در گفت وگو با هوا فضا اعلام شد

ابداع روشی برای كاهش خسارات ناشی از زلزله در پالایشگاه

ابداع روشی برای كاهش خسارات ناشی از زلزله در پالایشگاه

با عنایت به اهمیت لوله های انتقال دهنده مواد در پالایشگاه ها و محافظت ار آنها در مقابل زلزله محققان پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله طرح نوینی را برای کنترل ارتعاشات زلزله در صنایع پالایشگاهی ارائه کردند که به قول آنها بهره برداری از این محصول باعث کاهش ۵۰ درصدی تنش و شکست در لوله ها می شود.


کاهش خسارا برای کنترل ارتعاشات ناشی از زلزله در لوله های انتقال مواد پالایشگاهی
به گزارش هوا فضا به نقل از ایسنا، در دهه های گذشته، زمینلرزه های زیادی در مناطق مختلف جهان رخ داده که خسارات فراوانی به بار رسانده است که از آن جمله می توان به زلزله ۱۹۹۹ ترکیه اشاره نمود که در یک شهر صنعتی و پالایشگاهی رخ داد. در این زلزله، تاسیسات پالایشگاهی و پتروشیمی خسارات فراوانی دیدند و میان تجهیزات و سازه های صدمه دیده، سازه های نگهدارنده لوله هم به شدت تخریب شدند.
سازه های نگهدارنده لوله یکی از این تاسیساتی است که نقش مهمی در عملکرد پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی دارند؛ چون که این سازه ها وظیفه نگهداری لوله هایی را برعهده دارند که مواد را بین تجهیزات منتقل می کنند و حتی در صورتیکه در زلزله هیچ یک از این تجهیزات پالایشگاهی صدمه نبیند، ولی خرابی این سازه ها و لوله های روی آن سبب مختل شدن فعالیت واحد صنعتی خواهد شد.
به منظور عرضه راهکارهای علمی برای رفع چالش تخریب لوله های نگهدارنده در پالایشگاه ها، پروژه تحقیقاتی از جانب مهندس محمد رضایی همکار طرح و محقق ارشد پروژه و با نظارت و راهنمایی دکتر فریبرز ناطقی الهی عضو هیات علمی پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله با بازدید میدانی از مجموعه پتروشیمی بندر امام (ره) اجرایی شد و در پایان پیشنهادهایی عرضه کردند.
دکتر فریبرز ناطقی الهی در گفتگو با ایسنا، با بیان اینکه زلزله ها، عامل فجایع بزرگی در مناطق پرجمعیت شهری و مجتمع های صنعتی می شوند، اضافه کرد: طی دو دهه اخیر، زمینلرزه های بزرگی مانند زلزله سال ۱۹۹۹ نورثریج، ۱۹۹۵ کوبه، ۱۹۹۹ کوجالی، ۱۹۹۹ تایوان، ۲۰۰۹ ژاپن و ۲۰۱۴ پاکستان خسارات مالی و جانی فراوانی را به بار آورده است و پیشرفت و گسترش صنایع و همینطور تمرکز جمعیت در مناطق شهری از علل افزایش خسارات ناشی از این پدیده طبیعی به حساب می آید.
وی افزود: در نتیجه احتیاج به ارزیابی لرزه ای همه سازه ها و تاسیسات شهری و صنعتی برای کاهش خسارات ناشی از زلزله لازم است و در این میان بایستی به سازه ها و تاسیسات خاص، توجه ویژه ای شود.
ناطقی الهی با تکیه بر اینکه در بین تاسیساتی که در بالا ذکر شد، سازه های نگهدارنده لوله از اهمیت بالایی برخوردار می باشند، تصریح کرد: این سازه ها وظیفه نگهداری لوله هایی را دارند که مواد را بین تجهیزات پالایشگاه منتقل می کنند و تخریب این سازه ها منجر به خرابی لوله ها و نشت مواد درون لوله ها می شود. همینطور خروج سیالات سمی از لوله ها منجر به فجایع بزرگتری می شود که اهمیت این سازه ها را بیشتر از پیش می کند.
به قول وی شکست لوله ها در این سازه ها، عموما به دوعلت "شکست تکیه گاه لوله" و "یا تخریب خود سازه نگهدارنده" است. نمونه هایی از صدمه های وارد شده به این سیستم های سازه ای در تصویر ذیل قابل مشاهده است:


مجری طرح صدمه پذیری لرزه ای پالایشگاه شهید تندگویان تهران و پالایشگاه پتروشیمی شیراز، با اشاره به اینکه در این حوزه در خلال سالیان گذشته تحقیقات و مطالعات فراوانی بر روی صدمه پذیری لرزه ای لوله های فرآیندی انجام دادیم، اظهار نمود: در این پروژه با استفاده از نوعی "میراگر"های آکاردئونی بعنوان مهار جانبی لوله تا حد قابل توجهی می توان از صدمه های لوله ها در اثر زلزله کاست.
به قول وی میراگرهای آکاردئونی نوعی میراگر جاری شونده هستند که با مکانیزم تسلیم شدن، انرژی وارد شده در اثر زلزله را مستهلک می کند.
مسؤول تیم ارزیابی این پروژه، اضافه کرد: با مدلسازی نمونه های مختلف و با استفاده از مدلهای اجزای محدود با کنترل دینامیکی رفتار لرزه ای لوله و مهارکننده لوله به صورت توامان با مقایسه سهولت اجرا، هزینه به فایده، کنترل تحریک دینامیکی و محدود سازی تنش ها، کرنش ها و تغییر مکان ها بالاخره طرح بهینه بدست آمد.
مهندس محمد رضایی، محقق ارشد این پروژه تحقیقاتی پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله در گفتگو با ایسنا نیز در اینباره توضیح داد: در این طرح تحقیقاتی، ابتدا با بازدید میدانی از مجموعه پتروشیمی بندر امام(ره)، سازه ای را بعنوان سازه مرجع انتخاب کردیم و سپس مطالعاتی را بر روی نحوه مدلسازی سازه نگهدارنده لوله و اتصالات لوله ها به سازه انجام دادیم.
به قول وی در اغلب سازه های پالایشگاهی، اتصال لوله به سازه با استفاده از اتصالات U شکل است که در شکل زیر نمونه ای از آنرا مشاهده می کنید:



یک سازه نگهدارنده لوله و لوله های متصل به آن با استفاده از اتصالات Uشکل
رضایی تصریح کرد: بعد از بررسی ها و مطالعات جامع بر روی لوله ها با قطرهای مختلف که بوسیله اتصالات U شکل به سازه متصل هستند، دریافتیم که این اتصالات عملکرد مناسبی در هنگام زلزله از خود نشان نمی دهند. تنش لوله ها در محل اتصال لوله به مهار U شکل بسیار بالا است و این به علت نوع ساخت این مهارها است، به خصوص در لوله های با قطر بزرگ که در این مطالعه لوله های ۲۹۱ میلیمتری و ۱۹۱ میلیمتری درنظر گرفته شدند.
وی خاطرنشان کرد: در این لوله ها، مهارهای Uشکل گرفتار شکست شدند و سبب جابه جایی و تنش بسیار زیاد این لوله ها شدند.
رضایی اضافه کرد: بعد از مشاهده مشکلات ناشی از استفاده از اتصالات U شکل، تحقیقات بسیاری بر روی طراحی یک مهارکننده لوله انجام شد. همینطور سایر اتصالات و مهارکننده های لوله در صنعت نفت کشور که جهت مقابله با بارهای زلزله استفاده می شوند، از طراحی پیچیده و هزینه ساخت بسیار بالایی برخوردار می باشند.
این محقق افزود: ازاین رو بر آن شدیم تا با طراحی و مدلسازی یک مهارکننده لوله علاوه بر طراحی ساده و هزینه ساخت پایین، کارایی بسیار خوبی در مستهلک کردن انرژی و کاهش تنش ها داشته باشد. مهارکننده طراحی شده، از یک غلاف لوله که دو میراگر آکاردئونی به صورت جانبی به آن وصل شده، تشکیل شده است. جهت حفظ پایداری مجموعه و نصب مهارکننده به سازه روی آن، یک قاب فلزی که به میراگرها جوش شده، طراحی شده است.
وی اظهار داشت: در شکل های زیر میراگر آکاردئونی مورد استفاده، مهارکننده طراحی شده و نحوه قرارگیری آنها بر روی سازه های پالایشگاهی را مشاهده می کنید:



میراگر آکاردئونی طراحی شده



تصاویری از مهارکننده لوله طراحی شده



نحوه قرارگیری مهارکننده لوله و لوله بر روی سازه
بعد از مدلسازی و بررسی جامع، مقایسه ای بین نتایج استفاده از مهارکننده Uشکل و مهارکننده طراحی شده انجام شد که در نمودار زیر مشاهده می شود:


وی افزود: همانطور که از نمودار فوق مشخص است، با استفاده از مهارکننده پیشنهادی می توان تنش ناشی از بارهای لرزه ای در لوله ها را تا ۵۰ درصد کم کرد.
محقق این طرح با تکیه بر اینکه در نمودار فوق نسبت تنش بدست آمده در لوله های ۱۹۱ و ۲۹۱ میلیمتری با مهارکننده Uشکل بیشتر از ۹ است، اظهار نمود: این عدد نشان دهنده شکست این لوله ها است، در حالیکه نسبت تنش در حالت استفاده از مهارکننده طراحی شده با کاهشی حدود ۵۰ درصد عملکرد بسیار خوبی در کاهش تنش و شکست لوله از خود نشان داده است.
ناطقی الهی، مدیر علمی طرح و عضو هیات علمی پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله هم تصریح کرد: این اتصال نخستین بار در صنعت پالایشگاهی معرفی می شود و ترکیب آلیاژ مطرح در ساخت این نمونه ها و شکل عملی اتصال از یافته های نوین پژوهشگاه به حساب می آید.
وی ادامه داد: با استفاده از مهارکننده لوله طراحی شده، علاوه بر کاهش تنش های لوله های فرآیندی، از هزینه های بسیار زیاد بهسازی کاسته شده و همینطور باعث تولید بی وقفه محصولات نفتی و کاهش خسارات مالی و جانی در زلزله های شدید می شود.




منبع:

1399/11/24
23:26:13
0.0 / 5
82
تگهای خبر: سیستم
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۶ بعلاوه ۳