Impact of Combined Mechanical Damage on the Integrity of Pipelines

Abstract

إن الإصابات الناجمة عن ضربات ميكانيكية تشكل خطرا على سلامة خطوط الأنابيب، و حيث أن انفجار أنابيب النفط و الغاز يؤدي الى اضرار بليغة على الإنسان و الاقتصاد و البيئة، أولت الهيئات الحكومية و الشركات العاملة في هذا المجال اهتماما خاصا لتحديد و تطوير الاليات التي يعتمد عليها لتقييم هذه الاصابات. هناك عدة عوامل تؤثر على شدة الضرر التي تسببه الإصابة الميكانيكية منها ما هو مرتبط بخواص الأنبوب المتضرر سواء مقاساته الهندسية او خصائص المادة الفولاذية المصنع منها، كما أن لمقاسات الإصابة الناتجة من عمق و طول و عرض أثرها الواضح، و كذلك الظروف التشغيلية مثل الضغط التشغيلي الثابت و المتغير لأثرها المباشر على الجهد و الانفعال. كما أن مما يزيد الأمور تعقيدا أن تكون الإصابة مركبة كأن يكون هناك هناك انبعاجا في موقع متصدئ او في موقع لحام. و لذلك فإنه من المستحيل تغطية جميع الحالات المحتملة للاصابات الميكانيكية البسيطة و المركبة سواء بالتجارب العملية او بالمحاكاة الرقمية، و هنا تبرز إمكانية استخدام التحليل المبني على المعلومات الاحصائية و دراسة الاحتمالات. إن الهدف من هذه الرسالة هو دراسة و تقييم أثر الإصابات المركبة على سلامة خطوط الأنابيب الفولاذية تحت عوامل الضغط التشغيلي الثابت و المتغير باستخدام تقنيات المحاكاة الرقمية بطريقة العنصر المحدد و كذلك التحليل المبني على دراسة الاحتمالات. إن نطاق البحث يشتمل على دراسات الانبعاجات الإحادية و المتعددة، و الانبعاجات الواقعة في منطقة متصدئة، و الانبعاجات الواقعة في منطقة لحام. و لمحاكاة الظروف الطبيعية، سيتم توليد 500 حالة مختلفة عشوائيا باستخدام تقنية مونتي كارلو و تحليلها رقميا بطريقة العنصر المحدد و ذلك لايجاد الجهود و الانفعالات و العمر الافتراضي لكل حالة على حدة. و سيتم تجميع النتائج و تحليلها احصائيا لايجاد العلاقات القائمة بين المدخلات و المخرجات من التحليل في صيغة علاقات رياضية. إن النتائج المستخلصة ممكن أن تستخدم في عمليات تقييم الضرر لإصابة محددة سواء المبنية على الجهد أو على الانفعال. كما إن احتمالات الفشل المستخلصة من دراسة الاحتمالات يمكن استخدامها في دراسة إدارة الخطر للأنابيب قيد الإنشاء. إن محصلة هذه الدراسة يجب أن تكون معايير عملية قابلة للتطبيق بواسطة مشغلي خطوط الأنابيب و لذلك لا بد أن تتوفر على ميزتين: الأولى أن تكون المعطيات المطلوبة ممكنة الجمع عن طريق أجهزة الفحص التي تمر داخل خطوط الأنابيب و الثانية أن تكون المعايير بصيغة رياضية يمكن تطبيقها اليا في برامج حاسبية.