پیمایش در اعماق
اگر تا به حال در یک سایت ساخت و ساز دریایی کار کرده باشید، می دانید که نگه داشتن خط لوله در جایی که متعلق به آن است سخت تر از آن چیزی است که به نظر می رسد. آب می خواهد آن را به عقب براند. همیشه. و هنگامی که این اتفاق می افتد، شما فقط به یک تاخیر برنامه نگاه نمی کنید، بلکه به مشکلات محیطی بالقوه، آسیب تجهیزات و بسیاری از تماس های تلفنی بسیار استرس زا نگاه می کنید.
بنابراین بیایید در مورد آنچه واقعاً اهمیت دارد صحبت کنیم وقتی که سعی می‌کنید یک لوله غوطه‌ور را پایدار نگه دارید. نه فقط فرمول ها - هرچند که به آنها خواهیم رسید - بلکه تفکر پشت آنها.
هسته اصلی این مشکل چیزی است که اکثر ما در فیزیک دبیرستان یاد گرفتیم: اصل ارشمیدس. به زبان ساده، اگر چیزی را در آب غوطه ور کنید، آب با نیرویی برابر با وزن آبی که جابجا شده به سمت بالا فشار می آورد. این یک تئوری نیست - این یک واقعیت است که هر بار که سعی می‌کنید یک سطل خالی را داخل مخزن فشار دهید، احساس می‌کنید.
برای یک خط لوله، این به یک طناب کشی تبدیل می شود. در یک طرف، شناوری دارید که سعی می‌کند لوله را بلند کنید. از سوی دیگر، وزن لوله و وزن هر خاک یا پس‌پوشی که بالای آن قرار دارد را دارید. ترفند این است که مطمئن شوید طرف رو به پایین برنده می شود - با یک حاشیه راحت.
اکثر مهندسانی که می شناسم در اینجا رویکرد محافظه کارانه ای دارند. آنها شناوری را طوری محاسبه می کنند که گویی لوله کاملاً خالی است، حتی اگر قرار باشد در حین کار مایع را حمل کند. چرا؟ از آنجایی که ممکن است آن سیال داخلی همیشه در حین تعمیر و نگهداری، بازرسی یا راه اندازی وجود نداشته باشد، لوله ممکن است به طور جزئی یا کامل تخلیه شود. بنابراین در نظر گرفتن وزن سیال به عنوان حاشیه ایمنی پاداش، منطقی است. بیش از حد محتاط نیست. واقع بینانه است.
در حال حاضر، ریاضیات به خودی خود پیچیده نیست، اما شما باید چند قطعه متحرک را دنبال کنید.
شما با وزن لوله به ازای هر پای خطی شروع می‌کنید، بدیهی است که بتن و فولاد بسیار متفاوت از HDPE در آب رفتار می‌کنند. سپس نیروی رو به بالا را از آب جابجا شده محاسبه می کنید. این بستگی به قطر بیرونی لوله دارد و اینکه آیا شما در آب شیرین هستید یا آب شور، متراکم تر است، حدود 64 پوند در هر فوت مکعب در مقابل 62.4 برای آب شیرین. تفاوت کوچک است، اما در یک خط لوله طولانی جمع می شود.
پس از آن پر کردن وجود دارد. اینجاست که اوضاع کمی آشفته تر می شود. وزن خاک وقتی خشک است ساده است، اما زمانی که در زیر آب قرار می گیرد، مقدار زیادی از این مقاومت رو به پایین را از دست می دهید. وزن واحد غوطه ور به میزان قابل توجهی کمتر است. به همین دلیل است که بیشتر راهنماهای طراحی، ضریب ایمنی را - اغلب حدود 1.5 - در سهم پرکننده اعمال می کنند. تغییرات خاک، سطوح اشباع، و این واقعیت که پیمانکاران همیشه به طور کاملاً یکنواخت پر نمی‌کنند را به حساب می‌آورد.
اگر اعداد را اجرا کنید و نیروی رو به بالا همچنان برنده باشد؟ سپس باید کاری انجام دهید. دیوارهای ضخیم تر، یقه های بتنی یا لنگرهای مکانیکی بیشتری اضافه کنید. اینها همه راه حل های معتبری هستند، اما هر کدام هزینه و مبادلات لجستیکی خاص خود را دارند.
اینجا جایی است که من فکر می کنم بسیاری از طرح های پروژه از ریل خارج می شوند. محاسبه فقط نیمی از داستان است.
انتخاب شناورهای واقعی - سخت افزار تجاری که به لوله متصل می شود - به همان اندازه که در مورد حساب است قضاوت است. شما نمی توانید فقط به رتبه شناوری در یک دیتاشیت نگاه کنید و آن را انجام شده بنامید.
ابتدا به وزن کل سیستم فکر کنید.این بدان معناست که لوله، سیال، به علاوه هرگونه بار خارجی مانند جریان، امواج، یا حتی رشد دریایی در طول زمان. من شخصاً دوست دارم حداقل ضریب ایمنی 1.2 را روی ظرفیت شناوری کل اعمال کنم. این برگرفته از یک استاندارد نیست - این چیزی است که من در عمل در چندین پروژه کار کرده ام. زمانی که شرایط ایده آل نیست به شما فضای تنفس می دهد.
دوم اینکه این خط لوله قرار است کجا زندگی کند؟اگر آب شور باشد و در معرض نور خورشید باشد، شناورهای ارزان قیمت به سرعت تخریب می شوند. HDPE به همین دلیل مورد استفاده قرار می گیرد - به خوبی با خوردگی و قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش مقابله می کند و به طور منطقی می توانید عمر مفید 10 تا 20 ساله را انتظار داشته باشید. اما اگر در یک محیط آب شیرین سرپناه هستید، ممکن است به آن سطح حفاظت نیاز نداشته باشید. فقط به این دلیل که یک کاتالوگ چنین می گوید بیش از حد مهندسی نکنید.
سوم- و این مورد بسیاری از مهندسین جوان را بیشتر از آنچه فکر می کنید غافلگیر می کند.اگر شناورها را خیلی از هم دور کنید، لوله بین آنها آویزان می شود. اگر آنها را خیلی به هم نزدیک کنید، پول را هدر می دهید و کشش غیر ضروری ایجاد می کنید. بدتر از آن، فاصله نامناسب می‌تواند باعث شود خط لوله در زیر آب بپیچد یا به پهلو بپیچد، که کل تراز شما را از بین می‌برد. هیچ فرمول جهانی برای این وجود ندارد. بستگی به سفتی لوله، عمق آب و قدرت جریان دارد. شما واقعاً باید یک تحلیل خمشی در کنار چک شناوری انجام دهید.
نصب یک لایه دیگر است.طرح های شناور گیره دار یا پیچ و مهره ای مدرن می توانند زمان نصب را به طور قابل توجهی کاهش دهند - گاهی اوقات بیش از یک سوم در مقایسه با روش های قدیمی تر. این فقط صرفه جویی در نیروی کار نیست. زمان غواصی، اجاره تجهیزات و قرار گرفتن در معرض آب و هوا را کاهش می دهد. بنابراین ارزش آن را دارد که برای سخت افزاری که سریع کار می کند و ایمن می ماند، مقداری بیشتر هزینه کنید.
با نگاهی به آینده، فکر می‌کنم شناورهای مهندسی شده بیشتری را برای سایت‌های آب‌های عمیق یا با جریان بالا ببینیم.محصولات استاندارد برای لایروبی یا کارهای نزدیک ساحل به خوبی کار می کنند، اما وقتی با شروع کمانش کنترل شده یا بسترهای بسیار ناهموار دریا سروکار دارید، به چیزی متناسب نیاز دارید. این به معنای همکاری نزدیک‌تر بین تیم طراحی و سازنده شناور است - نه فقط سفارش دادن به قفسه.
در نهایت، این به خاطر سپردن معادلات نیست.این در مورد درک آنچه که آب در تلاش است انجام دهد، و یک قدم جلوتر از آن ماندن است. اعداد خود را با دقت اجرا کنید، اما همچنین به قضاوت خود در مورد مواد، فاصله و روش نصب اعتماد کنید. یک خط لوله پایدار شانس نیست، بلکه نتیجه پرسیدن سؤالات درست قبل از انداختن چیزی در آب است.