غرق شدن سکوی نفتی نروژی: افشای اشتباه مهندسی و 700 میلیون دلار خسارت

• آموزش, انرژی, بازرسی, خدمات, دریایی, نفت و گاز

 غرق شدن سکوی نفتی نروژی

غرق شدن 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 سهل‌انگاری‌هایی ست که منجر به این فاجعه‌ی غرق شدن سکوی نفتی نروژ شد. در مورد علل اصلی حادثه تحقیقات مختلفی انجام شده است. در این مطلب توضیحات بیشتری ارائه می‌کنیم 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 می‌دهد که منجر به اتلاف سرمایه‌های مادی و معنوی زیادی می‌شود. حتی اعتبار یک شرکت بسیار قدرتمند را در سطح جهانی به نابودی می‌کشد.

در امور تحقیقاتی و صنعتی به دلیل جدید بودن و حرکت در لبه‌ی 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

ریشه‌یابی خرابی‌های صنعتی و مهندسی تبدیل به شاخه‌ای 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 می‌برد و دارو تجویز می‌کند. 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

شناسنامه Sleipner A  سکوی غرق شده نروژی

سکوی نفتی Sleipner A یک سکوی فراساحل ترکیبی جهت تولید و فرآوری در میدان گازی واقع در دریای شمال و متعلق به نروژ می‌باشد. 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- می‌باشد. سازنده آن شرکت نفت و گاز نروژ استات اویل که بعدها به اکوینر تغییر نام داد می‌باشد.

علت شهرت این سکو، حادثه‌ای 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 تکیه‌گاه درنظر گرفته شد

سناریوی غرق سکوی

نقص و ایراد در طراحی ، علت اصلی خرابی و فروپاشی سکو در مرحله آخر ساخت گزارش شده است. قرار بود در هنگام به آب‌اندازی 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 می‌شد، 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 پمپ‌ها ممکن نمی‌شد.

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، اتاقک‌های شناوری سکو ترکیدند که موجب زمین‌لرزه 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 می‌باشد) را برای مشاوره‌های فنی این گروه استخدام کرد.

این گروه از تست‌های آزمایشگاهی سازه‌ای و هیدرودینامیکی در کنار پرس و جو از شاهدان حادثه به منظور پی بردن به ابهامات حادثه بهره بردند.

ارزیابی‌های 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 نرم‌افزار تنش‌های وارد به اتاقک‌های بالاست یا همان آب توازن را 47% کمتر از مقدار واقعی تخمین زده بود. در نتیجه ، جداره‌های بتنی بسیار نازک‌تر از مقدار مجاز طراحی شدند که تحمل فشار‌های هیدرواستاتیک را در هنگام شناوری داشته باشند.

در نتیجه، با افزایش فشار، ترک در دیواره‌ها رشد کردند و در نهایت منجر به شکست آن شدند. با شکست دیواره‌ها، 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 می‌توانید یک سکوی جدید تا پیش از برنامه زمان‌بندی شده بسازید؟

و جواب شرکت بسیار جالب است : “بله ما می‌توانیم”

جالب اینجاست که واقعا آنها توانستند و 45% سریعتر از برنامه‌ی زمان‌بندی شده‌ی اول، سازه‌ی 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 آمده 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 پیش‌بینی غلط مقدار تنش‌های 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 نرم‌افزار نسترن (NASTRAN)، در محاسبات اجزا محدود
• عدم تقویت درست جداره‌ی بتنی در ناحیه بحرانی بوده است.

در گزارش دیگر، علت شکست جداره بتنی،

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

که این امر موجب خطای  در محاسبه تنش‌های برشی آن شده است. به طور کل این خطاها تخمین اشتباه ضخامت جداره تریسل را در پی داشته است. پس از این خرابی، شبیه‌سازی‌های دقیق نرم‌افزاری نشان داد که طراحی اشتباه سازه ، موجب شکست جداره در عمق 62 متری دریا می‌شود. 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 جواب‌های بدست آمده از شبیه‌سازی‌های عددی اشتباه است، مگر آنکه خلاف آن ثابت شود

یعنی حتما باید صحت‌سنجی‌های مختلفی در ضمن طراحی و آنالیز داشته باشیم. اینطور نیست که هر جوابی که نرم‌افزار 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 نرم‌افزار و بسیاری موارد دیگر چندین و چند بار چک شود و بهمین دلیل است که سیکل تصدیق دانش فنی و مدلسازی در شرکت‌های مشاوره در زمینه شبیه‌سازی عددی بسیار با اهمیت است.

مراجع

خدمات و منتورینگ بنوموسی

در شرکت بنوموسی، ما با بهره‌گیری از نرم‌افزارهای پیشرفته شبیه‌سازی و تیمی از متخصصان با تجربه، خدمات مشاوره و تحلیل سازه‌های فراساحلی، از جمله سکوهای نفتی را ارائه می‌دهیم. ما به شما کمک می‌کنیم تا از وقوع اشتباهات مهندسی که می‌تواند منجر به فاجعه‌هایی مانند غرق شدن سکوی نفتی Sleipner A شود، جلوگیری کنید.

همچنین شرکت بنوموسی با ارائه جلسات منتورینگ آباکوس راهنمای شما عزیزان در جهت رفع و بهبود ایرادات فنی و مهندسی پروژه های صنعتی و دانشجوی تان در زمینه مدل‌سازی، تحلیل، و صحت‌سنجی نتایج می باشد. این جلسات به صورت آنلاین و حضوری برگزار می‌شود و نیم ساعت اول رایگان است. برای اطلاعات بیشتر و رزرو وقت، از صفحه منتورینگ اباکوس ما دیدن کنید.

برای استفاده از خدمات شبیه‌سازی و مشاوره رایگان ما، کافی است با ما تماس بگیرید. ما در تمام مراحل پروژه کنار شما هستیم تا بهترین نتایج را به‌دست آورید.

برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت منتورینگ ، لطفاً با ما تماس بگیرید یا از وب‌سایت Banumusagr بازدید کنید. تیم ما آماده است تا شما را در دستیابی به نتایج مطلوب در تحلیل‌های عددی و شبیه‌سازی‌های مهندسی یاری کند.

راه های ارتباطی با شرکت بنوموسی :

TELEGRAM : https://t.me/BanuMusaGr

ایمیل: info@BanuMusaGr.com

تلفن همراه:  388 20 55 0915

تلفن:  35424520– 51 (98+)

آدرس: مشهد – کیلومتر 12 بزرگراه آسیایی (جاده قوچان)- جاده شهرک صنعتی توس- شهرک فناوری صنایع غذایی و بیوتکنولوژی شمال شرق- معاونت صنایع کوچک- مرکز خدمات.