Navigálás a mélységekben
Ha valaha is dolgozott tengeri építkezésen, tudja, hogy a csővezetéket ott tartani, ahol a helye, nehezebb, mint amilyennek látszik. A víz vissza akarja nyomni. Mindig. És amikor ez megtörténik, akkor nem csak az ütemezési késésekre gondol,-hanem a lehetséges környezeti problémákra, a berendezés károsodására és a sok nagyon stresszes telefonhívásra.
Tehát beszéljünk arról, hogy mi számít valójában, amikor egy víz alá süllyesztett csövet próbál stabilan tartani. Nem csak a képleteket,-bár ezekhez is eljutunk,-hanem a mögöttük lévő gondolkodást is.
Ennek az egész problémának az a lényege, amit a legtöbben a középiskolai fizikából tanultunk: Archimedes elve. Leegyszerűsítve, ha vízbe merítünk valamit, a víz olyan erővel nyomja felfelé, amely megegyezik az elmozdult víz súlyával. Ez nem elmélet,-ez a tény, amit mindig érez, amikor megpróbál egy üres vödröt betolni a tankba.
Egy csővezeték esetében ez kötélhúzássá válik--. Az egyik oldalon felhajtóerővel próbálja felemelni a csövet. Másrészt megvan a cső saját súlya, és a tetején lévő talaj vagy kitöltés súlya. A trükk abban rejlik, hogy a lefelé tartó oldal nyerjen-kényelmes árrés mellett.
A legtöbb mérnök, akit ismerek, itt konzervatív megközelítést alkalmaz. Úgy számítják ki a felhajtóerőt, mintha a cső teljesen üres lenne, még akkor is, ha működés közben folyadékot fog szállítani. Miért? Mivel előfordulhat, hogy a belső folyadék nincs mindig ott-a karbantartás, az ellenőrzés vagy az indítás során, előfordulhat, hogy a cső részben vagy teljesen kiürül. Tehát ennek a folyadéktömegnek a bónusz biztonsági tartalékként való kezelése logikus. Nem túlzott elővigyázatosság. Ez reális.
Nos, maga a matematika nem bonyolult, de nyomon kell követnie néhány mozgó alkatrészt.
Kezdje a cső lineáris lábonkénti tömegével{0}}nyilvánvalóan a beton és az acél nagyon eltérően viselkedik, mint a HDPE a vízben. Ezután kiszámítja a felfelé irányuló erőt a kiszorított vízből. Ez a cső külső átmérőjétől függ, és attól, hogy édesvízben vagy sós vízben van-e,-a sós víz sűrűbb, körülbelül 64 font/köbláb, szemben a friss 62,4 fonttal. Kis különbség, de egy hosszú csővezetéken összeadódik.
Aztán ott van a visszatöltés. Itt a dolgok egy kicsit zavarosabbá válnak. A talaj tömege egyértelmű, ha száraz, de ha víz alatt van, akkor sokat veszít a lefelé irányuló ellenállásból. A merülő egység tömege észrevehetően kisebb. Ez az oka annak, hogy a legtöbb tervezési útmutató a biztonsági tényezőt-gyakran 1,5 körüli értéket alkalmaz a háttérkitöltéshez. Ez magyarázza a talaj változékonyságát, a telítettségi szintet és azt a tényt, hogy a vállalkozók nem mindig tökéletesen egyenletesen helyezik el a feltöltést.
Ha futtatod a számokat, és a felfelé irányuló erő még mindig nyer? Akkor tennie kell valamit. Adjon hozzá nagyobb súlyt-vastagabb falak, betonperemek vagy mechanikus horgonyok. Ezek mind érvényes javítások, de mindegyiknek megvan a saját költsége és logisztikai kompromisszuma-.
Itt azonban azt gondolom, hogy sok projektterv kicsúszik a sínekből. A számítás csak a történet fele.
A tényleges úszók kiválasztása-a csőhöz kapcsolódó kereskedelmi hardverek-nem csak az ítélkezésen, hanem a számtanon is múlik. Nem lehet csak egy adatlapon megnézni a felhajtóerő-besorolást, és késznek nevezni.
Először is gondoljon a rendszer teljes tömegére.Ez azt jelenti, hogy cső, plusz folyadék, plusz bármilyen külső terhelés, például áramlatok, hullámok vagy akár a tengeri növekedés idővel. Én személy szerint legalább 1,2-es biztonsági tényezőt szeretnék alkalmazni a teljes felhajtóképességre. Ez nem egy szabványból származik,-csak az, amit a gyakorlatban láttam több projektben is. Légzési teret biztosít, ha a körülmények nem ideálisak.
Másodszor, hol fog élni ez a vezeték?Ha sós víz és napfénynek van kitéve, az olcsó úszók gyorsan lebomlanak. A HDPE jó -ok miatt-jól kezeli a korróziót és az UV-sugárzást, és ésszerűen számíthat 10- és 20 év közötti élettartamra. De ha védett édesvízi környezetben tartózkodik, előfordulhat, hogy nincs szüksége ilyen szintű védelemre. Ne dolgozzon túl, csak azért, mert egy katalógus ezt írja.
Harmadszor-és ez sok fiatal mérnököt meglep,-a térköz sokkal többet számít, mint gondolná.Ha az úszókat túl távol helyezi el egymástól, a cső megereszkedik közöttük. Ha túl közel köti össze őket, pénzt pazarol, és felesleges húzást okoz. Ami még rosszabb, a rossz távolság a csővezeték megcsavarodását vagy oldalirányú elcsúszását okozhatja a víz alatt, ami az egész vonalvezetést eldobja. Erre nincs univerzális képlet; a cső merevségétől, a vízmélységtől és az áramerősségtől függ. Valóban le kell futtatnia egy hajlítási elemzést a felhajtóerő ellenőrzése mellett.
A telepítés egy másik réteg.A modern rögzítő-vagy csavaros-úszós kialakítások jelentősen-lerövidíthetik a telepítési időt a régebbi módszerekhez képest. Ez nem csak munkamegtakarítás; csökkenti a merülési időt, a felszerelés bérlését és az időjárásnak való kitettséget. Érdemes tehát egy kicsit többet fizetni előre a gyorsan működő és biztonságos hardverért.
A jövőre nézve úgy gondolom, hogy több egyedi -tervezett úszót fogunk látni mélytengeri vagy magas{1}}aktuális helyekre.A standard termékek jól működnek kotráshoz vagy partközeli munkákhoz, de ha szabályozott kihajlás-kezdeményezésről vagy rendkívül egyenetlen tengerfenékről van szó, akkor valami személyre szabott termékre van szükség. Ez szorosabb együttműködést jelent a tervezőcsapat és az úszógumi gyártója között,{1}}nem csak a polcról történő rendelést.
Végül is itt nem az egyenletek memorizálásáról van szó.Arról van szó, hogy megértsük, mit próbál tenni a víz, és egy lépéssel előtte kell maradni. Gondosan adja meg a számokat, de bízzon az anyagok, a távolságok és a beépítési mód megítélésében is. A stabil csővezeték nem szerencse-, hanem annak eredménye, hogy felteszed a megfelelő kérdéseket, mielőtt bármit a vízbe ejtesz.