В области морской техники важность плавучих трубопроводных систем становится все более очевидной. Будь то обеспечение бесперебойного течения навигационных каналов в ходе дноуглубительных работ или транспортировка ресурсов в ходе морской нефтегазовой разработки, их стабильная работа имеет большое значение. При строительстве плавучих трубопроводных систем выбор материала труб имеет первостепенное значение. Среди материалов труб из углеродистой стали стальные трубы LSAW и стальные трубы SSAW обладают значительными преимуществами и являются идеальным выбором.

стальные трубы ssaw в морской технике22

1. Основная структура плавучих трубопроводов​

1.1 Выбор материала трубы

1.1.1 LSAW Steel Pipes

Стальные трубы LSAW подходят для применения в системах большого диаметра и высокого давления, например, в проектах подводной транспортировки нефти. Их диаметр может превышать 1000 мм, что отвечает требованиям крупномасштабной транспортировки сырой нефти. В сложных подводных условиях толстостенная конструкция и высокая несущая способность стальных труб LSAW используются в полной мере. В проекте использовались стальные трубы LSAW с толщиной стенки более 20 мм, способные выдерживать давление в десятки МПа, а сварные швы сохраняют прочность при низких температурах, обеспечивая безопасность транспортировки нефти и газа.

1.1.2 SSAW Steel Pipes

Стальные трубы SSAW являются экономичным решением для транспортировки под средним и низким давлением и могут широко использоваться в проектах дноуглубительных работ. При проведении дноуглубительных работ требуются гибкие трубы для сброса шлама. Легкие и экономичные стальные трубы SSAW, обычно диаметром 600-800 мм, используются в сочетании с поплавками для транспортировки материала. Их конструкция со спиральным сварным швом адаптируется к изгибающим нагрузкам, сохраняя целостность при частых изменениях положения и снижая затраты на проектирование.

1.2 Основные технологии подключения

1.2.1 Плавающая труба Фланцы

Плавающий фланец трубы являются специализированными водонепроницаемыми конструкциями для морской трубопровод соединения, используя специальные уплотнительные материалы и конструкции, выдерживающие коррозию морской воды и удары волн. В местах соединения морских нефтегазовых платформ с трубопроводами многослойное уплотнение резиновых колец и высокопрочные болты обеспечивают целостность транспортировки нефти и газа.

стальные трубы в морской технике1

2.2.2 Технология компенсации динамических нагрузок

Сложная морская среда создает угрозу безопасности трубопровода из-за динамических нагрузок, вызванных волнами. Технология компенсации динамических нагрузок использует гибкие элементы или регулируемые опорные конструкции для поглощения и распределения нагрузок. В крупномасштабных проектах плавучих трубопроводов поперек моря используются компенсаторы и универсальные соединения, позволяющие трубопроводу расширяться, сжиматься и поворачиваться, тем самым противодействуя смещению волн и стрессу и продлевая срок службы трубопровода.

2. Плавучие опорные конструкции: От компонентов к системам​

2.1 Опора для плавучих труб

2.1.1 Функция

Плавучие опоры для труб служат в качестве распределенных плавучих устройств, выдерживающих вес трубопровода. В масштабных проектах дноуглубительных работ они устанавливаются через каждые 10-15 метров, чтобы обеспечить равномерную поддержку плавучести, снизить нагрузку на трубопровод и предотвратить его повреждение.

2.1.2 Преимущества опор для труб из углеродистой стали

Плавучие опоры трубопроводов, изготовленные из труб из углеродистой стали, демонстрируют отличную устойчивость к коррозии в морской воде. После горячей оцинковки или нанесения высокоэффективного антикоррозионного покрытия они могут использоваться в морской воде в течение длительного времени, при этом циклы технического обслуживания увеличиваются с нескольких лет до более чем десятилетия, что позволяет сократить расходы на техническое обслуживание и время простоя.

2.2 Модульные полки для плавающих труб

Модульная плавучая полка для труб использует модульную структуру буя, обычно изготовленную из стальных труб SSAW. Буй заполняется легкими и высокопрочными материалами, обеспечивающими плавучесть, а каркасная конструкция обеспечивает структурную целостность. Они могут быть гибко собраны и разобраны по мере необходимости, что делает их широко используемыми в строительстве временных пирсов и платформ для оборудования, например, в морских проектах по разведке нефти, где они могут быть быстро возведены и легко перемещены и повторно использованы после завершения проекта.

3. Типичное применение:Плавающая труба Док​

3.1 Структурный анализ

3.1.1 Базовая единица

Основной узел плавучего трубного терминала состоит из массива плавучих труб, образующих закрытый поплавковый ящик, обычно сваренный или соединенный фланцами с использованием труб из высокопрочной углеродистой стали для обеспечения плавучести. Для небольших плавучих трубных терминалов размеры поплавковых коробок могут составлять 5 метров в длину, 2 метра в ширину и 1,5 метра в высоту, при этом несколько поплавковых коробок соединены между собой, чтобы выдерживать вес терминала и судов.

3.1.2 Система подключения

В системе соединения используются высокопрочные болты и герметичные фланцы (фланцы плавающих труб). Высокопрочные болты обеспечивают силу зажима, чтобы противостоять ветру, волнам и ударам судна, а герметичные фланцы предотвращают попадание морской воды, что может повлиять на плавучесть. Высокопрочные болты, используемые в больших плавучих опорах для труб, могут иметь класс прочности 10,9 или выше.

стальные трубы ssaw в морской технике03

3.2 Преимущества труб из углеродистой стали

3.2.1 Трубы LSAW

In the core load-bearing framework of the floating pipe piers, Трубы LSAW could widely used due to their high strength and the large diameter advantages. For the piers capable of accommodating thousand-tonne vessels, the main load-bearing framework uses LSAW pipes with the diameter of 800 mm and the wall thickness of 15 mm to ensure the pier stability.​

3.2.2 Трубы SSAW

Трубы SSAW обеспечивают значительную экономическую эффективность при изготовлении вспомогательных поплавков. В проекте плавучего трубопроводного терминала на внутренней реке большое количество труб SSAW диаметром 400 мм было использовано для изготовления вспомогательных поплавков, обеспечивая производительность и контролируя затраты.

4. Инженерная практика: Проектные соображения для Плавучая трубопроводная система

4.1 Динамическое управление нагрузкой

Расположение опор для компенсации волн имеет решающее значение для управления динамической нагрузкой. В районах с частыми волнами рассчитываются параметры волн, чтобы обоснованно увеличить количество и плотность опор. Например, в проектах открытого моря опоры устанавливаются через каждые 5-8 метров, чтобы уменьшить смещение и напряжение трубопровода и обеспечить безопасную эксплуатацию.

4.2 Решения для защиты от коррозии

4.2.1 Эпоксидное покрытие

Эпоксидное покрытие - это широко используемый метод защиты от коррозии труб из углеродистой стали, обеспечивающий отличную адгезию и коррозионную стойкость. Перед нанесением покрытия поверхность трубы должна быть тщательно очищена для удаления загрязнений, что обеспечивает плотное сцепление покрытия с трубой. В проекте плавучего трубопровода для морской аквакультуры трубы из углеродистой стали, обработанные эпоксидным покрытием, не показали значительной коррозии после нескольких лет воздействия морской воды.

4.2.2 Технология защиты от коррозии 3PE

Технология защиты от коррозии 3PE предполагает последовательное нанесение на поверхность стальной трубы слоев эпоксидного порошка, клея и полиэтилена, образующих многослойную защитную структуру, которая значительно повышает коррозионную стойкость. Эта технология была применена в важных проектах подводных нефте- и газопроводов, срок службы которых превышает 30 лет.

4.3 Установка и обслуживание

Быстросъемная конструкция фланцев облегчает монтаж и обслуживание плавучих трубопроводных систем. При монтаже можно быстро выполнить соединения, а при обслуживании - быстро демонтировать неисправные секции. В проектах дноуглубительных работ, когда возникают проблемы с трубопроводами для сброса шлама, быстросъемный фланец позволяет быстро заменить неисправные секции, минимизируя влияние на график реализации проекта.

Заключение

Трубы LSAW и SSAW из углеродистой стали имеют большое значение в области плавучих технологий. Трубы LSAW отлично подходят для работы с трубами большого диаметра и высокого давления и имеют решающее значение для подводной транспортировки нефти; трубы SSAW экономически эффективны и играют важную роль в сценариях транспортировки под средним и низким давлением. Кроме того, систематическая философия проектирования, объединяющая такие компоненты, как трубы, опоры и фланцы, имеет решающее значение для повышения надежности проекта. Выбрав подходящие материалы труб, оптимизировав соединительные и опорные конструкции и всесторонне рассмотрев такие факторы, как динамические нагрузки, защита от коррозии и требования к установке/обслуживанию, можно создать безопасную, стабильную и эффективную плавучую трубопроводную систему, отвечающую требованиям развития морской техники и способную обеспечить поддержку эксплуатации морских ресурсов.