پاورپوینت مخاطرات محیط های زمین شناسی خطوط انتقال نیرو

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

مخاطرات محیط های زمین شناسی خطوط انتقال نیرو

اسلاید 2 :

اجرای طرح­های خطوط انتقال نیرو
اجرای خط انتقال در مناطق خورنده
روش­های مختلفی برای مقابله با خورندگی خاک یا آب وجود دارد. در سازه­های بتنی استفاده از سیمان تیپ 5 (سیمان ضد سولفات) می­تواند یک راهکار مناسب باشد. مبحث خورندگی عمدتا برای لوله­های مدفون در زیر زمین مسئله ساز می­باشد. لذا برای کاهش اثرات منفی خورندگی می­توان از روش­های زیر استفاده نمود.
قرار دادن لوله­ها بر روی پایک­های فلزی یا بتنی و ممانعت از تماس آنها با زمین
این روش یک روش کارا در برابر خوردگی لوله­های انتقال نیرو بوده و آسیب رسیده تنها به پایه­ها خواهد بود که آن هم با نظارت مستعمر شناسایی و تقویت یا تعویض می­گردد. با این وجود اجرای سطحی لوله­های انتقال نفت و گاز آسیب­پذیری آنها را در برابر مشکلاتی نظیر خراب کاری انسانی در اثر سهل انگاری مانند تصادف یا جنگ و زمین لغزش، افزایش می­دهد.

اسلاید 3 :

2- قیر اندود کردن لوله قبل از قرار دادن آنها در عمق مورد نظر
این روش ﺷﺎﻣﻞ ﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﺮﺑﻮﻁ ﺑﻪ ﭘﻮﺷﺶ ﺣﻔﺎﻇﺘﯽ ﺳﻄﻮﺡ ﺧﺎﺭﺟﯽ ﻟﻮﻟﻪ­ﻫﺎی ﻓﻮﻻﺩی ﺑﺎ ﻣﻮﺍﺩ ﻗﯿﺮ ﻧﻔﺘﯽ و ﯾﺎ ﻗﻄﺮﺍﻥ ﺫﻏﺎﻝ ﺳﻨﮕﯽ و ﺍﻧﺪوﺩ ﺩﺍﺧﻠﯽ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﻓﻮﻻﺩی ﺑﺎ ﻣﻮﺍﺩ ﻗﯿﺮی (ﺑﻪ ﺟﺰ ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﻓﻮﻻﺩی ﺑﺮﺍی ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺁﺏ ﺁﺷﺎﻣﯿﺪﻧﯽ) ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. برﺍی ﺍﺟﺮﺍی ﭘﻮﺷﺶ، ﺍﺑﺘﺪﺍ ﺳﻄﺢ ﻟﻮﻟــﻪ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﻋﻤﻠﯿﺎﺕ ﻣﺎﺳﻪﭘﺎﺷﯽ و ﯾﺎ ﺳﺎﭼﻤﻪﺯﻧﯽ (ﺑﻼﺳﺘﯿﻨﮓ) ﺗﺎ ﺩﺭﺟﻪ ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻈﺮ ﮐﺎﻣﻼً ﺗﻤﯿﺰﮐﺎﺭی ﻣﯽﮔﺮﺩﺩ ﺗﺎ ﺳﻄﺢ ﻓﻠﺰ ﻟﻮﻟﻪ ﺑﻪ ﺭﻧﮓ ﺧﺎﮐﺴﺘﺮی ﻣﺎﺕ ﺩﺭﺁﯾﺪ. ﭘﺲ ﺍﺯ ﺗﻤﯿﺰﮐﺎﺭی و ﺁﻣﺎﺩﻩﺳﺎﺯی ﺳﻄﺢ ﻟﻮﻟﻪ، ﻻﯾﻪ ﺁﺳﺘﺮی ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮ ﺭوی ﻟﻮﻟﻪ ﭘﺎﺷﯿﺪﻩ ﻣﯽﺷﻮﺩ و ﻣﺪﺗﯽ ﺑﺮﺍی ﺧﺸﮏ ﺷﺪﻥ، ﻧﮕﻬﺪﺍﺭی ﻣﯽﺷﻮﺩ. ﺳﭙﺲ ﻟﻮﻟﻪ ﺭوی ﻏﻠﻄﮏﻫﺎﺋﯽ ﺑﺎ ﺣﺮﮐﺖ ﺩوﺭﺍﻧﯽ ﺑﻪ ﺟﻠﻮ ﺭﺍﻧﺪﻩ ﻣﯽﺷﻮﺩ و ﺩﺭ ﻫﻤﯿﻦ ﺣﺎﻝ، ﺍﺯ ﺩﻫﺎﻧﻪ ﻗﯿﺮﺭﯾﺰ، ﻗﯿﺮ و ﯾﺎ ﻗﻄﺮﺍﻥ ﻣﺬﺍﺏ ﺑﺮ ﺭوی ﺳﻄﺢ ﻟﻮﻟﻪ ﺭﯾﺨﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮﺩ (شکل 8-9). ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻻﯾﻪ ﻗﯿﺮ ﺑﺎ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺣﺮﮐﺖ ﺩوﺭﺍﻧﯽ و ﻣﺤﻮﺭی ﻟﻮﻟﻪ و ﻣﻘﺪﺍﺭ ﻗﯿﺮﺭﯾﺰی ﮐﻨﺘﺮﻝ ﻣﯽﮔﺮﺩﺩ.

اسلاید 4 :

3- استفاده از لوله­های غیر فلزی
استفاده از لوله­های غیر فلزی که در برابر خوردگی مقاومت بالایی داشته و خوردگی الکتروشیمیایی که معظل اصلی لوله­های فلزی می­باشد) در آنها وجود ندارد، از بهترین روش­های جلوگیری از خوردگی لوله­های انتقال نفت و گاز و فاضلاب می­باشد (شکل 8-10). از مزایای اصلی این لوله­ها می­توان به استحكام بالا، سایش پایین، سرعت اجرا شدن بسیار بالا، خوردگی ناچیز و انعطاف­پذیری اشاره نمود. در ایران این لوله­ها بخصوص در واحد­های پساب و نمک­زدایی استفاده شده است.

اسلاید 5 :

4- استفاده از روش حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی به عنوان موثرترین روش حفاظتی به منظور جلوگیری از خوردگی سازههای مدفون در خاک شناخته شده است که به طور گسترده در حفاظت از خوردگی لولههای توزیع و انتقال گاز، مواد نفتی و آب مورد استفاده قرار میگیرد. اجرای این روش میتواند فلزات را بدون اینکه خورده شوند به مدتی طولانی در محیطهای خورنده نگهداری نماید. مکانیزم حفاظت کاتدی مربوط به جریان خارجی است که در نتیجه آن عناصر کاتدی پیلهای موضعی به پتانسیل مدار باز آندها پلاریزاسون میشوند.

در این حالت تمام سطح فلز هم پتانسیل گشته (پتانسیلهای آند و کاتد معادل هم میشوند) و جریانهای خوردگی متوقف میگردند. همچنین میتوان چنین بیان کرد که به علت ایجاد یک شدت جریان خارجی شبکهای از جریان مثبت در کلیه مناطق سطح فلز وارد شده و بدین ترتیب از ورود یونهای فلز به محلول یا محیط اطراف جلوگیری به عمل میآید. در واقع در این روش جهت هدایت الکتریکی تغییر می­کند و از خورندگی خاک جلوگیری به عمل می آید و طی فرایند خورندگی، لوله به عنوان قطب مثبت و زمین قطب منفی و جهت جریان از لوله به زمین است. در روش کاتدیک لوله قطب منفی و زمین قطب مثبت و جهت جریان عکس شده و از زمین به سمت لوله است در نتیجه خورندگی اتفاق نمی افتد.

اسلاید 6 :

5-استفاده از پوشش پلی اتیلن
یکی از پوشش­های مورد استفاده در این صنعت پوشش های پلی اتیلن است. علی­رغم ارزان بودن این روش حفاظتی، مشکل عمده این پوششها کنده شدن از سطح لوله است

اسلاید 7 :

اجرای خط انتقال در مناطق با پتانسیل ناپایداری دامنه­ای
همانگونه که قبلا اشاره گردید، احتمال عبور خطوط انتقال از مناطق کوهستانی با پتانسیل ناپایداری دامنه­ای بالا می­باشد. با توجه به نوع لغزش، اندازه، نقش آب و زمان آن، مي­توان از يك يا چند روش زير جهت پيشگيري استفاده كرد:
- مسطح كردن و كاهش شيب و ارتفاع از طريق حذف خاك و ساير بارهاي وارده بر روي آن و يا ايجاد پلكان
در مسیرهای کوهستانی برای اجرای خط انتقال نیرو زیرسطحی ممکن است در بسیاری از نقاط نیاز به حفر ترانشه گردد.

علی رغم اینکه لوله­ها در زیر زمین مدفون بوده و تردد آنچنانی در جاده اختصاصی خط لوله صورت نمی­گیرد ولی می­بایستی شیب ترانشه را ایمن طراحی نمود و علارغم اختصاص شیب بیشتر در مقایسه با ترانشه­های خطوط ارتباطی مانند راه و راه آهن، می­بایستی بازدید دوره­ای مرتبط انجام شده و در صورت رخداد ریزش و لغزش اقدام به پاکسازی مسیر گردد. در واقع فلسفه جاده اختصاصی خط انتقال نفت و گاز این است که در صورت رخداد حادثه مانند نشتی و انفجار، به راحتی بتوان افراد با تجهیزات لازم به محل حادثه دسترسی داشته و اقدام به بهسازی و رفع نقص نمایند.

اسلاید 8 :

- پر كردن قسمت جلويي پنجه بوسيله قلوه سنگ.
دور كردن كليه آبهاي سطحي (باران، چشمه، نهر و .) بوسيله كانالها و آبراهه­هاي جانبي از اطراف زمين لغزش و پر كردن تركهاي سطحي بوسيله مصالح مناسب

- حفظ پوشش گياهي محدوده مورد نظر در برابر فرسايش: در مواردی که خاک پتانسیل فرسایش بالایی دارد، در مسیر رواناب­هایی که عمدتا نیز فصلی هستند، شستشو و فرسایش خاک در شیب­های نسبتا زیاد به دلیل سرعت بالایی آب، باعث خالی شد زیر لوله شده و تکیه گاه پایینی لوله از بین می­رود. از طرفی پوشش گیاهی در مبحث زمین لغزش می­توانند از طریق کاهش آب زیرزمینی در شیب به خاطر استفاده از آن و همچنین مسلح کردن شیب، باعث افزایش پایداری گردد.

-حفر چالهاي زهكشي افقي يا مايل توسط اوگرهاي مارپيچ: چالها توسط لوله­هاي پليكا سوراخ يا شكافدار به قطر 5 سانتيمتر پوشش مي­شود، طول آنها گاه به 60-70 متر مي­رسد و در فواصل 5 تا 15 متري نصب مي­شوند.

اسلاید 9 :

تزريق سيمان و دوغاب ريزي براي پايداري ديواره مصالح درشت دانه: این روش برای صالح درشت نظیر شن و ماسه و همچنین سنگ­های خرد شده که تزریق پذیری خوبی دارند،می­تواند مفید واقع گردد.

-شمع­ها: اين سازه در مراحل اوليه اجرا و جهت پيشگيري و ترميم رانش زمين مورد استفاده قرار مي­گيرد. بايد دقت كرد كه وقتي سطح لغزش در اعماق كم باشد، ارتعاشات شمع كوبي گاهي خود مي­تواند باعث كاهش مقاومت برشي متوسط خاك شده و شرايط را از آنچه هست بدتر كند.

-طراحي ديوارهاي حائل: این دیوارها در پنجه شيرواني، به شرطي كه همراه با پيش­بيني سوراخها و حفرات زهكش براي تقليل فشار آب در پشت ديوار باشد و براي لغزشهاي كم عمق استفاده شوند. گاهي نيز در خلال اجرا و به طور موقت بدليل زدودن خاك موجود در پنجه شيرواني ناپايداريهاي بيشتري پديد مي­آيند. در ضمن، استفاده ازديواره سنگي با ملات سيمان، براي جلوگيري از حركت خاك هميشه موثر نمي­باشد و ممكن است با حركت آن در اثر فشار اشكالات جديد نيز بوجود آيد.

اسلاید 10 :

-طراحي ديوار گابيوني: اين سازه داراي انعطاف­پذيري بالا بوده و در اكثر موارد ترميم­پذير مي­باشد. مواد پر كننده آن داراي نفوذپذيري بالا است و آب به راحتي از ميان سنگ­ها عبور مي­كند. در مناطق صعب العبور و ارتفاعات براي ساخت آنها مشكل حمل مصالح ساختماني وجود ندارد و مواد مورد نياز(سنگ) براحتي در دسترس است. هنگام اجرا حفرات پشت ديوار گابيوني بايد بوسيله سنگ­هاي دانه درشت پر مي­شود تا جايي براي نشست در آن محدوده باقي نماند.

اسلاید 11 :

- اجرای خط انتقال در مناطق با پتانسیل بهمن و یخ زدگی
وجود بهمن در ارتفاعات بسيار بلند، تجمع برف در گودبرداريهاي عميق در دامنه­ها كه باعث لغزش در تابستان مي­شود، تشكيل پوشش برفي در اطراف كابلها (غلاف يخي) در ارتفاعات كه باعث كج شدن نبشي­ها مي­شود از جمله مشکلات رایج این مناطق می­باشد. گاهي براي مقابله با بهمن، خندق و يا سازه­هاي مقاوم در مقابلش ساخته مي­شود، ولي اكثرا در اولين بارشها آنها بوسيله برف پوشيده شده و بهمن بعدي از روي آن مي­گذرد. در اين موارد بهتر است كه از ابتدا برج در محل عبور بهمن قرار نگيرد و يا حتي المقدور بر روي گرده سنگي احداث شود

گاهي جاده دسترسي اگر در قسمت فوقاني برج قرار داشته باشد مانع حركت واريزه­ها و برف و آبهاي سطحي به پايين دست مي­شود. لازم به ذکر است یکی از موارد مهم در طراحی خطوط انتقال نیرو زیرسطحی، عمق قرارگیری بر مبنای عمق یخبندان است. همانگونه که در فصل سوم ذکر گردید، عمق یخبندان زمین در نقاط مختلف بر مبنای اطلاعات هواشناسی قابل محاسبه است. برای جاسازی خطوط انتقال در زیر سطح، عمق قرار گیری باید با فاصله ایمن، پاینتر از عمق یخبندان بوده تا باعث افت فشار نگردد. اگر عمق قرارگیری درست محاسبه نشود، در اثر رخداد سرمای شدید باعث یخ زدگی و افت فشار شده و درست زمانی که مصرف کننده به دلیل برودت بالا نیاز به سوختی مثل گاز دارد، امکان فراهم کردن آن میسر نخواهد بود.

اسلاید 12 :

- اجرای خط انتقال در مناطق با پتانسیل سیلاب و آب شستگی
يكي از مواردي كه در زمان اجرا بايد مورد توجه ويژه قرار گيرد وضعيت آبهاي سطحي است. آب شستگي ناشي از جريان آبهاي سطحي و عدم وجود زهكش مناسب باعث شسته شدن و فرسايش اطراف پايه دکل­ها و بوجود آمدن لغزش­هاي سطحي مي­شود، زمين شناس اكيپ معمولا طرح آبراهه­هايي را در محدوده فوقاني محل احداث برج مي­دهد. لازمه اين طراحي پيش­بيني مقدار آبهاي سطحي در جهت مهار آنها است. به همين منظور مي­توان از كانالهاي زهكش براي جمع­آوري آبهاي سطحي اطراف برج و دور كردن آنها بهره جست. ابعاد كانالها بايد متناسب با حداكثر مقدار آب سطحي باشد. شيب آنها نيز بايد به گونه­اي طراحي شود كه آب بسرعت بسمت پايين دست حركت كرده، از محدوده برج دور شود و باعث فرسايش قسمت پايين دست برج هم نشود. بهتر است اينگونه كانالها از سنگ و ملات ساخته شوند تا مقاومت بيشتري در برابر برخورد سنگ با ديواره كانال داشته باشند.

اسلاید 13 :

در مورد خطوط انتقال نفت و گاز، چنانچه این خطوط به موازات رودخانه اجرا گردند بهترین حالت حفظ فاصله ایمن می­باشد. با این وجود در برخی موارد به دلیل شرایط توپوگرافی و زمین شناسی امکان رعایت فاصله ایمن میسر نیست. در این حالت می­بایستی با احداث سیل بند، حجم کانال را افزایش داد و از فرسایش پنجه شیب جلوگیری کرد. در صورت تقاطع خط انتقال به رودخانه، می­بایستی لوله­ها یا هوایی و یا با جاسازی در زیر رودخانه از آن عبور نمایند. در صورت عبور هوایی می­بایستی ارتفاع آزاد مطمنی را بر مبنای سیلاب­های با دوره بازگشت طولانی لحاظ نمود. در صورتی که گزینه عبور از زیر رودخانه به عنوان گزینه برتر انتخاب شود، لازم است ابتدا به صورت بخش به بخش مسیر رودخانه را منحرف کرد و در قسمت منحرف شد لوله­گذاری را ادامه داد تا به طور کامل از رودخانه عبور نمود. لازم به ذکر است عمق قرارگیری در زیر کف رودخانه بسیار مهم بوده و می­بایستی این عمق طوری انتخاب شود که در طول عمر مفید خط انتقال، فرسایش بستر رودخانه باعث از بین رفتن روباره و رخنمون سطحی آن نگردد.

اسلاید 14 :

مرحله نگهداري (بهره برداری)
در اين مرحله به هر حال مسير خوب يا بد، انتخاب و خطوط انتقال احداث شده­اند و وظيفه زمين شناس مطالعه زمين، شناسايي معضلات بوجود آمده در شرايط جديد، پيش بيني خطرات آينده و سعي در ارائه راهكارهايي براي غلبه بر آنها است. يكي از اصول اولیه فاز نگهداری، بازديد مرتب و زمانبندي شده، متناسب با معضلات منطقه مورد نظر مي­باشد.

هدف ازاين بازديدها علاوه بر پاكسازي محدوده از گياهان و رسوبات، شناخت به موقع مشكلات زمين مانند علت تجمع آب كه موجب پوسيدن پايه و وقوع رانش مي­شود و بر طرف كردن آنها نيز می­باشد. عدم بكارگيري روشهاي مناسب و ترميم بموقع سازه­ها، باعث تحميل هزينه­هاي مضاعف مي­شود. عمده­ترين مشكلات زمين شناسي در فاز بهره­برداری مهار آبهاي سطحي و زير سطحي و رانش زمين برای خطوط انتقال سطحی و خورندگی برای خطوط انتقال زیرسطحی، مي­باشد. بطور كلي بايد در نظر داشت كه علاوه بر اجراي صحيح كانال انحراف آبهاي سطحي، اين آبراهه­ها مي بايست بصورت زمانبندي شده بازديد، پاكسازي و ترميم نيز بشوند.

اسلاید 15 :

برای ارزیابی وضعیت خوردگی لوله­ها از پیگ (PIG) رانی استفاده می­شود. پیگ هوشمند (Intelligent PIG یا Smart PIG) به عنوان تنها وسیله برای حمل ابزارهای تست غیرمخرب، پیگی است که وظیفه جمعآوری اطلاعات مختلفی راجع به مسیر حرکت خود را بر عهده دارد. فناوریهای مختلفی در پیگهای هوشمند مورد استفاده قرار میگیرند که بر اساس اطلاعات مورد نیاز، قابلیتهای پیگ تعریف میشوند.

این قابلیتها شامل تشخیص حفره (pitting)، خوردگی (corrosion)، ترک (crack)و آثار جوشکاری میشود. نشتی شار مغناطیسی (MFL) و مافوق صوت دو روش نظارت بر بدنه لوله هستند. همچنین پیگهای کولیسی (Caliper PIGs)، قابلیت اندازهگیری کرویت لوله برای پیدا کردن شکستها و تغییر شکلها و بطور کلی ضبط اطلاعات هندسی لوله را دارند. با استفاده از این پیک­ها میتوان مکان عیوب، نوع و اندازه آنان را تعیین کرد و با حفاری محل عیوب ایجاد شده به رفع آنها پرداخت.

اسلاید 16 :

لازم به ذکر است بسیاری از حوادث روی داده در خطوط انتقال، به هنگام تعمیرات اتفاق افتاده است و عمدتا ناشی از خطای انسانی و در نظر نگرفتن نکات ایمنی بوده است. به عنوان مثال هنگام کارکردن ماشین آلات گودبرداری مانند بیل مکانیکی، محل استقرار بیل نباید در دامنه بالادست باشد چرا که دیواره ترانشه ایجاد شده بخاطر وزن بیل حرکت کرده و ممکن است باعث سرنگونی بیل، آسیب به پرسنل حاضر و حتی انفجار خط گردد. به عنوان مثال انفجار در خط لوله 36 اینچی انتقال گاز پالایشگاه شهید هاشمی نژاد به مشهد در سال 1389 به دلیل ریزش خاک زیر سطحی و لغزش جرثقیل بر روی خط لوله باعث کشته شدن 9 نفر گردید