غرق شدن هولناک سکوی نفتی نروژی | اشتباهات فاحش مهندسی در فاز طراحی

مرداد, ۱۴۰۰ بدون نظر آموزش, انرژی, بازرسی, خدمات, دریایی, نفت و گاز

 چرایی غرق شدن هولناک سکوی نفتی نروژی

با سلام . در این مطلب قصد داریم در مورد اشتباهات مهندسی بالاخص غرق شدن سکوی نفتی نروژی با هم تبادل نظر داشته باشیم. بیشتر هدف ما ، اشتباهات مهندسی  و سهل انگاری هایی ست که منجر به این فاجعه ی غرق شدن سکوی نفتی نروز شد. در مورد علل اصلی حادثه تحقیقات مختلفی انجام شده است. در این مطلب توضیحات بیشتری ارائه می کنیم تا از اهمیت تحلیل درست نتایج طراحی و شبیه سازی ها آگاهی پیدا کنید.

اشتباهات مهندسی محدود به یک منطقه جغرافیایی نیست. در همه جای دنیا اشتباهاتی رخ می دهد که منجر به اتلاف سرمایه های مادی و معنوی زیادی می شود. حتی اعتبار یک شرکت بسیار قدرتمند را در سطح جهانی به نابودی می کشد.

در امور تحقیقاتی و صنعتی به دلیل جدید بودن و حرکت در لبه ی علم و دانش بشر، همواره امکان وقوع اشتباهات کوچک و بزرگ وجود دارد.

اشتباهات ناگزیر هستند. درس گرفتن از این اشتباهات و عدم تکرار آنها بسیار مهم است

ریشه یابی خرابی های صنعتی و مهندسی تبدیل به شاخه ای از علم شده است که نیاز به تخصص بالایی هم دارد. دقیقا مثل یک پزشک که از آثار پدید آمده در یک مریض ، پی به نوع بیماری می برد و دارو تجویز می کند. در صنعت و مهندسی هم همینطور است. دائما احتمال خرابی، شکست و … وجود دارد.

اما همیشه پیشگیری و ایمنی خیلی مهمتر از درمان است

تحلیل و شبیه سازی عامل پیشگیری از این اتفاقات است

غرق شدن سکوی نفتی نروژی
غرق شدن سکوی نفتی نروژی | بنوموسی

شناسنامه Sleipner A  سکوی غرق شده نروژی

غرق شدن سکوی نفتی نروژی
نمایی از سکوی مدل کاندیپ | بنوموسی

سکوی نفتی Sleipner A یک سکوی فراساحل ترکیبی جهت تولید و فرآوری در میدان گازی واقع در دریای شمال و متعلق به نروژ می باشد. کاربرد خوابگاه جهت اقامت خدمه و پرسنل آنیز دارد.

این سکوی نفتی از نوع کاندیپ (Condeep) – نوع خاصی از سکو که توسط یک مهندس نروژی طراحی شد- می باشد. سازنده آن شرکت نفت و گاز نروژ استات اویل که بعدها به اکوینر تغییر نام داد می باشد.

علت شهرت این سکو، حادثه ای است که در سال 1991 میلادی برای آن رخ داد. علت حادثه مربوط به اشتباهی است که در هنگام طراحی آن انجام شد.

اطلاعات فنی سکوی غرق شده نروژی 

  • طراحی سکو بر اساس اقامت 160 نفر انجام شد.
  • ابعاد: 60 در 140 متر و ارتفاع آن 210 متر
  • 24 سلول شناوری
  • وزن کل سازه گرانشی حدود 57000 تن
  • عمق عملکرد سکو 82 متر
  • مساحت کل سطح مبانی سازه 16000 متر مربع
  • 4 شفت به منظور تکیه گاه درنظر گرفته شد

سناریوی غرق سکوی

غرق شدن سکوی نفتی نروژی
نمای بالایی | بنوموسی

نقص و ایراد در طراحی ، علت اصلی خرابی و فروپاشی سکو در مرحله آخر ساخت گزارش شده است. قرار بود در هنگام به آب اندازی این سکوی بتنی ، اجرای عملیات بالاست کنترل شده با سرعت یک متر بر 20 دقیقه صورت بگیرد. اجرای دقیق آن به جهت نصب درست عرشه سکو بر بدنه بسیار با اهمیت است.

همانطور که بدنه به علامت 65 متری نزدیک می شد، صدای وحشتناکی بدنبال صدای پاشش سنگین آب شنیده شد. جداره سلول شکست و ترک با سرعت پیشروی کرد. در همان حالت آب با سرعت بسیار زیادی در حال پاشیدن به داخل بود که عملا بازگشت بالاست (یا همان توازن) بوسیله پمپ ها ممکن نمی شد.

در عرض چند دقیقه، بدنه با سرعت 1 متر بر دقیقه شروع به غرق شدن کرد. به همان صورت که سازه در حال غرق شدن بود، اتاقک های شناوری سکو ترکیدند که موجب زمین لرزه ای به قدرت 3 ریشتر شدند. خوشبختانه در این عملیات به کسی آسیب وارد نشد.

 

بررسی دلایل حادثه غرق شدن سکوی نفتی نروژی

پس از این حادثه، تحقیقات برای بررسی دلیل یا دلایل اصلی حادثه شروع شد. مالک سکو، شرکت ملی نفت نروژ، استات اویل، یک گروه ارزیاب به همراه SINTEF (سازمان مستقل نروژی که تخصص آن تحقیق و توسعه صنعتی می باشد) را برای مشاوره های فنی این گروه استخدام کرد.

این گروه از تست های آزمایشگاهی سازه ای و هیدرودینامیکی در کنار پرس و جو از شاهدان حادثه به منظور پی بردن به ابهامات حادثه بهره بردند.

ارزیابی های آنها مجموعا در 16 گزارش شرح داده شده است. تحقیقات این نهاد تحقیقاتی نشان داد که علت اصلی خرابی و شکست سازه، محاسبات نادرست نرم افزار معروف نسترن (NASTRAN) در هنگام طراحی و آنالیز سازه بوده است.

این نرم افزار تنش های وارد به اتاقک های بالاست یا همان آب توازن را 47% کمتر از مقدار واقعی تخمین زده بود. در نتیجه ، جداره های بتنی بسیار نازک تر از مقدار مجاز طراحی شدند که تحمل فشار های هیدرواستاتیک را در هنگام شناوری داشته باشند.

در نتیجه، با افزایش فشار، ترک در دیواره ها رشد کردند و در نهایت منجر به شکست آن شدند. با شکست دیواره ها، آب دریا با سرعتی عجیب وارد تانکرها شد و در پی آن غرق سازه در کمتر از 18 دقیقه رخ داد.

اما نکته جالب دیگر در مورد این سکو

پس از حادثه ، کارفرمایان که بسیار ناراضی و عصبانی بودند از پیمانکار پرسیدند که آیا می توانید یک سکوی جدید تا پیش از برنامه زمان بندی شده بسازید؟

وجواب شرکت بسیار جالب است : “بله ما می توانیم”

جالب اینجاست که واقعا آنها توانستند و 45% سریعتر از برنامه ی زمان بندی شده ی اول، سازه ی جدید را به آب انداختند!

به طور کل خسارت وارده در اثر این حادثه در سال 1991، مبلغ 700 میلیون دلار گزارش شد.

چه اتفاقی در فاز محاسبات و شبیه سازی رخ داد؟

آنگونه که در گزارشات امده است، مکانیزم خرابی ناشی از اشتباهاتی از قبیل :

  • تعریف شرایط اولیه در نرم افزار اجزا محدود نسترن (NASTRAN)
  • اندازه بسیار بزرگ و نامناسب مش برای شبیه سازی

بوده است که عملا موجب پیش بینی غلط مقدار تنش های برشی در قسمت تریسل (Tricells) سازه شده است.

گزارشات ارائه شده توسط کارگروه ارزیابی حادثه نشان داد که:

علت اصلی این شکست:

  • تلفیقی از اشتباهات محاسباتی نرم افزار نسترن (NASTRAN)، در محاسبات اجزا محدو
  • عدم تقویت درست جداره ی بتنی در ناحیه بحرانی بوده است.

در گزارش دیگر، علت شکست جداره بتنی،

  • تخمین و محاسبه اشتباه رفتار الاستیک خطی تریسل در نرم افزار NASTRAN بوده است

که این امر موجب خطای  در محاسبه تنش های برشی آن شده است. به طور کل این خطاها تخمین اشتباه ضخامت جداره تریسل را در پی داشته است. پس از این خرابی، شبیه سازی های دقیق نرم افزاری نشان داد که طراحی اشتباه سازه ، موجب شکست جداره در عمق 62 متری دریا می شود. این با آنچه در واقعیت و در عمق 65 متری رخ داد بسیار نزدیک است و تطابق دارد.

 

چرا نباید به نتایج نرم افزار اعتماد کرد؟

به طور کل همواره باید این نکته را در ذهن داشته باشیم، که

تمام جواب های بدست آمده از شبیه سازی های عددی اشتباه است، مگر آنکه خلاف آن ثابت شود

یعنی حتما باید صحت سنجی های مختلفی در ضمن طراحی و آنالیز داشته باشیم. اینطور نیست که هر جوابی که نرم افزار داده است جواب درستی است. علاوه بر این همواره باید کیفیت مش، شرایط مرزی و بارگذاری، متریالهای اعمال شده، دیمانسیون و ابعاد پارامترهای وارد شده در نرم افزار و بسیاری موارد دیگر چندین و چند بار چک شود و بهمین دلیل است که سیکل تصدیق دانش فنی و مدلسازی در شرکت های مشاوره در زمینه شبیه سازی عددی بسیار با اهمیت است.

مراجع

لینک اول

لینک دوم

 

تگ ها

ارسال نظر شما

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

×

Hello!

Click one of our representatives below to chat on WhatsApp or send us an email to info@banumusagr.com

سلام، مسئول مربوطه را انتخاب کنید تا هم اکنون در واتساپ شما را راهنمایی کند. یا با شماره 05135424520 تماس بگیرید.

×