لوله‌های پلی‌اتیلن از آغاز دهه 1960، فقط چند سال بعد از ابداعشان، بطور فزاینده‌ای در کاربردهای دریایی گوناگون مانند خروجی‌های تخلیه به دریا، گذر ...

 

لوله پلی اتیلن در تاسیسات دریایی

لوله‌های پلی‌اتیلن از آغاز دهه 1960، فقط چند سال بعد از ابداعشان، بطور فزاینده‌ای در کاربردهای دریایی گوناگون مانند خروجی‌های تخلیه به دریا، گذر از رودخانه‌ها و دریاچه‌ها، و مدخل‌های ورودی آب شیرین و آب شور، مورد استفاده قرار گرفتند. ایمنی در برابر خوردگی گالوانیک، یکی از مهم‌ترین دلایل انتخاب پلی‌اتیلن است. ترکیب هوا و آب و بویژه آب دریا، می‌تواند برای لوله‌های فلزی متداول، بسیار خورنده باشد. اما مزایای دیگری که در ادامه می‌آیند هم موجب می‌شود استفاده از لوله‌های پلی‌اتیلن در کاربردهای دریایی بسیار مناسب باشد:
وزن کم - وزن یک لوله پلی‌اتیلن با قطر مشخص و خواص عملکردی معادل، حدود یک دهم لوله بتنی و کمتر از نصف لوله چدنی است. جابجایی پلی‌اتیلن نیازمند کمترین تجهیزات سنگین است.

شناور ماندن - از آنجاییکه چگالی پلی‌اتیلن برابر با 96% چگالی آب شیرین و حدود 94% چگالی آب دریاست، این لوله حتی وقتی که پر از آب است، روی آب شناور می‌ماند. قطعه‌های طولانی آن را می‌توان در خشکی سر هم کرد، چرا که وزن لوله خالی بقدری است که می‌توان آن را تا محل مورد نظر به حالت شناور انتقال داد و در بیشتر موارد بعد از جایگزینی هوا با آب، وزن آن برای قلاب شدن در محل نهایی فرورفتنش کافی است.

اتصالات «بدون نشتی و یکپارچه» -با استفاده از روش جوش لب به لب، می‌توان طول‌های پیوسته‌ای از لوله‌های پلی‌اتیلن را بدون نیاز به اتصالات مکانیکی، بسرعت سر هم نمود. جوشکاری گرمایی بوجود آمده، به محکمی خود لوله است و ریسک نشتی اتصال را از بین می‌برد.

انعطاف‌پذیری -انعطاف‌پذیری لوله‌های پلی‌اتیلن موجب غرق شدن آرام و انطباق لوله بر توپوگرافی طبیعی سطح زیر آب می‌شود. این مسئله موجب سهولت در دستورالعمل غرق کردن می‌شود و به این معناست که خط لوله انعطاف‌پذیر را می‌توان بدون نیاز به ترانشه کَنی یا روش‌های دیگر آماده سازی سطح، مستقیماً روی کف طبیعی سطح زیر آبی قرار داد.
چقرمگی (کرنش پذیری) -لوله پلی‌اتیلن بدلیل ظرفیت کرنش نسبتاً زیادش، می‌تواند بصورت ایمن نیروهای خارجی متغیری را که بوسیله امواج و جریانات دریایی بوجود می‌آیند، تنظیم نماید.

مواد متداول و انعطاف ناپذیر مانند لوله‌های بتنی یا آهنی قبل از بروز نشتی یا شکستگی فقط قادر به تحمل مقدار کمی تغییر شکل ساختاری در اتصالات هستند. چون پیش بینی مقدار دقیق حداکثر نیروهایی که بر یک لوله سخت اعمال می‌شوند، دشوار است، نصب با استفاده از لوله‌هایی که تغییر شکل کمی در محل اتصالات یا کرنش خمشی محدودی در لوله را بر می‌تابند، نیازمند اعمال «ضریب ایمنی » بزرگی است، مثلاً برای پایدارسازی لوله در برابر حرکت باید بارگذاری سنگینی انجام شود، یا برای پایدار سازی لوله در برابر حرکت ناشی از جریانات شدید دریایی، آن را در ترانشه هایی که در بستر رسوبات دریا حفر می‌شوند، جایگذاری نمود. چنین تکنیک‌های ساخت و سازی دشوار، زمان بر و پرهزینه می‌باشند. در مقابل، انعطاف‌پذیری و چقرمگی پلی‌اتیلن به آن اجازه می‌دهد تا بر کف سست رودخانه‌ها و یا دریاها منطبق شود و بصورتی ایمن تحت نیروهای حاصل از جریانات گاه و بیگاه قدرتمند دریایی، جابجا یا خمیده شود. در بیشتر تأسیسات دریایی، فقط کافی است لوله پلی‌اتیلن به قدر کافی سنگین شود تا بتواند در محل مورد نظر باقی بماند و از شناور شدن آن جلوگیری شود. این مسئله موجب نصب آسان و کم هزینه تر و همچنین ایجاد سیستم لوله‌کشی زیر آب می‌شود که قابلیت سرویس دهی مطمئن و با دوام را دارد. بسیاری از پروژه‌هایی که پیش از این با لوله‌های سنتی از نظر اقتصادی قابل تحقق نبودند، اکنون با انتخاب لوله‌های پلی‌اتیلن به انجام رسیده‌اند. هزینه کلی پایین تر نصب لوله‌های پلی‌اتیلن موجب می‌شود بتوان بجای نصب یک دهانه تخلیه بزرگ، چندین دهانه تخلیه کوچک روی آن نصب نمود. با استفاده از چند خروجی، بدلیل تخلیه مقادیر کمتری از سیال در نقاط خروجی جداگانه، می‌توان به حفاظت بیشتر از محیط زیست پرداخت و استفاده از آن‌ها اغلب موجب هزینه‌های کمتر آماده سازی سیستم در خشکی می‌شود.

در تأسیسات خطوط لوله دریایی، ریسک قابل ملاحظه‌ای یکپارچگی خط لوله را در زمان نصب و سرویس دهی خط لوله تهدید می‌کند. راهنمایی‌هایی که در اینجا در مورد طراحی و نصب لوله‌های پلی‌اتیلن مطرح می‌شوند، محدود به مواردی می‌شوند که مختص یا در رابطه با اینگونه مواد هستند.

تمرکز اصلی این مقاله، طراحی و نصب خطوط لوله زیر آبی با روش «شناورسازی و غرق » است که وزن کم و انعطاف‌پذیری لوله‌های پلی‌اتیلن، استفاده از آن را مقدور ساخته است. در شرایط بخصوص - مثل وقتی که امکان معتل کردن کشتی به میزان کافی برای اجرا و غرق خطوط لوله مقدور نباشد - استفاده از روش «شناورسازی و غرق» که در اینجا توضیح داده شده است، ضروری و یا عملی تر است. در یک نوع از این روش یک یا بیش از یک قطعه جداگانه بلند از خط لوله با یک فلنج در هر سر آن، سر هم شده و شناور می‌شود. سپس این قطعات را در محل درست و بصورت به هم بسته شده توسط غواصان غرق می‌کنند. روش جایگزین دیگر، روش «کف کِشی » است . با این همه، صرفنظر از اینکه از چه روشی استفاده شده است، قوانین کلی طراحی و نصب در روش «شناور سازی و غرق» ، در روش‌های جایگزین هم اعمال می‌شوند.
سایر کاربردهای دریایی که مزیت بکاربردن لوله‌های پلی‌اتیلن در آن‌ها ثابت شده است، شامل خطوط لوله آب سطحی، خطوط نصب شده روی خاکهای باتلاقی و خطوط لوله مورد استفاده در عملیات لایروبی هستند. اساساً طراحی و نصب دریایی منطبق بر همان معیارها و قوانینی صورت می‌گیرد که برای روش «شناور سازی و غرق» گفته شده است.