깊이 탐색
해양 건설 현장에서 일해 본 적이 있다면 파이프라인을 원래 위치에 유지하는 것이 보기보다 어렵다는 것을 알고 계실 것입니다. 물은 그것을 다시 밀어올리려고 합니다. 언제나. 그리고 그런 일이 발생하면 단지 일정 지연만 보는 것이 아니라-잠재적인 환경 문제, 장비 손상, 스트레스를 많이 주는 전화 통화 등을 보게 됩니다.
그럼 침수된 파이프를 안정적으로 유지하려고 할 때 실제로 중요한 것이 무엇인지 이야기해 보겠습니다. 공식뿐만 아니라-공식에 대해서도 알아보겠습니다.-그 뒤에 숨은 생각도 있습니다.
이 모든 문제의 핵심에는 우리 대부분이 고등학교 물리학에서 배운 아르키메데스의 원리가 있습니다. 간단히 말해서, 물에 무언가를 담그면 물은 밀려난 물의 무게와 같은 힘으로 위로 밀려납니다. 그것은 이론이 아닙니다-빈 양동이를 탱크에 밀어넣으려고 할 때마다 느끼는 사실입니다.
파이프라인의 경우 이것은 줄다리기-가-됩니다. 한쪽에는 파이프를 들어올리려는 부력이 있습니다. 다른 한편으로는 파이프 자체의 무게와 그 위에 쌓인 흙이나 뒷채움재의 무게도 있습니다. 비결은 하락세가 편안한 마진으로-승리하도록 하는 것입니다.
내가 아는 대부분의 엔지니어들은 여기서 보수적인 접근 방식을 취합니다. 작동 중에 액체가 운반되더라도 파이프가 완전히 비어 있는 것처럼 부력을 계산합니다. 왜? 유지보수, 검사 또는 시동 중에 내부 유체가 항상 존재하지 않을 수 있으므로{2}}파이프가 부분적으로 또는 완전히 배수될 수 있습니다. 따라서 그 유동적 무게를 보너스 안전 마진으로 취급하는 것이 합리적입니다. 지나치게 조심스러운 것은 아니다. 현실적입니다.
이제 수학 자체는 복잡하지 않지만 몇 가지 움직이는 부분을 추적해야 합니다.
선형 피트당 파이프 무게로 시작합니다.-분명히 콘크리트와 강철은 물 속에서 HDPE와 매우 다르게 거동합니다. 그런 다음 변위된 물의 상승력을 계산합니다. 이는 파이프의 외부 직경과 담수인지 해수인지에 따라 다릅니다.{3}}해수는 입방피트당 밀도가 약 64파운드이고 담수는 62.4파운드입니다. 작은 차이이지만 긴 파이프라인에 걸쳐 합산됩니다.
그런 다음 백필이 있습니다. 여기서 상황이 조금 더 복잡해집니다. 토양의 무게는 건조할 때 간단하지만 일단 물속에 들어가면 하향 저항을 많이 잃게 됩니다. 수중 단위 중량은 눈에 띄게 적습니다. 이것이 바로 대부분의 설계 가이드가 백필 기여도에 안전 계수-를 약 1.5 정도 적용하는 이유입니다. 이는 토양의 가변성, 포화도 및 시공업체가 되메움재를 항상 완벽하게 균일하게 배치하지 않는다는 사실을 설명합니다.
숫자를 실행하고 상승하는 힘이 여전히 승리한다면? 그렇다면 뭔가를 해야 합니다. 더 많은 중량-두꺼운 벽, 콘크리트 칼라 또는 기계식 앵커를 추가합니다. 이는 모두 유효한 수정 사항이지만 각각 비용과 물류 측면에서 절충점이 있습니다.-
하지만 여기서는 많은 프로젝트 계획이 궤도를 벗어나는 부분이라고 생각합니다. 계산은 이야기의 절반에 불과합니다.
실제 수레-파이프에 부착되는 상용 하드웨어-를 선택하는 것은 산술만큼이나 판단에 관한 것입니다. 데이터시트의 부력 등급만 보고 완료되었다고 할 수는 없습니다.
먼저 전체 시스템 무게를 생각해 보세요.이는 파이프, 유체, 해류, 파도 또는 시간이 지남에 따른 해양 성장과 같은 외부 하중을 의미합니다. 나는 개인적으로 전체 부력 용량에 최소한 1.2의 안전 계수를 적용하는 것을 좋아합니다. 이는 표준에서 가져온 것이 아닙니다.-여러 프로젝트에서 실제로 작동하는 것을 본 것뿐입니다. 조건이 이상적이지 않을 때 숨을 쉴 수 있는 공간을 제공합니다.
둘째, 이 파이프라인은 어디에 위치하게 될까요?바닷물이고 햇빛에 노출되면 값싼 수레는 빠르게 분해됩니다. HDPE는 부식과 UV 노출을 잘 처리하고 10-~20년의 사용 수명을 합리적으로 기대할 수 있는 이유로{1}}선택-합니다. 그러나 보호된 담수 환경에 있다면 그러한 수준의 보호가 필요하지 않을 수도 있습니다. 카탈로그에 나와 있다고 해서 과도한 엔지니어링을 수행하지 마십시오.
셋째,-이것은 많은 후배 엔지니어들에게 놀라움을 선사합니다.-간격은 여러분이 생각하는 것보다 더 중요합니다.플로트를 너무 멀리 펼치면 파이프가 플로트 사이에서 늘어집니다. 너무 가까이 묶으면 돈이 낭비되고 불필요한 끌림이 발생합니다. 더 나쁜 것은 간격이 좋지 않으면 파이프라인이 수중에서 뒤틀리거나 옆으로 구불구불하게 되어 전체 정렬이 엉망이 될 수 있다는 것입니다. 이에 대한 보편적인 공식은 없습니다. 파이프 강성, 수심 및 현재 강도에 따라 다릅니다. 부력 검사와 함께 굽힘 분석을 실행해야 합니다.
설치는 또 다른 레이어입니다.플로트 설계에 대한 최신 클램프-온 또는 볼트{1}}는 설치 시간을 크게 단축할 수 있습니다.-때때로 이전 방법에 비해 1/3 이상까지 단축할 수 있습니다. 이는 단순한 노동력 절감이 아닙니다. 다이빙 시간, 장비 대여 및 날씨 노출을 줄입니다. 따라서 빠르게 작동하고 보안을 유지하는 하드웨어에 대해 조금 더 선불로 비용을 지불할 가치가 있습니다.
앞으로는 심해나 조류가 높은 현장을 위한 맞춤 제작된 -부체를 더 많이 보게 될 것입니다.{1}}표준 제품은 준설 작업이나 해안 근처 작업에 적합하지만 제어된 좌굴 시작이나 극도로 고르지 못한 해저를 처리할 때는 맞춤형 제품이 필요합니다. 이는 단순히 기성품을 주문하는 것이 아니라 설계 팀과 플로트 제조업체 간의 긴밀한 협력을 의미합니다.-
결국 이것은 방정식을 암기하는 것이 아닙니다.이는 물이 무엇을 하려고 하는지 이해하고, 그보다 한 발 앞서 나가는 것입니다. 숫자를 신중하게 계산하되 재료, 간격 및 설치 방법에 대한 판단도 신뢰하십시오. 안정적인 파이프라인은 운이 좋지 않습니다.{2}}그것은 무엇이든 물에 떨어뜨리기 전에 올바른 질문을 던진 결과입니다.