Ổn định đàn hồi của đường ống - Thỏa mãn các điều kiện kiểm tra
MỤC LỤC
Điều kiện ổn định đàn hồi của đờng ống 1.ổn định cục bộ
Kiểm tra ổn định lan truyền
− Hiện tợng này đợc mô tả là dới áp suất ngoài cao nhất định , nếu trên đờng ống đó cú 1 điểm mất ổn định cục bộ, thỡ vết lừm sẽ lan truyền sang cỏc. Khi xảy ra hiện tợng này, đờng ống bị phá hủy trên chiều dài lớn, gây tổn thất đáng kể và khó khắc phục cho công trình. − Với đờng ống cho trớc cần tính toán xác định áp lực ngoài gây ra mất ổn.
− pe : áp lực bên ngoài xác định nh trong phần kiểm tra ổn định cục bộ. Kết luận Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Vậy đờng ống không bị mất ổn định lan truyền.
Kiểm tra ổn định vị trí của đờng ống 1. Hiện tợng
Tính toán vận tốc sóng và dòng chảy với chu kỳ lặp 100 năm, so sánh vận tốc sóng và dòng chảy ,ta nhận thấy dòng chảy là trội ( vận tốc dòng chảy lớn hơn ) nên ta tính với tổ hợp sóng 10 năm + dòng chảy 100 năm. Tiến hành tính toán , sử dụng bảng tính excel , ta tính cho trờng hợp ống không bọc bê tông chiều dày ống là 24 mm trong 2 giai đoạn : giai đoạn vừa thi công xong và giai đoạn vận hành. Do đờng ống trong thực tế không nằn trên đờng thẳng nên ta chia thành các vùng khác nhau.Trong phạm vi đồ án này ta chia thành 3 vùng, xét ổn định vị trí của 3.
Trong thực tế liên kết giữa hai đầu nhịp rất đa dạng nh ống dựa hoàn toàn trên nền, ống vùi một phần trong nền hoặc vùi hoàn toàn trong nền v.v., mặt khác sự làm việc của đất nền dới ống thực chất là đàn dẻo hay dàn hồi phi tuyến. Tra đồ thị 3.19 trong tài liệu Offshore pipeline Design Analysis and Methods theo các đại lợng vô hớng xác định đợc ứng suất lớn nhất trong nhịp σm.
Thiết kế chống ăn mòn cho đờng ống 1.Tổng quan
Chống ăn mòn bị động
- Theo phơng pháp này, thì không hoàn toàn bảo đảm khả năng che phủ kín hoàn toàn vật cần bảo vệ do tuyến ống rất dài và có sự va chạm trong quá trình thi công, vì vậy độ tin cậy không cao. Phơng pháp này dựa trên cơ chế ăn mòn kim loại trong môi trờng nớc biển mà tạo ra những đối tợng trung gian chịu tác động cơ chế ăn mòn thay cho vật cần bảo vệ dựa vào những đặc tính vật cần bảo vệ. Phơng pháp này sử dụng anode - các kim loại hặc hợp kim có điện thế thấp hơn điện thế của kim loại cần bảo vệ trong môi trờng ăn mòn.
- Trong điều kiện biển luôn có sinh vật sống ký sinh, do vậy bề mặt anode bị che phủ làm giảm khả năng chống ăn mòn nh mong muốn. - Phụ thuộc vào điều kiện ví trí vật bảo vệ so với nguồn điện, do vậy rất khó cho việc bảo vệ những công trình chạy dài, xa khu vực có khả năng cung cấp nguồn điện ổn định.
Phơng pháp bảo vệ kết hợp
Phơng pháp này dựa vào hiện tợng ăn mòn điện hoá của kim loại mà nguồn.
Bảo vệ chống ăn mòn tuyến ống BK5 - BK4
Trên cơ sở về yêu cầu khai thác công trình trong 30 năm trong điều kiện môi tr- ờng biển phía Nam Việt Nam, căn cứ vào kết quả kinh nghiệm trong công tác chống. - Các loại sơn Coal tar epoxy, Fussion Bouded epoxy, Glass flake epoxy đợc chế tạo trên cơ sở nhựa epoxy biến tính, loại Glass flake epoxy còn có chứa các sợi thuỷ tinh có các đặc tính chống ăn mòn cao cũng nh có độ bền tốt dới các tác động cơ học. - Trong 3 loại hình Anode hy sinh đã giới thiệu ở trên thì loại Anode hình bán khuyên là hay đợc áp dụng cho các công trình đờng ống hơn cả nhờ các đặc tính thích hợp nh hình dạng mặt cắt dạng hình vành khuyên thích hợp lắp đặt vào đờng ống tiết diện tròn, do đó chiều dày của Anode dạng này thờng đợc chế tạo có chiều dày bằng chiều dày lớp bọc bê tông tạo.
Mặt khác, do lắp sát váo bề mặt ngoài của ống nên chúng không bị phá huỷ do các hoạt động neo buộc cũng nh các hoạt động kéo lới khi đánh bắt cá của tàu thuyền ngoài khơi. Khi lắp đặt tuyến ống trên tàu rải ống ngoài biển, do yêu cầu thời hạn thi công hàn nối các đoạn ống và chống ăn mòn ngắn cho nên sử dụng các lớp phủ chuyên dụng trên cơ sở nhựa đờng biến tính hoặc nhựa Mastic có chiều dày tơng đơng lớp bọc bê tông (50 mm).
Thiết kế bảo vệ chống ăn mòn điện hoá
Hiện nay có rất nhiều phơng pháp thi công đờng ống ngầm, bao gồm phơng pháp thi công bằng xà lan thả ống, phơng pháp thi công kéo ống và nhiều phơng pháp khác. Việc lựa chọn phơng pháp thi công thích hợp phụ thuộc vào đặc điểm của loại ống cần thi công nh đặc trng về kích thớc ống, ống có bọc hay không bọc, độ sâu thi công cũng nh khả năng sử dụng tàu thi công và tính kinh tế của từng phơng pháp…. Khác với phơng pháp thi công bằng sà lan thả ống, phơng pháp này không thực hiện nối ống trên tàu.ống đợc hàn nối liên tục và đợc cuộn sẵn quanh các trống có kích thớc lớn.
Để hạn chế bớt tác động của sóng dòng chảy và sự cản trở giao thông hàng hải,trong quá trình thi công kéo ống, ngời ta bố trí ống nổi cách mặt biển một khoảng tuỳ theo thiết kế nhờ hệ thống phao nâng và hệ thống phao. Phơng pháp này cho phép kéo ống nổi trên mặt đáy biển một đoạn thông qua việc xác định chiều cao chớng ngại vật mà tuyến ống đi qua nhằm giảm bớt ma sát giữa ống và đáy, đồng thời vẫn giữ đợc u điểm hạn chế tác động của sóng – dòng chảy lên ống. Trong quá trình kéo ống dới tác động của môi trờng, ống có thể bị nhấn sát xuống đáy, để điều chỉnh đợc độ cao kéo ống thì cần tính hệ thống dây xích nh một vật đối trọng linh hoạt để đảm bảo ống nổi trên đáy biển với khoảng cách thiết kế nhờ sự thay đổi chiều dài của hệ thống xích đợc gắn cùng phao.
- Phơng pháp này tỏ ra không kinh tế cho những vùng nớc sâu, do áp lực thuỷ tĩnh lớn dẫn đến yêu cầu độ bền cho hệ thống phao là đáng kể, chi phí hệ phao xÝch lín. Qua việc phân tích u nhợc điểm của các phơng pháp thi công cùng với các số liệu của tuyến ống, các số liệu địa chất, địa hình đã khảo sát, khả năng thực tế thi công của liên doanh Vietsovpetro cho thấy: Phơng án thi công thả ống ngầm bằng tàu thả ống dùng stinger là thích hợp hơn cả.Do đó ta chọn thi công thả. Trong đoạn cong này thì tác động của môi trờng lên ống đợc truyền trực tiếp sang stinger, do vậy ứng suất trong đờng ống suất hiện chủ yếu là do hiện tợng uốn bởi bán kính cong của stinger gây ra.
Đối với đoạn cong này, thì đờng ống ngoài chịu uốn bởi trọng lợng bản thân của ống trong nớc, đờng ống còn chịu tác động của tải trọng môi trờng, phản lực nền lên đờng ống và lực kéo xuất hiện trong ống có tác dụng làm giảm hiện tợng uốn của ống. Nh vậy sự làm việc chịu uốn của ống trong trờng hợp này là hết sức phức tạp, bài toán thi công cần giải quyết là đi xác định bán kính cong trong đoạn này sao cho ứng suất gây uốn không vợt ứng suất cho phép. Trong thực tế bán kính cong của stinger thờng chỉ thay đổi đợc rất ít và việc thay đổi bán kính cong cũng rất phức tạp, thờng có một bán kính cong nhất định khi thi công tuyến ống có độ.
Do vậy để thi công ngời ta thờng chọn lấy một bán kính cong nào đó thoả mãn suốt quá trình thi công là tốt nhất và đi xác định lực kéo ống để thoả mãn điều kiện độ bền cho ống. Đờng ống trong vùng này chịu ảnh hởng của nhiều yếu tố nh tải trọng môi trờng, trọng lợng bản thân của ống trong nớc, ma sát giữa nền và đáy, tải trọng do rung động của tàu và lực kéo xuất hiện trong ống. Từ các phơng trình trên, bằng phơng pháp giải lặp ta sẽ xác định đợc L ứng với mỗi giá trị lực căng, từ đó xác định đợc phản lực R , phơng trình đờng đàn hồi của đờng ống.
Bài toỏn kiểm tra bền cho đoạn cong lừm thực chất là bài toỏn đi xỏc định lực căng trong ống sao cho với bán kính cong của Stinger đã lựa chọn, đờng ống.
