Xem mẫu
- Ph n 2
K THU T ðƯ NG NG
http://www.ebook.edu.vn
44
- Chương 5
THI T K H TH NG ðƯ NG NG
1. T ng quan
M c tiêu chính c a thi t k là thu th p s li u, hình thành các ý tư ng chính,
l a ch n phương pháp thích h p, cung c p cơ s thông tin ñ th c hi n thi t k
chi ti t.
Các quá trình thi t k cho các ñư ng ng ñ t li n và ngoài bi n tương t
nhau v phương pháp ti p c n vài phương di n, ví d như l a ch n v t li u,
thi t k thu l c … nhưng l i hoàn toàn khác nhau các khía c nh khác, ví d
như l a ch n tuy n ng, l a ch n ñ dày ng…
ðư ng ng ngoài bi n và trên ñ t li n có cùng m c tiêu v m t an toàn, tho
mãn m c ñích c a h th ng ñư ng ng. Tuy nhiên, v m t d ch v và lo i c p
li u thì chúng hoàn toàn khác nhau, ngoài ra các ñi u ki n môi trư ng, nguyên
nhân hư h ng, phương pháp thi công l p ñ t cũng khác nhau.
Các giai ño n trong quá trình thi t k khái ni m thư ng có nh hư ng l n
nhau, do ñó quá trình thi t k h th ng ñư ng ng luôn là quá trình l p. Hi u
qu c a quá trình thi t k khái ni m ph thu c ch y u vào ñ chính xác c a các
s li u ban ñ u.
Các d án ñư ng ng ñư c thi t k theo ba giai ño n:
1.1 Thi t k sơ b ban ñ u
Có th dùng phương pháp “Broad brush” ñ xem xét t t c các kh năng có
th ñánh giá d án v m t kinh t . Nên ti p c n v n ñ m t cách dè d t, v a
ph i. Trong giai ño n này không c n thi t ti n hành các nghiên c u sâu tr khi
ñánh giá ñư c r ng d án có giá tr và ñ nh y c m c a nó thay ñ i.
1.2 Thi t k khái ni m
T k ho ch ñư c ñ ngh trong thi t k sơ b , trong giai ño n thi t k khái
ni m ngư i ta th c hi n nh ng thi t k ñư c ñánh giá là có l i hơn. giai ño n
này ph i th c hi n nh ng nghiên c u sâu ñ ñánh giá phương pháp thi t k t i
ưu dùng trong giai ño n thi t k chi ti t. Thi t k khái ni m nên ch n ra k
ho ch thích h p ñ th c hi n ti p t c d án trong giai ño n thi t k cơ s (chi
ti t).
1.3 Thi t k cơ s
Trong giai ño n thi t k cơ s , ñ nh nghĩa cu i cùng c a ñư ng ng ñư c
quy t ñ nh. Quá trình t i ưu hoá k ho ch thích h p ñư c th c hi n trong giai
ño n thi t k khái ni m. Giai ño n thi t k cơ s g m vi c xem xét các k ho ch
khác nhau trong s các k ho ch có tính kh thi ñư c ñưa ra t giai ño n thi t k
sơ b . M i phương án thi t k ñư c xem xét và ñánh giá qua quá trình thi t k
ñ so sánh các kh năng và l a ch n thi t k kh dĩ nh t cho giai ño n thi t chi
http://www.ebook.edu.vn
45
- ti t. Ngoài nh ng tính toán t i ưu hoá thi t k , giai ño n thi t k cơ s ñư c th c
hi n nh m:
- L a ch n thi t k t i ưu và các qui lu t v n hành ti p t c phát tri n d
án.
- Hư ng d n quá trình thu nh p d li u ñ hoàn thi n ch t lư ng c a công
ngh m t cách chi ti t.
- Ti n hành các nghiên c u th c hi n các phương pháp công ngh m i
ñư c ñ ngh ñưa vào trong d án.
- Hư ng d n các công vi c l p l ch trình và chi phí th c t cho giai ño n
th c hi n d án.
- Chu n b các tiêu chu n k thu t ñ th c hi n thi t k chi ti t.
- B t ñ u ti n hành các giao d ch và tư v n v i ñ i tác th ba c a d án.
- Ngoài ra, các m c ñ trách nhi m ñ i v i các giai ño n khác nhau ph i
ñư c làm rõ m t cách c th . Trách nhi m ñ i v i giai ño n thi t k sơ
b là ph i xác l p ñư c tính kh thi v m t kinh t .
- Trách nhi m c a giai ño n thi t k khái ni m ph c t p hơn và liên qua
ñ n tính kh thi v m t k thu t, t i ưu hoá v m t k thu t và kinh t
t ng th . Trong giai ño n thi t k chi ti t trách nhi m là ñ an toàn v
m t kinh t
2. Thi t k khái ni m cho ñư ng ng
Do tính ch t l p c a qúa trình thi t k khái ni m, nhi u m c trong quá trình
thi t k ñư c th c hi n ñ ng th i.
2.1 Thi t l p chu n thi t k
Ngư i thi t k ph i l p d ng c a cơ s d li u cho thi t k , các tiêu chu n
cho thi t ñư c ch p nh n trong su t quá trình thi t k khái ni m. Cơ s d li u
nên bao g m các thông tin liên quan ñ n:
- Các yêu c u v lu t ho c yêu c u c a qu c gia b t kỳ nào khác.
- Các ñi u lu t (regulations), qui t c (code), và các tiêu chu n (standard).
- Các yêu c u v n hành.
- D li u v s n ph m, d li u v qui trình và các thông tin cùng lo i .
- D li u môi trư ng (tuy n ng trên ñ t li n): t c ñ và hư ng gió cơ khí
phân tán ch t (thi t b ñ t lò), các m c ñ v lưu lư ng mưa, ñ sâu m c
nư c h th ng b o v ăn mòn ng m, bi n thiên nhi t ñ …
- D li u môi trư ng (tuy n ng ngoài bi n): các ñ c tính v ñ m nh,
hư ng và chu kỳ c a gió, sóng, dòng ch y.
- Các chi ti t kh o sát v tuy n ng.
- D li u ñ t/ñáy bi n d c theo tuy n ng d ki n.
- Các yêu c u c a phía th ba t i ch c t nhau, ñ a ñi m các di tích l ch s
ho c có tính quan trong v m t môi trư ng, trung tâm dân cư…
- Hư ng phát tri n khu v c, l y t k ho ch phát tri n d án.
- D ki n v giàn/tr m.
http://www.ebook.edu.vn
46
- Tài li u này nên ñư c phê duy t b i ngư i qu n lý d án và ph i c p nh t
thư ng xuyên và liên t c khi có thay ñ i. Vai trò c a tài li u này r t quan tr ng
vì nó hình thành nên t ng cho quá trình thi t k . giai ño n thi t k khái ni m
không c n thi t ph i b o m t nh ng d li u dùng cho thi t k chi ti t, tuy r ng
b o m t m t vài lo i thông tin có th h u ích.
2.2 L a ch n tuy n ng
Các y u t nh hư ng ñ n vi c l a ch n tuy n ng có th xem xét theo hai
lãnh v c t ng quát sau:
- Yêu c u c a b n thân h th ng s d ng ñư ng ng.
- nh hư ng t bên ngoài b i phía th ba.
Tuy r ng vi c t p trung vào các yêu c u c a quá trình là quan tr ng, nhưng
cũng không nên xem nh nh hư ng c a các yêu t bên ngoài.
S quan tr ng c a vi c s d ng tư v n và xem nh phía th ba không th
nh n m nh thái quá. Vi c thi u quan tâm ñ n các v n ñ c a phía th ba có th
d n ñ n vi c ph i thi t k l i c k ho ch. Ví d , v i ñư ng ng ñ t li n, v trí
c a tr m máy nén chi n lư t không th thi công ñư c ch ng h n, khi ñó toàn b
d án tr nên không kh thi v m t kinh t .
Thi t k khái ni m nên gi i quy t tương quan c a t t c các phương di n xã
h i, chính tr , môi trư ng và phía th ba b ng cách kh o sát h tr toàn b t t c
các tuy n có th . Các kh o sát bao g m nghiên c u ñ g n nhau ñ i v i tuy n
ng ñ t li n.
Ý nghĩa c a nghiên c u ñ g n nhau trong thi t k khái ni m c a ñư ng
ng ñ t li n là ch ra các v trí mà ñư ng ng có th gây ra nguy h i cho ñ i
s ng cư dân ho c ñ ng th c v t nơi b n ñ a. các v trí như v y c n lưu ý nhi u
hơn ñ n vi c gi m r i ro cũng như nh hư ng c a b t kỳ s c nào ñ n ñư ng
ng.
Giai ño n thi t k khái ni m này thư ng ñư c th c hi n trong quá trình xác
ñ nh c a d án và nên lo i b t t c các tuy n ng “không nghiêm túc” mà
không ñư c xem xét ñ y ñ .
M t cách ñi n hình, thi t k khái ni m nên bao g m:
- Thi t l p các hành lang tuy n ng có th .
- Thi t l p các phương pháp xây l p cho m i hành lang.
- Thi t l p các v n ñ nh hư ng c a môi trư ng xã h i, chính tr , phía th
ba m t cách ñ y ñ .
- ðánh giá v m t k thu t c a hành lang.
- Thi t l p hành lang t t nh t trong các hành lang ñã xem xét.
S xem xét thái quá t m quan tr ng c a nh hư ng t các v n ñ xã h i,
chính tr , môi trư ng, phía th ba trong giai ño n này có th t o ra nh hư ng
nghiêm tr ng ñ n vi c th c hi n d án. ði u quan tr ng là v n ñ này ñư c gi i
quy t m t cách t ng th và t t c các v n ñ ph i có ñư c s ch p thu n và cho
phép. Th c hi n công vi c này c n ph i th n tr ng và nên th c hi n sao cho
không gây ra quá nhi u s quan tâm c a c ng ñ ng dân cư ñ i v i nh ng tuy n
ng không thích h p, ñi u này có th gây h i cho d án v m t chính tr .
http://www.ebook.edu.vn
47
- L a ch n tuy n ng ñ t li n khác nhau ñáng k so v i ñư ng ng ngoài
khơi nhưng nhìn chung chúng cũng tương t nhau m t s ñ c ñi m k trên. S
khác nhau c th c a chúng ñư c bàn lu n ph n ti p theo.
ðư ng ng ñ t li n
Ch n tuy n ng ñ t li n là m t quá trình l p d a trên s xác l p m t cách
tu n t ràng bu c. Nh ng ch d n c a chính quy n ñi phương, qui t c và tiêu
chu n là yêu c u t i thi u, ngo i tr các ñi u kho n liên quan ñ n v n ñ an toàn
cho c ng ñ ng ñ i v i tuy n ng d n khí. Các quá trình ñánh giá môi trư ng
làm l i cho quá trình l a ch n tuy n ng b ng cách xác ñ nh rõ t ñ u có nh
hư ng như v y. Các so sánh v chi phí khi chuy n hư ng tuy n ng ñ tránh các
khu v c ràng bu c có th tr giúp cho quá trình thi t k nhưng ñi u này ch có
giá tr khi s liên h t ng th c a c tuy n ng và môi trư ng d c theo t ng
tuy n ng ñư c so sánh trên cơ s tương ñương nhau. Vi c cho phép ch ñ t tác
ñ ng ñ n vi c l a ch n s p x p chi ti t và vi c l a ch n l i tuy n ng chính ñ
tránh nh ng ngư i ph n ñ i ch có tính kh thi khi mà di n tích ñ t có liên quan
là t i thi u.
ðư ng ng ngoài khơi
Tuy n ng an toàn ng n nh t ñư c l a ch n phù h p v i ñ a hình ñáy bi n
và các yêu c u ñ tránh các khu v c ñáy bi n không n ñ nh, nh ng ñi m không
có thông tin rõ ràng, ch ñ m tàu, lưu ý các vùng h n ch th neo, ngư trư ng
ñánh cá, biên gi i qu c gia và vùng, các k ho ch phát tri n trong tương lai.
Các v n ñ liên quan ñ n vi c l p ñ t các ñư ng ng g n v i giàn, gi ng
khoan dư i ñáy bi n, các ñư ng ng có s n thì c n ñư c quan tâm ñ c bi t và
nh hư ng không nh ng ñ n các tuy n ng m i mà còn nh hư ng ñ n s l a
ch n phương pháp thi công l p ñ t. ð sâu có th cũng là m t ràng bu c quan
tr ng và ñòi h i ph i phát tri n gi i pháp k thu t m i khi l p ñ t ñư ng ng,
l p thêm ng nhánh hay s a ch a .
Vi c l a ch n v trí ti p b và c t b bi n ñòi h i ph i ñư c kh o sát toàn
di n và b nh hư ng b i v trí c a tr m và các thi t b x lý. ði u này có th d
b nh hư ng b i môi trư ng do v y c n ph i ñư c ñánh giá ngay t giai ño n
ñ u. T i nơi ti p b ñư ng ng s ch u nh hư ng ph c t p c a dòng ch y ñáy
bi n k t h p v i th y tri u, sóng khúc x , sóng v và các dòng ch y ven b . ð c
ñi m v t lý như b m t vách ñá, ñ n cát… có th ph i ñư c xem xét và m i gi i
pháp ñư c ñ xu t có tính khó th c hi n ho c m i c n ph i ñư c ñánh giá.
2.3 Tr m bơm và chi phí
Thi t k khái ni m ñư ng ng ñòi h i s cân b ng c a các yêu c u mâu
thu n nhau v m t kinh t . Trong trư ng h p ñ c bi t, s tương tác gi a năng
su t, ñư ng kính, áp su t, thi t k bơm và kho ng cách bơm c n ph i ñư c xem
xét c n th n. ði u này ph c t p hơn khi xem xét chi phí t ng theo hai lo i chi
phí: chi phí ñ u tư và chi phí v n hành.
http://www.ebook.edu.vn
48
- Các phương pháp ñ tính toán doanh thu hòa v n (thư ng t l v i năng
su t) c n ph i ñư c tham kh o thêm các tài li u khác. Tuy nhiên m c ñ nh
hư ng c a chi phí ñ n thi t k c n ph i ñư c làm rõ.
Chi phí ñ u tư bao g m chi phí s n xu t ng, ph ng, v n chuy n ng, ñào
rãnh (trên ñ t li n), ñ t ng, làm rãnh (ngoài khơi), các chi phí này tăng khi
ñư ng kính tăng.
Khi áp su t m th p ho c ñư ng ng dài có th c n ñ n h th ng bơm. Khi
ñó chi phí ñ u tư bao g m bơm, ñ ng cơ, nhà xư ng, ñư ng giao thông, giàn ñ
(ngoài khơi) và các thi t b ph tr khác. Có th th y r ng, càng ít tr m bơm
ho c bơm có công su t càng nh thi ñư ng kính ng tương ng ph i càng l n,
ho c ngư c l i, chi phí lo i này s tăng khi ñư ng kính ng gi m.
Chi phí v n hành bao g m ki m tra tuy n ng (thay ñ i ít nhi u tuỳ theo
kích thư c ng), b o trì bơm, chi phí nhân công v n hành và nhiên li u. Các y u
t khác cũng c n ñư c xem xét bao g m chi phí d ng h th ng và b o trì. Năng
su t ñư ng ng nên ñư c xem xét v i m t trong các bơm không ho t ñ ng m c
dù ñi u này có th ñư c x lý b ng cách s d ng nhi u bơm hơn m c song song
ho c n i ti p t i các tr m bơm. Phân tích ñ tin c y t ng th ph i ñư c th c hi n
n u chi phí chi ti t là y u t quan tr ng.
2.4 L a ch n kích thư c ng
Các y u t c n ñư c xem xét trong l a ch n kích thư c tuy n ng là:
- Năng su t thi t k .
- Năng su t ng u nhiên.
- V n t c s n ph m.
- Tu i th làm vi c c a áp su t gi ng.
- S t i ưu hoá các y u t ñư ng kính, áp su t, b dày ng.
Các yêu c u v thu l c dòng ch y và t n tr c a s n ph m s ñư c s d ng
trong vi c ñánh giá sơ b ñư ng ng kính.
2.5 L a ch n v t li u
S rò r t các ñư ng ng là ñi u không th ch p nh n c v y u t thương
m i l n y u t an toàn và ô nhi m môi trư ng. ði u này d n ñ n vi c v n
chuy n các lưu ch t như v y ñòi h i h th ng ñư ng ng ph i có s ñ ng b cao
nh t, có kh năng ch u ñư c áp su t thích h p mà không có nguy cơ hư h ng.
ð tr giúp ngư i thi t k trong quá trình l a ch n v t li u, các tiêu chu n
công nghi p ñã ñư c t o ra theo phân lo i v t li u và quá trình s n xu t ñ ñáp
ng các yêu c u ph m ch t ho t ñ ng, các m c ñ ch p nh n ñư c, ñ b n,
ki m soát dung sai và kích thư c… Ngoài ra, hàng lo t các tiêu chu n k thu t
công ngh cũng ñư c h tr nh m phát tri n và hoàn thi n các tiêu chu n công
nghi p ñ tho mãn các yêu c u c th trong công nghi p d u khí. Các tiêu
chu n k thu t công ngh xác ñ nh các yêu c u k thu t cho quá trình thi t k ,
mua bán, và l p ñ t các thi t b ph tùng ñư ng ng khác nhau.
Các yêu c u v hi u qu c n ph i ñư c l a ch n ñ i v i v t li u và phương
pháp hàn. S hi u bi t th u ñáo v nh hư ng c a các tiêu chu n thi t k ñ i v i
h th ng ñư ng ng cu i cùng là r t c n thi t. T ñây, các tính ch t cơ h c và
http://www.ebook.edu.vn
49
- hoá h c, dung sai kích thư c có th ñư c xác l p. Các yêu c u ñ c bi t ñ i v i
h th ng như kh năng ch ng ăn mòn và các yêu c u v l p ñ t, xây l p cũng
nh hư ng liên ñ i ñ n quá trình thi t k khái ni m.
Thư ng ng ñư c ch t o b ng thép, tuy nhiên vi c s l a ch n b h n ch
do các ch ng lo i thép ñư c s d ng ñ tho mãn các yêu c u k thu t. S l a
ch n thép thông thư ng có xu hư ng ch n s n ph m có ch tiêu k thu t cao hơn
vì lý do kinh t .
Khi c n ph i hoàn thi n hơn các ñ c tính k thu t c a ng thép carbon. Có
th s d ng thép không r , ng có b c ngoài ho c lót bên trong. Các v t li u ñ c
bi t như v y hi n nay giá thành còn khá cao so v i thép carbon, tuy nhiên khi k
thu t s n xu t tr nên tiên ti n hơn thì giá thành c a chúng có th gi m.
Các v t li u phi kim lo i và composite ñã ñư c s n su t cho công nghi p
d u khí d ng các ng d o và các ng có lót nhi u l p polymer. Vi c s d ng
các ng ñư c làm hoàn toàn t v t li u polymer ñã r t ph bi n ñ i v i các h
phân ph i khí áp su t th p. V t li u polymer ñư c xem là v t li u hàng ñ u cho
vi c v n chuy n khí khi r i ro b phá ho i t phía th ba không l n.
2.6 L a ch n b dày ng
Các tiêu chu n thi t k c a các qu c gia khác nhau ñưa ra các tiêu chu n k
thu t khác nhau cho vi c l a ch n b dày ng v n hành có áp su t. Khi l a ch n
các lo i ng s d ng cho các nhu c u ñ c bi t, c n ph i quan tâm ñ n hi n tư ng
tăng áp ñ t ng t, ñ c bi t trong trư ng h p trong h th ng không có thi t b x
lý hi n tư ng này.
Các y u t nh hư ng ñ n b dày ng:
- Ap su t thi t k
- Nhi t ñ thi t k
- Ăn mòn
- Phương pháp l p ñ t
- ð a hình ñáy bi n
- ð n ñ nh
- Tu i th thi t k c a h th ng ñư ng ng
Các ñi u ki n v n hành v áp su t cũng có tác ñ ng ñ n vi c ch n ng su t
b n c a v t li u theo yêu c u b dày ng.
Có s khác nhau v m t s d ng ñư ng ng ñ t li n do công tác s a ch a
d dàng hơn và ít t n kém hơn so v i môi trư ng ngoài khơi. môi trư ng
ngoài khơi, xu hư ng chung là th c hi n các tính toán th n tr ng ñ i v i các yêu
c u cho b dày ng. Tuy nhiên cũng ph i c n th n trong trư ng h p ñư ng ng
ñ t li n khi l a ch n tuy n ng và nghiên c a ñ g n nhau t i các v trí ñ c bi t.
Ví d cho trư ng h p này là b dày ng t i trung tâm dân cư và trên các nông
tr i ph i có kh năng ch u ñư c các va ch m cơ h c v i các thi t b ñào ñ t.
N u ng có ñư ng kính l n thì quá trình thi t k ng c n ph i xem xét c n
th n các ngo i l c tác ñ ng lên ng, cũng như ki m soát c n th n quá trình l p
ng. ði u này ñ c bi t quan tr ng ñ i v i ng m ng ch u áp su t c a ñ t mà
không b nh hư ng v ñ tròn và tính toàn v n c a c u trúc. Các ng thép có t
l ñư ng kính/b dày vư t quá 96 ph i ñư c ki m soát c n th n.
http://www.ebook.edu.vn
50
- Vi c áp d ng b dày cho phép ăn mòn có th ñư c tính ñ n n u có s hi n
di n các ch t ăn mòn cùng v i nư c:
- CO2 ăn mòn ng t
- H2S ăn mòn chua
- O2 ăn mòn oxi hoá b ng oxi
M c ñ ăn mòn ñư c ki m soát b i các bi n c v t lý sau:
- Nhi t ñ
- Áp su t
- ð dn
- pH
- N ng ñ ch t ăn mòn
- T c ñ dòng ch y
Ngoài ra ñ ăn mòn ch u tác ñ ng ph như:
- Trình ñ cán thép
- Các lo i ng su t (c ñ nh và chu kỳ)
- Quá trình x lý nhi t
- Liên k t c a các kim lo i
Các ng b ăn mòn t c ñ th p có th ñư c x lý b ng b dày b sung cho
phép ăn mòn. Trư ng h p ăn mòn t c ñ cao hơn có th ñư c x lý b ng cách
s d ng các ch t c ch ăn mòn ho c s d ng v t li u thay th thích h p. Ch t
c ch ăn mòn không th ñ t hi u su t b o v 100%, do v y ngư i thi t k ph i
lưu ý ñ n ñi u này khi dùng chúng ñ kh ng ch hi n tư ng ăn mòn. Tương tác
liên k t gi a s n ph m và ch t c ch ăn mòn ph i ñư c gi i qu t m t cách riêng
r . Trư ng h p có ho c không có s d ng ch t c ch ăn mòn thì t ng các b
dày ăn mòn cho phép không ñư c vư t quá 6mm vì ăn mòn thông thư ng không
th có giá tr cao như v y.
Trong quá trình ñ t ng thì ng có th ch u các ng su t u n trong quá trình
thao tác cũng như khi ng ti p xúc v i b m t ñáy c a rãnh. ng c n ph i có b
dày ñ ch ng l i các ng su t u n này và hi n tư ng o n ng.
2.7 L a ch n l p ph ch ng ăn mòn
ðư ng ng có th b ăn mòn t bên trong do lưu ch t s n ph m ho c nư c
bám vào ho c t bên ngoài do tác ñ ng ăn mòn m nh c a các ñi u ki n ăn mòn
t ñ t ho c nư c bi n.
Các h th ng l p ph ñư ng ng thư ng ñư c s d ng là:
- Các l p ph b ng nh a ñư ng ñư c tăng cư ng cơ tính b ng s i th y
tinh ho c nh a than ñá.
- Polyenthylene (PE)
- Các l p ph epoxy liên k t b ng phương pháp nóng ch y (FBE)
2.8 L a ch n l p cách nhi t
Trong quá trình thi t k khái ni m nên xem xét ñ n các yêu c u v cách
nhi t cho ng n u có. L p cách nhi t cho ng nh m gi m lư ng nhi t th t thoát
d c theo chi u dài ng có th ñư c yêu c u cho m t s trư ng h p dư i ñây:
http://www.ebook.edu.vn
51
- L ng tách wax (paraffin):
Các v n ñ v ñ nh t cao có th x y ra do ngu n g c d u thô khai thác t i
các vùng khác nhau có th ch a t l l n wax (paraffin), có khi l n hơn 5% kh i
lư ng. nhi t ñ th p (th p hơn ñi m v n ñ c–cloud point) có th x y ra hi n
tư ng hình thành các tinh th wax l ng ñ ng trên thành ng làm gi m hi u su t
v n chuy n ho c có th làm t c ngh n ñư ng ng. Các k t t a wax có th ñư c
x lý b ng các phương pháp liên t c như bơm hóa ch t, duy trì nhi t ñ ho c
thông thư ng nh t là dùng thoi c o ñư ng ng (pig). Các k thu t gián ño n
(off-line) khác có th ñư c s d ng như ngâm r a ñư ng ng b ng xylene ho c
th i s ch ng b ng khí nhưng các bi n pháp này cũng có như c ñi m l n là th t
thoát s n ph m trong quá trình ngưng ho t ñ ng nhà máy khi các thi t b can
thi p, và ñ tin c y c a các thi t b như v y không b o ñ m.
S hình thành hydrate:
S hình thành hydrate trong khí có th b c ch b ng cách duy trì nhi t ñ
trong ng cao hơn nhi t ñ hình thành hydrate cũng như b ng cách bơm
methanol ho c glycol. Vi c v n chuy n các hóa ch t này ñ n ñ u vào c a ñư ng
ng s ñòi h i: s d ng các b n ch a ho c các h ñư ng ng b sung và thư ng
ñòi h i ph i có thi t b tách cu i ñư ng ng ho c các thi t b x lý.
L a ch n l p cách nhi t:
M t s lo i d u thô có ñ nh t r t cao nhi t ñ ñư ng ng thông thư ng
và ñôi khi n u có nư c l n vào thì có th hình thành nhũ tương có ñ nh t cao.
Có ba bi n pháp có th xem xét l a ch n m t cách riêng r hay k t h p v i nhau
dư i ñây:
Tăng ñư ng kính ng, m c dù ñiêu này có th ti m tàng nguy cơ ăn mòn
ho c các v n ñ ñóng c n trên ñư ng ng khi v n hành do t c ñ dòng ch y b
gi m.
Bơm thêm hóa ch t làm tăng kh năng v n chuy n ho c hóa ch t phá h nhũ
tương. Các hóa ch t này thư ng ñ t có th ñòi h i vi c l p ñ t thêm các ñư ng
ng ho t ñ ng ph tr ho c các lõi trung tâm ñ c bi t khi khai thác dư i ñáy
bi n.
Duy trì nhi t ñ dòng ch y b ng cách s d ng l p cách nhi t và các thi t b
gia nhi t d u ho c thi t b bù nhi t. Chôn ng cũng là m t bi n pháp quan tr ng
làm tăng kh năng cách nhi t m c dù ñ i v i ñư ng ng ngoài khơi phương
pháp này có th khó th c hi n ho c ñòi h i chi phí cao.
Tiêu chu n k thu t khi giao nh n
ð ñáp ng các yêu c u nguyên li u ñ u vào cho các thi t b ch bi n cu i
ñư ng ng, thư ng lưu ch t ph i th a mãn thông s t i thi u nào ñó v áp su t
nhi t ñ . Trong trư ng h p không th ñáp ng nhi t ñ và áp su t yêu c u có th
dùng các bi n pháp x lý như l p ñ t thêm thi t b gia nhi t và các thi t b tách
b sung ho c có th cách nhi t ñư ng ng.
http://www.ebook.edu.vn
52
- 2.9 Vòng bù dãn n
Trư c khi b t ñ u thi t k có m t s thông s c n ph i ñư c ñánh giá và
phân tích ñ nh y.
Các ñư ng ng và ph n bù dãn n thư ng ñư c x lý theo tiêu chu n th a
mãn ng su t.
Các thi t b bù dãn n ngoài khơi ph i ch u các t i tr ng dãn n và các t i
tr ng c a dòng ch y cũng như sóng. T t c các lo i t i tr ng ñ u có th ñư c
làm gi m. Dãn n nhi t có th ñư c làm gi m b ng cách s d ng phương pháp
l p ñ t lèn ch t (nh chôn và lèn ñá ngoài bi n) ho c tăng tr ng lư ng ng (s
d ng neo và l p ph bêtông). T i tr ng c a sóng có th ñư c làm gi m b ng
cách chu n b các nhà che ch n ho c dùng các t m ph .
2.10 L a ch n phương pháp b o v ch ng ăn mòn
Các ñư ng ng ngoài khơi thư ng ñư c b o v b ng các lo i anode hy sinh
trong khi ngư c l i ñ i v i ñư ng ng ñ t li n thư ng s d ng h th ng cung
c p dòng ñi n t ngu n ngoài.
Lo i, kích thư c và kho ng cách các anode ph i ñư c xác ñ nh nh m xem
xét các v n ñ sau:
- Kh i lư ng c a v t li u anode ph i ñ ñ b o v ñư ng ng trong su t
quá trình ho t ñ ng c a h th ng ñư ng ng, luôn ph i lưu ý ñ n thông s
ñi n tích t i ña các l p ph b n t gãy hay phá h ng trong quá trình v n
hành ng.
- Di n tích b m t c a các anode ph i ñ l n ñ cung c p ñ cư ng ñ dòng
ñi n ñ b o v ñư ng ng cho t i th i ñi m cu i cùng c a tu i th làm
vi c c a ñư ng ng, lúc ñó h u h t các anode ñã b tiêu hao trong quá
trình ho t ñ ng.
- Kho ng cách gi a các anode ñư c xác ñ nh ñ có ñư c kích thư c thích
h p cho anode. N u các anode ñư c l p ñ t vào ng trên m t xà lan ñ t
ng ngoài khơi thì chúng ph i có tr ng lư ng gi i h n. B dày c a anode
có th ñư c xác ñ nh b ng chi u dày c a l p ph betone t o tr ng lư ng.
2.11 Phân tích c t ng
D li u cơ b n và các yêu c u c a phía th ba ñ i v i các v trí c t nhau c a
ng nên ñư c ki m tra trong giai ño n thi t k khái ni m.
M t s ñi m c n xem xét ñ i v i ñư ng ng ngoài khơi là:
- Góc t i ñi m c t nhau.
- Chi u cao yêu c u c a c t d , các ñi m ti p xúc ng t i v trí c t nhau và
hình d ng t ng th c a ng t i v trí c t nhau.
- Chi u dài c a ño n ng t do và ñ n ñ nh c a nó.
- Kh năng ch u ñ ng c a ng ñ i v i hi n tư ng c t xoáy và các t i tr ng
môi trư ng.
- Kh năng ch u ñ ng c a ñ t và khuynh hư ng b lún c a b t kỳ c t ñ .
- Ngăn ng a hi n tư ng ng b o n lên.
- Dung sai ñ t ng ñ i v i vi c chu n b c t nhau c a ng.
http://www.ebook.edu.vn
53
- - Các t i tr ng khi ñ t ng, trong ñi u ki n th th y l c, và trong ñi u ki n
v n hành.
- Các t i tr ng xu t hi n do quá trình lèn, ñ m ñá t i v trí c t nhau.
- Kh năng b phá h y b i neo c a các tàu ñánh cá.
- Các yêu c u c a các ngư i v n hành, ngư i ch ñư ng ng c a phía th
ba.
Các ñư ng ng ñ t li n ñòi h i các xem xét ñ c bi t b i khi nghiên c u ñ
g n nhau và nghiên c u tuy n ng có th xu t hi n các yêu c u cho ñư ng ng
t i v trí c t nhau v i các ñ c trưng v ñ a lý và dân cư khác nhau. Các ñ c trưng
có th bao g m:
- Các ñư ng ng khác, thư ng c t qua rãnh ho c mương, tuy r ng ñã xem
xét v v n ñ b sung b dày ng ho c có b dày ng ñ c bi t. S tương
tác c a h th ng b o v ñư ng ng b ng dòng ñi n ngoài cũng ph i ñư c
ñánh giá c n th n.
- Các v trí c t nhau qua sông ho c c a sông cũng yêu c u vi c áp d ng các
k thu t kéo ng, và b n thân ng thư ng ñòi h i ph i có l p ph tr ng
lư ng.
- Các v trí c t nhau qua ñư ng b và ñư ng s t có th ñòi h i các k thu t
như làm c u vư t, b c ng ho c làm ñư ng h m, tuy r ng vi c thi công có
th làm gián ño n giao thông nhưng v n nên xem xét vi c s d ng
phương pháp ñào h .
- Các ch c t nhau v i vũng l y hay vùng ñ m l y có th bao g m vi c ph
tr ng lư ng cho ng, làm b m t ñư ng t m th i và nh p b sung v t li u
san l p.
Các v trí c t nhau có th áp d ng phương pháp khoan ñ nh hư ng. Phương
pháp này bao g m vi c khoan t ñ u này sang ñ u kia, gi cho l m b ng
bêtông, kéo ng qua l s d ng dây khoan. K thu t này khá thông d ng ñ i v i
các v trí c t nhau v i sông, có kho ng cách l n ho c có m t ñ lưu thông l n.
2.12 L p l ch trình
Thi t k khái ni m nên quan tâm ñ n các yêu c u l ch trình xây l p ñư ng
ng.
Các ñư ng ng ñ t li n thư ng ph c t p do ph i c t qua quá nhi u ranh gi i
c a các ch ñ t khác nhau. Các s p x p ñ c bi t c n ph i ñư c th c hi n ñ có
quy n ñi l i, s cho phép s d ng ñ t, làm ñư ng càng s m càng t t trư c khi
ti n hành các ho t ñ ng xây l p ñư ng ng. Thi t k khái ni m nên quan tâm
ñ n s phát tri n c a k ho ch th c hi n d án sơ b trong ñó chi ti t hóa các
yêu c u l ch trình c a t t c các ho t ñ ng di n ra trong th i gian dài.
Các t l th i gian trong vi c ch t o giàn và l p ñ t, quá trình xây l p tr m
ñ t li n có th tham kh o t trình t các ho t ñ ng trong vi c phát tri n m t m
ngoài khơi. Thư ng là khung th i gian c th cho quá trình l p ñ t ng và liên
k t thi t b liên quan ñ n các th i ñi m khác nhau trong năm, s có s n c a các
xà lan l p ñ t, th i gian xây d ng và th i gian l p ñ t, v trí xà lan ñ t ng, v trí
và ki u neo cho các giàn n i và các tàu trong khu m .
http://www.ebook.edu.vn
54
- Th i gian c p phép, thương th o v i ch s h u c a các lô khai thác khác,
ho c các ñ i tư ng s d ng vùng bi n khác cũng thư ng ñóng vai trò r t quan
tr ng.
Thi t k chi ti t nên ñư c th c hi n trư c khi l p ñ t, tuy nhiên các m t
hàng thi t b ñòi h i th i gian ch t o và ñ t hàng tương ñ i lâu như van, bích,
b ph n n i… c n ph i ñư c xác ñ nh, thi t k và ch ñ nh trư c cho quá trình
mua s m thi t b sao cho vi c giao nh n các thi t b như v y có th ñư c th c
hi n trư c khi công vi c ch t o và l p ñ t ñư c b t ñ u. Do v y thư ng ph i
bàn b c gi i quy t d t ñi m trong quá trình thi t k khái ni m các v t tư thi t b
quan tr ng ñòi h i th i gian dài như v y (thư ng các lo i v t tư này có chi phí
cao) v m t mua s m thi t b . Trong trư ng h p này, l ch trình chính xác và có
tính ñáp ng th c t l2 y u t quan tr ng ñ t i ña hóa tính h u d ng c a thi t
k khái ni m.
3. Thi t k cơ khí cho ñư ng ng
ðư ng ng ph i có ñ ñ b n ch ng l i các t i tr ng tác ñ ng lên nó, trong
quá trình xây l p và th nghi m ñư ng ng và khi ñư ng ng ñã ñưa vào v n
hành. Trong quá trình xây l p, ng s b u n, kéo và xo n. Khi ng ñưa vào v n
hành nó s b tác ñ ng b i áp su t bên trong t lưu ch t và t bên ngoài b i môi
trư ng bi n và ñ t xung quanh, ngoài ra còn có các ng su t gây ra b i s thay
ñ i nhi t ñ .
ðư ng ng có th ch u t i tr ng bên ngoài, ch ng h n ng dư i bi n, t i
tr ng là các va ch m v i neo, neo lư i cá, v i trư ng h p ng trên ñ t li n, t i
tr ng ngoài có th là s l ng xu ng khác nhau c a ñ t xung quanh ng, t i tr ng
t o ra t các phương ti n giao thông trên ñ nh ng, ho c là va ch m v i các thi t
b ñào ñ t.
Các yêu c u v ñ b n cho các ñư ng ng ngoài bi n thư ng cao hơn so v i
ñư ng ng ñ t li n.
V n ñ ñư c trình bày sau ñây áp d ng khi thi t k ñ b n ch ng l i áp su t
trong, áp su t ngoài, ng su t d c tr c, hi n tư ng u n ng, hi n tư ng va ch m
và móp ng, hi n tư ng u n ng cong lên.
3.1 Thi t k ch ng l i áp su t bên trong
Áp su t bên trong t o ra t lưu ch t v n chuy n trong ng là t i tr ng quan
tr ng nh t cho m t ñư ng ng. Trong trư ng h p ñi n hình, m t ng 30 inch
ch u áp su t trong 15Mpa ch u t i tr ng t ng là 11MN trên m i mét ñư ng ng,
thì khi ñó m i mét ñư ng ng ch u m t l c vòng có ñ l n là 5.5MN. Ngoài ra,
ng su t vòng t o ra b i áp su t trong ñư c xác ñ nh ch y u b ng phương pháp
th ng kê sao cho không x y ra tình tr ng tái phân b ng su t nào ñ l n và ng
su t không b b sung ho c làm suy gi m b i ng su t ñàn h i.
N u ng su t vòng quá l n, ñư ng ng có th b o n theo hư ng chu vi,
hi n tư ng o n di n ra ti p theo s làm m ng ñư ng ng và cu i cùng gây gãy
ng.
http://www.ebook.edu.vn
55
- Công th c ñơn gi n nh t ñ tính ng su t vòng sH gây ra b i áp su t trong là
phương trình Barlow:
pD
sH =
2t
v i p là áp su t trong,
D là ñư ng kính ng,
t là b dày ng.
Công th c này không có ñ chính xác khá t t. K t qu tính t phương trình
này thư ng cao hơn ng su t t i ña, do v y nhi u quy t c ch p nh n phương
trình này khi thi t k . Công th c này có th ñư c vi t l i cho b dày ng lý
thuy t tho mãn yêu c u v ng su t vòng giá tr tương ng su t ñàn h i như
sau:
pD
t=
2 f1 f 2Y
V i:
Y là ñ l n c a ng su t ñàn h i c a v t li u làm ng.
f1 là h s thi t k , di n t ng su t vòng t i ña cho phép là tích s
c a ng su t ñàn h i.
f2 là h s dung sai ch t o ng, cho phép s sai l ch c a b dày ng
so v i b dày danh nghĩa, thư ng là 0.875, có nghĩa là b dày có
th th p hơn b dày danh nghĩa t i ña cho phép là 12.5%.
H s thi t k hay là h s s d ng hay h s h u d ng thư ng l y giá tr
0.72 cho ñư ng ng và l y giá tr th p hơn cho ng ñ ng và các ño n ng g n
v i giàn ngoài khơi ho c các vùng b h n ch hay các tuy n ñư ng giao thông
ñ i v i ñư ng ng trên ñ t li n.
Các quy t c ch ñ nh m t cách khác nhau các giá tr t i ña cho h s thi t k ,
tuỳ thu c vào v trí ñ a lý và các xem xét xác ñáng khác.
Ví d ñ i v i ñư ng ng 30 inch thì D = 762mm; p = 15Mpa; Y = 413.7
N/mm2; f1 = 0.72; f2 = 0.875 và t = 21.9mm tính toán theo công th c trên.
Trong th c t thông thư ng, kích thư c ñư ng ng ñư c l a ch n tuân theo
tiêu chu n API. B dày k ti p trong tiêu chu n API là 22.2mm, nên có th ch n
b dày này cho ng trên. Trong trư ng h p ñ c bi t ñư ng ng có th có
ñư ng kính và b dày b t kỳ. Ví d trong trư ng h p ñư ng ng l n và dài thì
ti t ki m chi phí so v i s d ng ñư ng ng theo API là khá ñáng k .
3.2 Thi t k ch ng l i áp su t ngoài
Áp su t bên ngoài ñ l n có khuynh hư ng làm cho ñư ng ng tr nên oval
và cu i cùng là phá hu chúng.
M t ñư ng ng tròn hoàn h o ch u tác ñ ng b i áp su t trong có ñ l n tăng
d n m t cách n ñ nh s v n không b méo cho ñ n khi áp su t ñ t ñ n giá tr
g i là áp su t ñàn h i t i h n, pcr cho b i phương trình:
3
( )
ER
pcr = 1 − n 2
4 t
http://www.ebook.edu.vn
56
- Trong ñó R là bán kính trung bình, t là b dày ng, E là modul ñàn h i và n
là t s Poisson.
T i giá tr áp su t ñàn h i t i h n ng s b phá h y l p t c. ð i v i h u h t
các ñư ng ng, áp su t ñàn h i t i h n thư ng có giá tr r t cao, ví d ñ i v i
ñư ng ng 30inch v i b dày 22.2mm, giá tr áp su t ñàn h i t i h n là
12.5Mpa, tương ng v i ñ sâu nư c là 1250m, khi ñó s t o ra ng su t vòng
kho ng 208N/mm2. S o n ng theo hư ng chu vi do áp su t có th x y ra, tuy
nhiên s phá hu ng b i ñàn h i luôn x y ra ñ u tiên ngo i tr v i ñư ng ng
r t m ng.
Các ñư ng ng th c t thư ng không tròn m t cách hoàn h o mà có hình
oval m c ñ nào ñó. ð oval c a ng thư ng ñư c ki m soát b ng các tiêu
chu n k thu t c a ng. Khi m t ng không tròn ch u tác ñ ng c a áp su t bên
ngoài, ñ méo c a ng s tăng liên t c và tr nên r t l n khi áp su t ñ t ñ n giá
tr tính toán b i phương trình tính pcr trên.
Hi n tư ng o n ng có th x y ra do nhi u nguyên nhân khác hơn là do tác
ñ ng c a áp su t bên ngoài, ví d như, quá trình u n ng khi thi công cây l p
ho c các phá hu cơ h c do tác ñ ng bên ngoài. Các hi n tư ng o n ng như
v y thư ng phát tri n d c theo chi u dài ng c a áp su t bên ngoài nh hơn áp
su t t i h n ñ x y ra hi n tư ng phá hu do ñàn h i.
Hi n tư ng này ñư c g i là hi n tư ng o n ng lan truy n và n u x y ra có
th phá hu m t chi u dài ng ñáng k . Hi n tư ng o n ng lan truy n c n ñư c
gi i quy t trong quá trình thi t k khái ni m.
Các ñư ng ng chôn dư i ñ t cũng ch u tác ñ ng c a các t i tr ng làm oval
ng do tr ng lư ng c a ñ t và phương ti n giao thông… ñi qua trên phía trên
ng.
3.3 Thi t k ch ng ng su t d c tr c
M t ñư ng ng khi v n hành ch u ng su t d c tr c cũng như ng su t
vòng. Các ng su t d c tr c xu t hi n ch y u t hai tác ñ ng. Th nh t là tác
ñ ng Poisson làm cho m t thanh kim lo i b kéo giãn v i s c căng ñ ng tr c s
b co l i theo phương vuông góc, do v y n u s co l i theo phương vuông góc
này b kh ng ch thì s xu t hi n m t ng su t tương ng. Do ñó, khi m t ng
ch u áp su t bên trong, m t mình ng su t kéo theo phương chu vi s gây ra bi n
d ng kéo theo phương chu vi và bi n d ng nén theo phương d c tr c.
Nói m t cách khác, n u ng ch ch u ng su t phương chu vi và không ch u
ng su t d c tr c thì ng s b kéo theo phương chu vi làm ñư ng kính ng l n
lên và b nén theo phương d c tr c làm ng ng n l i. N u hi n tư ng nén theo
phương d c tr c b h n ch , ví d b i l c ma sát v ñáy bi n ho c do b liên k t
ch t v i các b ph n c ñ nh như giàn, khi ñó s xu t hi n m t ng su t theo
phương d c tr c.
Tác ñ ng th hai có khuynh hư ng gây ra ng su t d c tr c là nhi t ñ . N u
nhi t ñ c a ng tăng lên, và ng có th dãn n tho i mái theo m i hư ng, nó s
dãn n theo c phương d c tr c và chu vi. Dãn n theo phương chu vi thư ng
hoàn toàn không ch u s ma sát c a ñáy bi n và các b ph n liên k t. Theo ñó
http://www.ebook.edu.vn
57
- n u hi n tư ng dãn n b kh ng ch , thì ng su t nén theo phương d c tr c s
xu t hi n trong ng.
ng su t d c tr c có hai thành ph n, th nh t có liên quan ñ n áp su t và
th hai có liên quan ñ n nhi t ñ . Thành ph n áp su t là dương (kéo) và thành
ph n nhi t ñ thư ng là âm (nén). K t qu cu i cùng là kéo hay nén ph thu c
vào ñ l n tương ñ i gi a áp su t và ñ tăng nhi t ñ .
L y ví d cho ng có ñư ng kính ngoài 30inch, b dày 22.2mm ñư c minh
ho trư c ñây, áp su t bên trong là 15Mpa và ñ tăng nhi t ñ là 900, thành ph n
áp su t c a ng su t d c tr c là + 75N/mm2 và thành ph n nhi t ñ là -221
N/mm2, do ñó ng su t d c tr c cu i cùng là -146 n/mm2.
4. Phương pháp xây l p ñư ng ng
N u m t ñư ng ng không ñư c xây l p, ki m tra và th nghi m t t thì
ñư ng ng không th ñư c phép v n hành cho dù nó ñã ñư c thi t k r t k
lư ng và l a ch n v t li u r t phù h p.
ð i v i c h th ng ñư ng ng ñ t li n và ngoài khơi, luôn ph i th c hi n
các công vi c sau: v n chuy n và b o qu n ñư ng ng, ch t o ng, ki m tra
ng.
4.1 V n chuy n v t li u làm ng
V n chuy n ñư ng ng
Các hư h ng cho ñư ng ng và
l p ph c a ng thư ng gây ra thi t
h i nghiêm tr ng do v y ñư ng ng
c n ph i ñư c x lý m t cách c n
th n. B t kỳ hư h ng cho ñư ng ng
thư ng gây các ñi m t p trung ng
su t khi có áp su t và có kh năng
gây h ng ñư ng ng t i các v trí ñó.
ðư ng ng trư c khi ñư c v n
chuy n ñ n công trư ng xây l p ph i
ñư c ph hoàn ch nh, ho c t i nhà
V n chuy n ng
máy s n xu t ng ho c t i Công ty
ph ng. Thư ng vi c ph l p bê
tông cho ng ñư c th c hi n trư c khi xây l p ñư ng ng và kho ng cách g n
so v i v trí thi công xây l p ñư ng ng.
C n ph i ki m tra toàn b trư c khi b t ñ u b c d ng lên phương ti n v n
chuy n. C n ph i th ng nh t v chi phí ñ n bù cho nh ng hư h ng ñư ng ng
x y ra trong quá trình v n chuy n trong giai ño n này.
Các s li u v s lư ng ng, s lư ng các ño n, chi u dài và tình tr ng c a
ng c n ñư c lưu tr ñ s d ng cho d án cũng như cho các quá trình thi công
ng sau này như quá trình hàn ng hay kéo ng.
http://www.ebook.edu.vn
58
- T i các v trí ñ c bi t c n ph i xem xét các yêu c u ñ c trưng cho ng như
các b dày ng khác nhau, các ng ñã ñư c th nghi m trư c hay các ng ñã
ñư c ph bê tông.
Thư ng các nhà th u ch i trách nhi m nhân ng t i các công trư ng thi
công d c theo tuy n ng, quá trình b c d ng khi v n chuy n trên ñư ng và
quá trình r i ng chưa gi i quy t ng xong. Tuy v y thư ng vi c này làm ph c
t p cho quá trình lưu tr tài li u.
Trên các vùng ñ t ph ng và ch c ñi u ki n th i ti t t t các xe t i có th
ñôi khi ñ các ñư ng ng d c theo chi u dài làm vi c n u c n. Thông thư ng
hơn, thư ng ngư i ta s d ng các h c c d n ñư ng cho các khu v c khó thi
công ho c khu v c c t ngang ñư ng ray ñ gi m thi u t i tr ng c a ñ t lên ng.
T i các vùng có nhi u cây c i và các khu v c không th ra và ho c t i các
vùng ñ t không ch u ñư c t i tr ng b c d cao có th s d ng tr c thăng.
Phương pháp này r t hi u qu n u quá trình d ng không làm hư h ng các ng
g n ñó. Ngoài ra có th s d ng thuy n ñ m khí cho các vùng có kh năng ch u
t i tr ng th p.
X lý các v t li u
Có nhi u yêu c u nghiêm ng t ñ i v i quá trình x lý ng và chúng c n
ñư c quan tâm ngay c khi ñã có m t s công trư ng thi công t m th i. C n
dùng các móc ho c nâng ng thích h p trong m i giai ño n, chu n b trư c các
b ñ ho c các b ph n b c b ng v t li u m m nh m b o v ng kh i các hư
h ng x y ra cho ng do quá trình va ch m ñ i v i ñ t và thi t b khác.
V i t t c các ng, s lư ng các l p ñư c s p x p s ñư c gi i h n ñ tránh
các l c tác ñ ng quá l n ñ i v i các l p th p hơn do có th gây ra nh ng hư
h ng cho l p ph ho c trong trư ng h p ng có ñư ng kính l n có th làm méo
ng gây khó khăn cho quá trình hàn ng sau này.
Ngoài ra c n ph i quy ñ nh chi u cao t i ña nh m th a mãn các yêu c u an
toàn chung cho các quá trình thi công.
ð i v i các ñư ng ng ñ t li n, trư c khi th ng, vi c b o v ñ i v i các
ñư ng dây ñi n ho c bi n báo s hi n di n c a chúng c n ph i ñ ơc th c hi n
và c n thi t ph i tuân th các yêu c u an toàn ñ i v i công nhân v n hành. N u
có bi n báo nguy hi m nào b hư h ng c n ph i thay th ngay l p t c, do m i
nguy hi m khi ti p xúc v i ñư ng dây ñi n khi ñang v n hành. N u có bi n báo
nguy hi m nào b hư h ng c n ph i thay th ngay l p t c, do m i nguy hi m khi
ti p xúc v i ñư ng dây ñi n ñang v n hành có th là hi m h a l n cho các c n
c u trong quá trình thao tác xây l p ñư ng ng.
Trong quá trình th ng, thư ng ti n hành chuy n các s ra phía ngoài
ñư ng ng, s d ng các màu ho c ký hi u ñ bi u th s thay ñ i c a các ñ c
tính c a ng.
Các ñư ng ra vào c n ph i có ñ ph c v cho các dân cư trong các khu v c
ñ c bi t, ngăn cách b ng các hàng rào, ngoài ra c n t o m i liên h thư ng
xuyên v i các cư dân trong khu v c có liên quan.
C n quan tâm ñ n các quy ñ nh v n chuy n trên ñư ng giao thông và các
ñ c ñi m b t thư ng như các gi i h n v tr ng lư ng trên các ñư ng và các
http://www.ebook.edu.vn
59
- chi u cao c a c u, chi u r ng c a các l i ra vào, các ch ngh n c chai trong h
th ng giao thông, các tuy n ñư ng thư ng ñ ơc s d ng trong các ngày ngh .
Vi c t o m i quan h v i các b ph n qu n lý ñư ng giao thông và cơ quan
c nh sát ñóng vai trò quan tr ng.
Các ñi u ki n c a ñư ng xá như t i tr ng quá m c ch ng h n c n ph i có s
ñ ng ý c a ch ñư ng và c p có th m quy n tr ơc khi b t ñ u quá trình chuyên
ch .
Các v trí c n ph i có phép ra vào ñ c bi t qua các ñư ng tư nhân c n ph i
ñư c s p x p tr ơc trong giai ño n l p k h ach và vi c xây d ng các ñư ng
t m ph i ñư c th c hi n trong giai ño n chu n b cho yêu c u chi u r ng làm
vi c.
Trong quá trình v n chuy n ñư ng ng ngoài khơi nhi u v n ñ trên
không hi n di n ngo i tr giai ño n v n chuy n ng ñ n các b n c ng ñ b c d
lên tàu chuyên ch ng. T i b n tàu t t c các yêu c u ñ i v i quá trình nâng
ng, x lý ng và b o qu n ng c n ph i ñư c tuân th .
Vi c b c d ng lên tàu chuyên ch ph i ñư c th c hi n sao cho ng ñư c
phân b ñ u tr ng lư ng và n m m t cách ch c ch n.
M t khi các ng ñã ñư c b c d lên tàu thì chúng c n ph i ñ ơc ñ m b o
hoàn toàn cho quá trình v n chuy n trên bi n. Khi ng không ñư c c ñ nh ch t
chúng có th di chuy n khi ñang ñư c v n chuy n trên bi n, gây ra các hư h ng
nghiêm tr ng cho tàu chuyên ch và có th gây nguy hi m cho th y th ñoàn.
Các hàng hóa b d ch chuy n có th nh hư ng nghiêm tr ng ñ n giá tr ñi bi n
c a tàu.
4.2 Quá trình t n tr các nguyên v t li u
ng nên ñư c x p lên giá thành các hàng sát nhau và ñư c c t ch t theo
cách nào ñó ñ ngăn ng a kh năng phá h ng ng. Thư ng ph i có ñ u b t ng
và b ph n b o v ph n vát mép c a ng trong t t c các quá trình x lý, v n
chuy n và t n tr ng. ng có th ph i
ñư c b o v bên trong b ng các ch t hút
m ñư c cho phép và b t kín các ñ u ñ
ch ng s thâm nh p c a hơi nư c.
Thi t k c a các b ph n b t ng nên
có kh năng ch u ñư c các móc nâng ng
trong quá trình nâng ng và x lý ng.
Khi t n tr c n xem xét các v n ñ
sau:
Hàng ng dư i ñáy c n ph i ñư c
T n tr ng
nâng cao kh i m t ñ t ít nh t 150 mm
b ng cách s d ng các thanh d m ñư c
ph b ng các t m polyethylene ho c các thanh g ñ m ñ m c ñư c s p x p và
làm ph ng ñ ñ không cho ng b phá h ng. C n ph i ki m tra ñ thăng b ng
trư cvà sau khi ti n hành bu c ch t ng.
http://www.ebook.edu.vn
60
- Hàng ng ñáy nên ñư c s p x p tách r i nhau kh i các ño n ng không b
lăn, b ng các nêm g ho c k p g .
Các ng nên ñư c s p x p tách r i nhau kh i các ng khác b ng các b
ph n cách ly thích h p ñ t theo chi u dài c a ng.
Khu v c t n tr ng nên ñư c ñ t nơi sao có th ti p c n trong m i ñi u
ki n th i ti t.
Các b ph n n i ng như các ño n ng cong, valve, tee … nên ñư c t n tr
b ng cách ñ t chúng riêng bi t nhau trên các b m t ñã ñư c x lý. B m t này
c n ph i ñư c làm s ch và d p b b t kỳ v t nào co ñ kh năng gây hư h ng
cho các b ph n và thi t b ñang t n tr .
Các b m t c a bích có th ñư c b o v b ng các s d ng các t m g và các
ph n góc c a b ph n n i có th ñư c b o v b ng các ñ u b t.
Khi t n tr các v t li u b ng h p kim thép không r c n ph i cô l p chúng
kh i kh năng chúng b nhi m khi ñư c ñ t sát v i các ng b ng thép carbon.
4.3 Các quy trình hàn và phương pháp hàn
Trong quá trình ch t o ng các ño n ng ñư c s n xu t t i các nhà máy cán
thép các ño n ng này sau ñó ñư c v n chuy n ñ n các công trư ng xây l p
ñư ng ng và ñư c hàn v i nhau b ng các m i hàn giáp m i theo chu vi ng.
Quá trình hàn các ñư ng ng thép thư ng ñư c quy ñ nh trong các tiêu chu n
như API 1104 và BS. Ph m vi t ng quát c a các tiêu chu n hàn ñư ng ng là
th m ñ nh trình ñ các ch ñ hàn và các quy trình hàn cũng như năng su t quá
trình hàn. Cho phép s dung nhi u quy trình hàn khác nhau. Các quy trình hàn
h quang kim lo i b ng tay hi n nay ñư c s d ng r ng rãi nh t.
Các quy trình chung
Phương pháp truy n th ng ñ ch t o chi u dài ng thép liên t c là hàn
chúng v i nhau t i các m t c t ng, chi u dài c a ng ñ ơc g i là ño n ng. S
lư ng các k thu t có s n là r t nhi u. Quá trình hàn có th ñư c th c hi n trên
ñ t li n và trên các xà lan ñ t ng.
Phương pháp hàn ng ñư c s d ng thư ng xuyên nh t cho các ng thép
carbon là phương pháp hàn h quang kim lo i có b o v (Shield metalare
welding –AMAW). Phương pháp hàn h quang chìm t ñ ng hóa (Mechanized
Submerged Arc Welding – SAW) thư ng ñư c s d ng khi hàn t ng ñôi ng
v i nhau (g i là các ño n ng ñôi) trên các xà lan ñ t ng ho c t i các xư ng
hàn ng ñôi khi s d ng cho các d án ñư ng ng l n và do ñó làm gi m th i
gian ñ t ng.
Khi quá trình n i ng ñôi s d ng
phương pháp hàn SAW thì ng có th
ñư c quay so v i ñ u hàn ñ quá trình
hàn ñư c th c hi n theo v trí n m ngang
xuôi theo chi u c a tay ngư i th hàn.
Vi c hàn ng là như nhau cho ñ n
nay ñ i v i ñư ng ng có th quay so
http://www.ebook.edu.vn
61
Hàn n i ng t i công trư ng
- v i ñư ng ng trên cơ cũng như ngoài khơi. Các que hàn ñư c b c cellulose
ñư c s d ng r t r ng rãi cho hàn h quang kim lo i. Các que hàn ñư c b c
h p ch t cellulose s d ng l p ph h u cơ ho c các ch t gây cháy thư ng có
tính hút m, do v y trong th c t , s không cháy m t cách hi u qu khi các ch t
gây cháy này b m. Các ñi n c c thư ng ñư c s d ng d c su t chi u dài, quá
trình hàn t ñ nh ng ñi xu ng. Quá trình này ñ ơc g i là quá trình hàn “ñi
xu ng” hay hàn “ghép ng” và thư ng ñ c trưng b ng hàm lư ng hydro cao và
năng lư ng h quang th p. Các ñi u ki n như th yêu c u ph i lưu ý ñ c bi t ñ
tránh hi n tư ng n t gãy gây ra do hydro cao và năng lư ng h quang th p. Các
ñi u ki n như th yêu c u ph i lưu ý ñ c bi t ñ tránh hi n tư ng n t gây ra do
hydro trong các m i hàn.
Các lưu ý như v y thư ng là vi c gia nhi t trư c cho ng và s d ng các
d ng c tiêu chu n cao cho quá trình làm s ch. Tuy nhiên, trong quá trình hàn
ng hi n tư ng n t gãy do hydro cũng b h n ch ph n nào do tương quan khá
l n gi a các thành ng m ng v i các ñ an ng ñư c hàn v i nhau.
Quá trình hàn “ghép ng” thư ng có xu hư ng gây ra các khuy t t t g c
thành ng như hi n tư ng thi u nóng ch y và l n s trong m i hàn .
L p hàn th hai, g i là l p hàn nóng, nên ñư c th c hi n càng nhanh càng
t t sau khi m i hàn n n b làm l nh quá m c.
Vì lý do này, cũng như lý do v năng su t hàn, các m i hàn theo hư ng chu
vi ñ i v i các ng có ñư ng kính l n thư ng ñư c th c hi n b i hai th hàn làm
vi c ñ ng th i. (Lưu ý r ng quá trình th c hi n m i hàn n n thư ng ñ ơc dùng
ñ xác ñ nh v n t c quá trình hàn chung cho ñư ng ng trên b , khi mà có th
s d ng các th hàn khác nhau cho bư c hàn n n và hàn làm ñ y).
Các nguyên v t li u cho quá trình hàn:
Các nguyên v t li u cho quá trình hàn như ñi n c c, dây, que hàn ñ ơc s n
xu t b i nhi u công ty khác nhau v i các ngu n nguyên li u khác nhau. Các
nguyên v t li u này nên ñư c phê duy t v lo i và nhãn hi u trư c b i cơ quan
có th m quy n c p ch ng ch thư ng tuân theo các tiêu chu n k thu t qu c t
ví d như AWS 5.1-69 ho c BS 639 ñ i v i các ñi n c c NMA.
T t c các nguyên v t li u này nên ñư c t n tr , b o qu n và x lý tuân theo
các quy trình ñư c khuy n cáo b i các nhà s n xu t ñ i v i các s n ph m ñ c
bi t.
Khi s d ng phương pháp hàn GMAW trong th c t ñ i v i thép carbon là
thép h p kim th p vi c pha loãng khí b o v b ng CO2 thư ng ñư c s d ng vì
lý do kinh t . Khi th c hi n vi c này nên ti n hành hoàn thi n kh năng lo i b
oxy c a các dây hàn làm ñ y b ng cách thêm vào các ch t kh oxy như CO2 ñ
ñóng vai trò khí ho t ñ ng. B ng cách th c tương t oxy có th ñư c thêm vào
khí b o v khi hàn các ñư ng ng thép h p kim kép cùng v i vi c s d ng các
dây hàn làm ñ y có hàm lư ng silicon cao.
ð i v i các m i hàn r t b h n ch như hàn các b ph n n i, hàn tie-ins…
t i các v trí s p x p khó khăn hơn, nên s d ng quá trình hàn ñi lên v i ñi n c c
cellulose ho c ñi n c c hàm lư ng hydro th p.
http://www.ebook.edu.vn
62
- V trí hàn
V trí hàn là m t y u t quan tr ng ñ i v i quá trình hàn và ki m tra trình ñ
các th hàn. Trong quá trình hàn ng tư th c a th hàn so v i ng ñư c di n t
b ng các con s tham chi u theo ch G (ch r ng ñó là m i hàn rãnh - groove).
Các con s ñó là:
1G Quá trình hàn ñư c th c hi n v trí ph ng xuôi theo tay th hàn.
Vi c quay ng cho phép hoàn t t m i hàn giáp mí theo chu vi. Các
ñư ng phân gi i d c tr c ñư c hàn rãnh t i ñ nh c a ng n m
ngang.
2G Quá trình hàn ñư c th c hi n theo v trí n m ngang th ng ñ ng.
ng ñư c g n th ng ñ ng sao cho m i hàn giáp mí n m ngang.
ðây là v trí tương t v i quá trình hàn ng ñ ng c a giàn t i hi n
trư ng.
5G Quá trình hàn ñư c th c hi n theo v trí th ng ñ ng. ng ñư c g n
n m ngang v i m i hàn giáp mí th ng ñ ng. ðây là v trí chính c a
m i hàn giáp mí ñư ng ng trong quá trình xây l p ng.
6G Quá trình hàn ñư c th c hi n góc 450. ng ñư c làm nghiêng
m t góc 450 so v i phương ngang ñ m i hàn giáp mí ñư c s p x p
theo v trí ngư c l i 450. Quá trình hàn theo th t c ñư c th c hi n
v trí này ñư c dùng ñ ñánh giá kh năng hàn t i m i v trí khác.
M t vòng h n ch không gian ñôi khi ñư c thêm vào không gian
phía trên c a ng trong quá trình ki m tra trình ñ th hàn (ki m tra
6GR) ñ làm tăng thêm ñ khó c a quá trình ki m tra hàn. Th hàn
ñ t ñư c ch ng nh n ki m tra trình ñ hàn 6GR có th hàn m i v
trí.
Nói chung, các quy trình ñư c th c hi n trong các m i hàn rãnh cũng ñư c
xem là tiêu chu n ki m tra trình ñ cho các m i hàn làm ñ y v trí tương t .
Vát góc m i hàn
Các ño n ng ñư c s n xu t theo tiêu chu n k thu t API5L thư ng ñư c
s n xu t v i ñ u ng ñư c vát góc 300 ñ tr giúp cho quá trình hàn. Góc vát
này thích h p cho quá trình hàn MMA s d ng k thu t hàn ñi xu ng khi hai
ng ñư c ñ t sao cho ph n h g c phù h p v i lo i ñi n c c hàn s d ng.
Trong th c t thư ng ph i vát góc l i cho ng trư c khi hàn nh m lo i b t t
c hư h ng x y ra trong quá trình v n chuy n ng. ðôi khi quá trình vát mép l i
ñư c th c hi n nh m m c ñích gi m th tích hàn yêu c u (nh m làm tăng v n
t c hàn) b ng cách làm gi m góc vát khi hàn. Vi c làm tăng v n t c quá trình
hàn như v y ít khi hi u qu do vi c làm gi m góc hàn thư ng làm tăng t l
khi m khuy t do m i hàn có kh năng ti p c n ít hơn.
Quá trình vát góc l i mép ng cũng có th th c hi n khi s d ng quy trình
hàn khác. Các vát mép kép ñư c s d ng ñ cho phép ñ c tính nóng ch y t t
trong l p hàn làm ñ y. Góc vát mép và hình d ng c a chúng là các bi n s r t
quan tr ng ñ i v i ch t lư ng quy trình hàn, vi c ki m tra t i ch góc vát mép
trư c khi hàn là y u t quan tr ng nh hư ng ñ n ch t lư ng m i hàn.
http://www.ebook.edu.vn
63
nguon tai.lieu . vn
