دنیای مهندسی سازه های دریایی
دنیای مهندسی سازه های دریایی

دنیای مهندسی سازه های دریایی

Offshore Structures

Underwater welding/جوشکاری زیر آب

این فیلم عملیات جوشکاری زیر آب را نمایش می دهد.

This video shows the operation of underwater welding

All text and change the color to use to download it

   دانلود/ Download                                                                                                 



جوشکاری در سازه های دریایی/ Welding in structures offshore

 

1.      دو روش متدوال برای جوشکاری زیر آّب عبارتند از :
جوشکاری مرطوب در زیر آب (under water wet welding):
در این روش هیچگونه حفاظی در اطراف جوشکاری و حوضچه مذاب وجود ندارد و جوشکاری کاملا در محیط آب صورت می گیرد.
در گذشته جوشکاری مرطوب اکثرا برای تعمیر قسمتهای زیر آب بدنه کشتی و وصله زدن روی قسمتهای آسیب دیده یا جوشکاری اجزاء غیر باربر سازه ها ی در یایی بکار می رفت.
سختی و شکنندگی جوش حاصل در این روش بواسته سرعت زیاد سرد شدن (quench hardening) و همچنین در ساختار جوش مهمترین عامل بازدارنده برای بکارگیری این روش جهت جوشکاری اجزاء باربر سازه های دریایی بود و امروزه نیز با وجود پیشرفتهای قابل توجهی که در کیفیت جوش مرطوب ایجاد شده هنوز هم در بین برخی از شرکت های دریایی نوعی بدبینی نسبت به این روش جوشکاری و بویژه بکارگیری آن برای جوشکاری سازه های باربر وجود دارد.
بررسی معایب و مشکلات جوشکاری به روش مرطوب:
این روش از خیلی جهات مشابه روشهای معمول جوشکاری در محیطهای کارگاهی خارج از آب است و فقط چند مورد متفاوت وجود دارد که تشریح خواهد شد.
برای مثال جوشکاری به روش مرطوب در زیر آب تعداد محدودی از الکترودها را می توان بکار گرفت.این الکترودها از نظر ترکیب و فرمول شیمیایی همان الکترودهایی هستند که در محیط بیرون از آب بکار گرفته می شوند که فقط برای استفاده در داخل آب به یک لایه محافظ ضد آب روی روپوش خود مجهز شده اند.
از آنجا که در این روش و در اغلب موارد اطراف محل جوشکاری با آب دریا احاطه شده، باید تاثیرات این مسله بر روی فرایند جوشکاری را مورد توجه قرار داد که برخی از مهمترین این تاثیرات عبارتند از:

1.  پس از برقراری جرقه قوس الکتریکی که در اثر کشیدن الکترود روی قطعه کار ایجاد می شود، به دلیل گرمای ناشی از قوس الکتریکی حباب های ناشی از تبخیر آب در نواحی اطراف نقطه جوشکاری بوجود آمده و به سمت بالا به حرکت در می آیند.
دو عامل دیگر نیز در جوشکاری به روش مرطوب باعث ایجاد حباب های صعود کننده خواهند شد عبارتند از گاز های محافظ ناشی از سوختن روکش الکترود و همچنین حباب های هیدوژن که ناشی از الکترولیز و تجزیه شیمیایی آب به واسطه حرارت و عبور جریان الکتریکی است. حرکت دائمی حباب های گاز و بخار آب به بالا (حدود 15 حباب در ثانبه) ضمن به هم زدن قوس الکتریکی جلوی دید غواص جوشکار را میگیرد و به همین علت استفاده از روش های MAG/MIG نسبت به SMAW بسیار بهتر خواهد بود.

2-  با توجه به اینکه توانایی هدایت گرما در آب 25 برابر هوا می باشد ناحیه جوش و منطقه تحت تاثیر گرمای جوش (HAZ) به سرعت در آب سرد می شوند. بنابراین به دلیل سرعت زیاد سرد شدن مذاب که حدود 15 برابر این سرعت در هوا می باشد. جنس فلز تحت جوشکاری بایستی دارای حساسیت کمی نسبت به سخت شدن در اثر سرمایش سریع (quench hardening) باشد.

3-  از آنجا که آب اثر سردکنندگی شدیدی روی قوس اکتریکی دارد در این روش ولتاژ کار در مقایسه با جوشکاری در مجاورت هوا باید حدود 25% بالاتر در نظر گرفته شود. ضمنا باید تا آنجا که ممکن است شدت جریان را بالا برد بدین منظور در روش جوشکاری مرطوب عمدتا از الکترود با قطر مغزی 4 تا 6 میلیمتر می شود و جریان 20 در صد در نظر گرفته می شود. تا از افت حرارت قوس به واسطه تماس مستقیم با آب جلوگیری شده و همچنین جریانی که در آب به هدر می رود جبران شود.
برای مثال الکترود با مغزی 4 میلیمتر را در نظر بگیرید. همانطور که می دانید به ازای هر میلیمتر از قطر مغزی الکترود در جوشکاری دستی معمولی با برق (SMAW) می توان از 30 تا 40 آمپر جریان استفاده نمود.بنابراین حداکثر مجاز جریان برای جوشکاری با الکترود 4 میلیمتری در مجاورت هوا 160 آمپر خواهد بود اما در صورت استفاده از الکترود با قطر مغزی 4 میلیمتری در جوشکاری مرطوب زیر آب باید جریان را بیست در صد بالاتر از این حداکثر مجاز یعنی حدود 190 تا 200 آمپر در نظر گرفت.
سرعت سرد شدن مذاب جوش در آب 15 برابر بیشتر از سرعت سرد شدن آن در هوا (جوشکاری خارج از آب) است.

4-  یکی از معمولی ترین عیوب در جوشی که به روش مرطوب در زیر آب ایجاد می شود حبس (آخال سرباره) در داخل فلز جوش است. چرا که سرعت زیاد سرد شدن مذاب این امکان را به سرباره نمی دهد تا خود را به بالای سطح مذاب برساند. هم اکنون چندین مرکز بزرگ تحقیقاتی بر روی این مسئله تحقیق می کنند و سعی دارند تا الکترودهایی را تولید کنند تا تاثیرات منفی آب بر روی کیفیت جوش را به حداقل برسانند. برخی از این موسسات از قبیل موسسه تحقیقات دریایی اوهایو بسیار موفق بوده اند و توانسته اند الکترودهایی را ارائه دهند که مشکلات جوشکاری در مجاورت آب بویژه وقوع عیب حبس سرباره در جوش را به حداقل برساند.
از آنجا که سرباره جوش به واسطه سرد شدن سریع مذاب در جوشکاری زیر آب به روش مرطوب فرصت چندانی برای شناور شدن در مذاب و آمدن به سطح مذاب را ندارد. یکی از معمولیترین عیوب جوش در این روش جوشکاری حبس سرباره (slag inclusion) خواهد بود.

5- بخار آب تولید شده در اثر تجزیه حرارتی آب، به هیدروژن اتمی تجزیه می شود که این هیدروژن اتمی در مذاب نفوذ می کند و این مسئله منجر به تردی، شکنندگی و ترک در جوش می شود. درصد گاز هیدورژن در مخلوط حباب های گاز – بخار آب که از سوختن الکترود بوجود می آید حدود 70% در صد می باشد. برای مقابله با این مسئله شرکت های تولید کننده الکترود های زیر آب افزودنیهائی را به ترکیب شیمیایی روکش الکترودها می افزاید تا نفوذ هیدروژن را به حداقل برساند.
6- طی آزمایشی در مخزنی که قابلیت ایجاد شرایط 100 متری زیر آب را دارا بود ثابت گردید که با افزایش عمق، خطر ترک خوردگی جوش در این روش بیشتر خواهد شد. بالاترین عمق گزارش شده برای جوشکاری به روش مرطوب مربوط به یک مورد جوشکاری در عمق 180 متری در خلیج مکزیک می باشد.
جوشکاری سازه های دریایی و پایه های سکوهای نفتی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است چرا که این سازه ها تحت بار های زنده و دینامیکی و همچنین بار های استاتیکی بزرگ و قابل توجهی را قرار خواهد گرفت.                   

Airport Engineering - Planning, Design and Development of 21st Century Airports, 4th Edition, Norman J. Ashford .2011, Wright,

این کتاب درباره طراحی فرودگاه ها  و همچنین طراحی ترمینال های مسافران فرودگاه و کاربردآنها در مکانهای مختلف بحث و نظر داده است.

Airport Engineering - Planning, Design and Development of 21st Century Airports, 4th Edition

This file is password

Password:CE-MS MS.c Bijan Mohammadi

All text and change the color to use to download it

دانلود/Download                کلمه عبور/ Password

ساحل ماهو که در کشور سنت مارتین قرار دارد خطرناک‌ترین ساحل دنیاست. این ساحل نه بخاطر زیبایی ساحلی بلکه به دلیل واقع شدنش در کنار فرودگاه بین‌المللی پرنسس جولیانا مورد استقبال بسیاری از توریست‌های دنیا قرار گرفته است تا هم در ساحل این جزیره‌ آفتاب بگیرند و هم از دیدن هواپیما‌های در حال فرود از نزدیکترین نقطه لذت ببرند. گردشگران می بینند که هواپیما با ارتفاع 10 تا 20 متری بالای سرشان عبور می‌کند و همین ویژگی باعث شده که توریست‌های زیادی به این ساحل که در مجمع جزایر آنتیل در دریای کارائیب واقع شده وارد شوند.


Download 

با توجه به طراحی صورت گرفته برای این فرودگاه وشیب نشت هواپیما از حد استاندار بالاتر است و به همین علت است اخلاف شیب نشت در تمام عکس های مختلف است ومشکلی ندارد و آن فضا را می تواند جزوه حریم فروگاه خرید نماید ولی بخاطر توریست بود این مکان به این شکل می باشد.

این ساحل با شنهای سفید پوشیده شده و به دلیل فرسایش بادی ناشی از برخاستن هواپیماها، فاقد هرگونه پوشش گیاهی است. با توجه به این که دریای کارائیب نزدیک امواج بلند اقیانوسی اطلس شمالی هست که به گردشگران فرصت خوبی برای موج سواری و ... می دهد. فرودگاه پرنسس جولیانا آنقدر به ساحل نزدیک است که تابلوی پرواز آن به راحتی از داخل رستوران های ساحلی دیده می شود و مردم تمام مکالمات برج مراقبت و خلبان ها را از رادیوی محلی می شنوند. ویژگی‌های این ساحل، بسیار جذاب است اما نباید از تابلو‌های خطر مرگ که در نقاط مختلف ساحل ماهو نصب شده اند غافل شد چون با پرواز هواپیما و صدای گوشخراش آن، بی‌باک‌ترین گردشگر نیز به وحشت می‌افتد.

مهم ترین خطر این ساحل آن است که خیلی از گردشگران با شدت بادی که از برخاستن هواپیما ایجاد می شود، از ساحل به داخل آب کشیده می شوند یا در آب دچار یک پیشروی غیر عادی و خودناخواسته خواهند شد که ممکن است باعث مرگ افراد شود. منحصر بفردترین تفریح ترسناک دنیا را برای گردشگران عشق هواپیما فراهم آورند.

اشتباهی که خلبانان انجام می دهند این است که چرخه های هواپیما  دیرتر از زمان خودش باز می کند زمان چرخه باز می شوند سرعت کاهش یافت و بعد اگر چرخه باز نشود و هواپیما دوباره اوج بگیرد کسانی که در ساحل هستند با حوادث ناگوار  روبه رو می شوند و امروز بیشتر فرودگاه ها در کنار ساحل یا فراساحل ساخته می شوند.


Analyses on docking dynamic characteristics of the jack-up platform with two-piece units guide cable

مقاله ترجمه شده و مقاله اصلی پیوست پی دی اف است فقط برای مطالعه می باشد.

به منظور پاسخگویی به نیازهای نفت دریایی عمیق تر و اکتشاف گاز، یک شیوه موجود

سکو بالابر رو (جکت آپ) دو قطعه کابل واحد به طرف بالا در پایه استوانه سکوبالابر

(جکت آپ) کابل با این نسخه ها کار می کند در مناطق کمتر از 50 متر عمق است.


  This file is password

Password:CE-MS MS.c Bijan Mohammadi

All text and change the color to use to download it

 کلمه عبور/Password             دانلود /Download

 

Jack up rig animation

این انیمیشن عملکرد سکوبالابر حفاری شناور را نشان می دهد و چگونه در محل مورد نظر مستقر می شود.


This animation shows how the performance Jack up rig drilling vessel to be deployed in the desired location

All text and change the color to use to download it

                      دانلود /  Download


دکل سکوی بالابر /یالارو به صورت یک سکو سیار هست که شامل یک بدنه شناور مجهز به تعدادی پاهای متحرک ، که قاردرند به بالا بردن بدنه بیش از سطح آب دریا و همچنین با بالا آمدن پایه ها بدنه به صورت شناور روی سطح آب قرار می گیرد و این باعث می شود که حمل و نقل آن در دریا راحت انجام شود.

 

بالا و پایین آوردن پاها توسط جک هیدرولیک انجام می شود.

در حوزه خیلج فارس این سکوها زیاد به کار رفته است.

Buoyancy Supported Riser (BSR/شناور پشتیبانی رایزر

این فیلم عملکرد شناور پشتیبانی رایزر (BSR)  در سازه FPSO را نشان می دهد.

Buoyancy Supported Riser (BSR)

All text and change the color to use to download it

دانلود/Download           

            

ایده و سرمایه گذاری این سازه دریایی توسط شرکت پتروباس در کشور برزیل ساخت شد. اسم این سازه بر حسب عملکرد آن بنام شناور پشتیبانی رایز ( BSR) می باشد. که این سازه در یک سطح آب زیر دریا FPSO به حالت شناور غوطه ور قرار می گیرد.هزینه پروژه 1 میلیاد دلار  تمام شد. قرارداد پروژه EPCI می باشد که در متن انگلیسی به آن اشاره شده است.

BSR نستبا سطح، ساختار شناور مستطیل شکل با وزن ما بین 2000 تا 2250 تن می باشد نصب این سازه در عمق 250 متر (820 فوت ) می باشد. سیستم BSR  طور طراحی شده برای جذب نیروی دینامیکی FPSO و جلوگیری از خستگی رایزر های تحت کشش و در نتیجه تنش ها دینامیکی را به حداقل برساند.


Buoyancy Supported Riser (BSR)

Balltec has developed and commissioned a pioneering subsea chain tensioning system and tether top connector for the first Buoy Supported Riser (BSR) System installed on the Guará-Lula Project. Balltec took on their largest project to date for the design, manufacture, assembly and testing of 36 tether top connectors and six subsea chain tensioners for the BSR system


The Guará-Lula project is the largest engineering, procurement, installation and commissioning (EPIC) Subsea, Umbilical, Riser and Flowline (SURF) contract ever to be awarded in Brazil. The project, operated by Petrobras, is located in the Guará and Lula pre-salt fields in Santos Basin. The BSR system features four large subsea buoys which, when moored and tensioned, will support 27 steel catenary risers. Each buoy weighs approximately 2,000 tonnes and is installed 250 metres below sea level



Operator Petrobras conceived the idea behind the Buoyancy Supported Riser (BSR) system, which involves deployment of submerged buoys at a midwater level below the FPSO. Following a design competition, Subsea 7 was appointed to take the concept forward as part of a $1-billion SURF contract for Guara-Lula NE

Balltec was invited by Subsea 7 to participate in a design competition against more established oil and gas engineering companies. Balltec utilised its mooring expertise and extensive engineering abilities to develop a workable conceptual design for the connectors and tensioning system to moor and tension the subsea buoys into their final position. The top tether connectors were designed to accommodate 162 mm chain. Balltec’s proposal was selected as the ideal solution and secured the contract for the company. The chain tensioning system and tether top connector were successfully taken from concept design through to delivery within 18 months of the contract being awarded, which is considered an aggressive lead time for the size and demands of the project. During the design and engineering process a significant amount of time was invested into research and development of the connectors and tensioning system. As the concept was a world’s first, detailed FEA and fatigue analysis were carried out to ensure the connectors and tensioners were technically viable and could adhere to project specific requirements. Additional research was carried out in chain tribology, out of plain bending and corrosion analysis, which included full scale prototype testing of both the connector and the tensioner. Det Norske Veritas (DNV) reviewed and certified the connector and tensioner throughout various stages of the project from design approval to construction and testing

The tether top connectors consist of two parts; the chain management structure and the central structural core. The central structural core is the main load bearing assembly in the tether top connector. It is designed to articulate to a maximum angle of +/- 15 degrees in a 360 degree orientation to allow buoy movement during service and to accommodate a survival load case. The chain is locked into position by a series of chain dogs, at the bottom of the central structural core, offering a one link tension resolution


The central structural core is designed to accommodate a maximum chain tension of 9,380 kN (956 mT). The chain management structure is a stationary assembly that interfaces with the submerged buoy, provides lifting points to deploy the tether top connectors subsea and manages any excess chain, ensuring that no collision occurs during the maximum articulation of the central structural core. The tether top connector was designed for a 27 year service life and a 270 year fatigue life. The connector was also provided with its own cathodic protection system that was calculated and designed by Balltec

The tensioning system developed by Balltec is a temporary subsea installation device that can be docked onto the tether top connectors and tensions or slackens the tethers at an operating depth of up to 300 metres. The tensioner was also designed to a maximum tension capacity of 9,380 kN (956 mT) with a 1,750 mm stroke. The tensioner is controlled via dedicated PLC software and a control system developed by Balltec enabling the tensioner to be operated either from the surface or subsea using an ROV skid to provide the power and communications line.

Since starting the Guará Lula project, Balltec has grown as a business to accommodate the larger contract whilst maintaining the delivery of core products. In 2011 Balltec moved to larger premises totalling 75,000ft2 (6,968m2) and expanded their workforce across all departments. A 24/7 working pattern for the production and testing of the connectors and tensioners was introduced during the project execution. The additional space enabled Balltec to design and build the required rigs (for assembly, R&D, proof load and function tests) that enabled the successful delivery of the contract within 18 months


The first buoy and set of connectors has been successfully installed, moored and tensioned, all of which was overseen by Balltec’s experienced technicians and engineers. The second buoy is currently being installed and tensioned

The project scope includes engineering, procurement, installation and pre-commissioning of four de-coupled BSR systems, to be installed early next year in a water depth of more than 2,100 m (6,890 ft).The BSR system is designed to absorb the dynamics from the FPSO, resulting in minimized dynamic stresses on the SCRs, and making them behave instead like a long, free-spanning pipeline, with the main fatigue response arising from vortex-induced vibration generated by localized currents. As the SCRs’ dynamic response is so low, BuBi mechanically lined pipe can be used for the SCR section, technology applied since 1995 on towed pipeline bundle projects. However, this will be the first BuBi application involving installation via the reel-lay method, considered more cost-effective for the Petrobras project, and made possible following a recent joint development program by Subsea 7 and stainless steel manufacturer BUTTING. Although it missed out on the ASME prize, the ACM has been qualified by Petrobras following guidelines recommended by DNV RP-A203 Qualification of New Technology

Early next year the Seven Oceans vessel will perform the reel lay and hookup to the subsea buoys. Guara-Lula NE’s associated production and injection lines will also be manufactured from BuBi mechanically lined pipe


قرارداد های که در کارهای نفتی و پتروشیمی کاربرد زیادی دارد.

فهرست بهاء خاص  what is Unit Rat contract/Unit Rat

در برخی از کارهای به دلیل خاص بودن و داشتن صعوبتهای خاص و یا در صورت عدم وجود فهرست بهای معاونت برنامه ریزی، مانند پروژه های نفتی و پتروشیمی، مشاور نسبت به تهیه بهای خاص جهت همان پروژه اقدام می نماید.  


قراردارد EPCI چیست؟ / What is EPCI Contract

مهندسی، تدارک، اجرا و نصب ( Engineering Procurement Construction Install) از این نوع قرارداد  برای ساخته پایانه /ترمینال شناور بارگیری و تخلیه در خلیج فارس استفاده شده است.