على خط الأنابيب في وقت التثبيت واحدة من أهم  قرارات المصمم.
وفقا لظروف المشروع ، اختار مصمم الخط البحري طريقة تركيب الميناء البحري ، ومن بين القضايا المهمة في اختيار طريقة تركيب خط بحري ، هي:

1. طول الأنبوب وقطره
2. عمق مياه البحر في مسار خط الأنابيب
3. حالة قاع البحر على طول مسار خط الأنابيب
4. الوصول إلى المعدات المطلوبة
5. الوقت والمدة للمشروع
6. تمويل المشروع
7. أهمية خط الأنابيب

إحدى الطرق الأكثر شيوعًا لتركيب خطوط الأنابيب البحرية هي استخدام بارجة وضع الأنابيب. في هذه الطريقة ، يتم تحميل الأنابيب من الرصيف على البارجة ، ثم يحمل البارجة الأنبوب إلى البارجة التی  ترکب الانبوب و توقف جنبهاأثناء التثبيت ، تكون مسئولة عن توريد الأنبوب. من ناحية أخرى ، فإن البارجة التی  توضع الأنبوب بواسطة تغطیة   اللحامات علی NDT ، توفير أنظمة المواد الأولية ، والصیدیة الخاصة بها یقوم بإنتاج خط الأنابيب ارساله باستمرار في البحر. في تمايز البارجات التی  توضع الأنبوب أصبحت قوة طريقة التنبيب شائعة جدًا الآن مع استخدام هذه الوسیلة بما في ذلك یمکن الاشاره الی  تنبیب مراحل مختلفة من بارس الجنوبي باستخدام هذه الطريقة.
يمكن الإشارة إلى إحدى الطرق الأخرى لتركيب خط الأنابيب عن طريق سحب خط الأنابيب إلى البحر. في هذه الطريقة ، ونظرا لطول خط الأنابيب البحري ، یتم تصنیع البکرات فی البر ومن ثم يتم سحبها في البحر بمساعدة الدبابات العوامة و بواسطة بارجة الساحبة.
في هذه الطريقة ، يتم سحب البکرات المصنوعة على أرفف ، على خط نقل ،الذی یتکون من بكرات مصنوعة في فترات زمنية محددة ، بواسطة البارجة الساحبة  الی البحرو بعد أن يتم سحب البكرة  الاولی، يتم لحام البكرة الاخری إلیها . وتستمر عملية النقل. من بين المشاريع الجارية  بهذه الطریقة، مشروع خط أنابيب مياه قشم من بندر عباس يبلغ طوله 10 كيلومترات.

الخلاصة:

على الرغم من أن الصناعة البحرية تعتبر صناعة شابة وجدیدة، ولکن أحرزنا تقدمًا كبيرًا في القطاع البحري ، مثل إنشاء خطوط أنابيب بحرية.
ولذلك ، فإن قطاع المشاريع الهندسية البحرية لا ينمو بما يتماشى مع فرعها التنفيذي ، وفي الوقت الحالي لا تشارك أي شركة في تصميم المشاريع البحرية في البلاد. تحاول هذه المقالة من خلال تقديم تصميم المشاريع البحرية وخاصة تصميم خطوط الأنابيب البحرية تعطى مكانة خاصة ومهمة لهذه الصناعة وتلاحظ النقاط الأساسية في تصميم خطوط الأنابيب البحرية وتعتقد أن التصميم المناسب لخطوط الأنابيب البحرية يمكن أن يكون ذو فائدة كبيرة في التنفيذ السليم والفعال من حيث التكلفة للمشاريع.
المصادر:
Offshore standard DNV-OS-F101 ,2000
Subsea Pipeline Engineering By Andrew Clennel Palmer
 Piping and Pipeline Engineering: Design, Construction, Maintenance, Integrity and Repair By George Antaki
Pipeline Pigging Technology