اسکله ها و تاسیسات دریایی

خلاصه

این مقاله به بررسی جامع تعمیر، حفاظت و بازسازی تجهیزات و سازه‌های دریایی و فرآیندی در صنایع نفت و گاز می‌پردازد. تجهیزات اسکله‌ها، فندرها، لوله‌ها و خطوط شناور، مخازن، مبدل‌های حرارتی و تجهیزات روتاری همگی در معرض خوردگی ناشی از آب شور، شرایط جوی شدید و فرآیندهای شیمیایی قرار دارند. با استفاده از محصولات و راهکارهای بلزونا، از جمله پوشش‌های اپوکسی سرد، مواد الاستومری و کامپوزیت‌های مهندسی، می‌توان ترمیم و محافظت در محل (in-situ) تجهیزات را بدون توقف طولانی عملیات انجام داد. این راهکارها شامل تعمیر خوردگی پایه‌ها و نازل‌ها، پوشش‌دهی و بازسازی مخازن، محافظت و بازسازی فندرها، ترمیم خطوط شناور دریایی و حفاظت از Splash Zone اسکله‌ها می‌شود. مقاله نمونه‌های عملی (Case Study) موفق در پروژه‌های دریایی و سکوهای نفتی ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد استفاده از محصولات بلزونا می‌تواند هزینه‌های نگهداری را کاهش دهد، عمر مفید تجهیزات را افزایش دهد و ایمنی و بهره‌وری عملیات را بهبود بخشد.

اسکله‌ها و تأسیسات دریایی نفت و گاز – اهمیت، عمر، و نقش بلزونا

تأسیسات دریایی نفت و گاز شامل سکوها (offshore platforms)، اسکله‌ها، پایل‌ها (pile supports)، پایانه‌های بارگیری نفت و گاز، خطوط لوله زیر دریایی، مخازن شناور، و تجهیزات جانبی مانند دکل‌ها‌اند. این سازه‌ها جزو حیاتی‌ترین دارایی‌ها در صنعت نفت و گاز محسوب می‌شوند، زیرا عملیات استخراج، تولید، حمل و انتقال مواد هیدروکربنی اغلب در یا در نزدیکی دریا انجام می‌شود.

عمر عملیاتی بسیاری از سازه‌های دریایی به طور معمول بین ۲۰ تا ۵۰ سال یا حتی بیشتر طراحی شده است. اما به دلایل مختلفِ محیطی مثل نمک زیاد، امواج، جریان‌های دریایی شدید، تغییرات دمایی، حمله باکتریایی و خوردگی، این عمر کاهش یافته یا نیاز به تعمیرات و محافظت مداوم پیدا می‌کند. مطالعات نشان می‌دهد که هزینه‌های ناشی از خوردگی در صنایع فراساحلی (offshore) میلیاردها دلار در سال است؛ برای مثال، یک منبع گزارش می‌دهد که در صنعت نفت و گاز فراساحلی، سالانه بیش از ۱٫۳ میلیارد دلار هزینه صرف تعمیر، نگهداری و مقابله با خسارات خوردگی می‌شود.

شرکت بلزونا با بیش از ۶۰ سال تجربه در زمینه پوشش‌های دریایی (marine coatings) و کامپوزیت‌های حفاظت فلزی (metal repair composites) با استانداردهای کیفیت ISO 9001، در همکاری با شرکت‌های بزرگ نفت و گاز و پروژه‌های دریایی موفق، نقشی مؤثر داشته است. محصولات بلزونا در کشتی‌سازی، تعمیر سکوها، محافظت پایه‌های پایل‌ها و پوشش برس‌هایی که در معرض امواج و نمک‌اند، به کار رفته‌اند. با به‌کارگیری مواد سرد curing (بدون نیاز به حرارت زیاد) و مقاوم در برابر خوردگی، پروژه‌هایی بوده‌اند که پوشش فلزی آسیب‌دیده یا سازه‌های سست شده توسط خوردگی را ترمیم کرده‌اند، بدون اینکه عملکرد کلی سازه یا عملیات تولید متوقف شود.

کیـس‌استادی‌ها (Case studies) متعددی وجود دارد که در آن‌ها بلزونا برای محافظت یا ترمیم سکوها، عرشه‌های دریایی آسیب‌دیده، و نقاط تماس فلز با آب دریایی استفاده شده است. مثلاً تعمیر Deck پلتفرم‌هایی در دریای شمال که عرشه فولادی‌شان در اثر خوردگی در چندین محل سوراخ شده بود، با استفاده از تکنولوژی “cold bonding” بلزونا ترمیم شده است، بدون تخریب پوشش محافظ آتش‌سوزی زیر عرشه و بدون توقف عملیات کلی سازه. همچنین، بلزونا در پروژه‌هایی با پوشش‌دهی مقاومت در Splash zone و مناطق غوطه‌ور یا نیمه‌غوطه‌ور فلزی با محصولات ویژه تخصصی عمل کرده است.

اسپری مداوم آب شور و ضربه امواج، شرایط ایده‌آلی برای ایجاد سایش و خوردگی در نواحی اسپلش‌زون (splash zone) دارایی‌های فراساحلی ایجاد می‌کنند. به عنوان مثال، رایزرها و پایه‌های سکوها می‌توانند به دلیل تماس مداوم با محیط خورنده دریایی، دچار آسیب جدی شوند. اسپری نمک همچنین می‌تواند به تجهیزات و ماشین‌آلات موجود در عرشه سکوها و FPSOها نفوذ کند و باعث خوردگی شود. این خوردگی در شرایط فرایندی مانند خطوط لوله داغ تشدید می‌شود. اگر این آسیب‌ها به‌موقع برطرف نشوند، ممکن است منجر به هزینه‌های بسیار زیاد تعمیر و جایگزینی، دوره‌های توقف طولانی و عوارض زیست‌محیطی شود. حتی ممکن است کل یک عرشه به دلیل سال‌ها خوردگی نیاز به تعمیر یا تعویض پیدا کند.

راهکارهای تعمیر

سیستم‌های مختلفی برای ترمیم آسیب‌های نواحی اسپلش‌زون و سازه‌های فراساحلی وجود دارند. به طور معمول، روش‌های مرسوم شامل انجام کارهای داغ (Hot Work) است که خود مشکلات و محدودیت‌های خاصی دارند. تعویض قطعات یا استفاده از کلمپ‌های سفارشی برای نواحی که یکپارچگی سازه‌ای از بین رفته نیز می‌تواند گزینه‌ای قابل‌قبول باشد.
با این حال، این راهکارها اغلب پرهزینه و زمان‌بر هستند و گاهی مدیران نگهداری را وادار می‌کنند تا به تعمیرات موقت مانند پوشش‌دهی‌های غلافی یا رنگ‌های معمولی روی آورند. این روش‌ها اگرچه به‌صورت موقت کار را انجام می‌دهند، اما یک راه‌حل بلندمدت ارائه نمی‌کنند و در آینده نیاز به توقف عملیات یا افزایش هزینه‌های نگهداری اجتناب‌ناپذیر خواهد بود. به دلیل ماهیت حساس عملیات و درآمدهای بالا، مالکان دارایی‌ها به دنبال راهکارهایی هستند که بدون به خطر انداختن جریان تولید، یکپارچگی تجهیزات را حفظ کنند.

راهکارهای بلزونا برای تعمیر در محل (In-situ) در نواحی اسپلش‌زون و سازه‌های فراساحلی

در پاسخ به نیاز صنعت برای راهکارهای دائمی، اقتصادی و بدون ایجاد اختلال گسترده در عملیات، بلزونا مجموعه‌ای از سیستم‌ها را توسعه داده است که امکان انجام تعمیرات در محل را فراهم می‌کنند. مواد تعمیراتی و پوشش‌های سطح‌تحمل (Surface-tolerant) بلزونا توانایی جابجایی آلودگی‌ها و ایجاد چسبندگی قوی به بسترهای مرطوب را دارند. چسب‌های بلزونا نیز می‌توانند جایگزین جوشکاری شوند و با اتصال صفحات و تجهیزات به سازه، یکپارچگی ساختاری را بدون نیاز به کار داغ بازیابی کنند. در نهایت، مواد الاستومری بلزونا برای عملیات آب‌بندی و ترمیم سطوح لاستیکی آسیب‌دیده بسیار مناسب هستند.

از پوشش‌ها و مواد پرکننده خوردگی گرفته تا سیستم‌های Wrap و اتصال سرد صفحات، بلزونا راهکارهای اختصاصی و آزمایش‌شده‌ای ارائه می‌دهد که دوام بالایی در سرویس دارند. سهولت و ایمنی در اجرا باعث شده‌اند که مواد بلزونا انتخاب اول برای تعمیرات دریایی باشند. کیت‌های از پیش آماده بلزونا می‌توانند روی سکو نگهداری شوند و در مواقع موردنیاز برای نشتی‌گیری، تعمیر فلنج‌ها و سایر نیازهای نگهداری روتین استفاده شوند. برای پروژه‌های پیچیده‌تر نیز خدمات آموزش، نظارت و بازرسی توسط کارشناسان دارای گواهی NACE و FROSIO در دسترس است.

چرا بلزونا؟

شرکت‌های نفت و گاز بلزونا را انتخاب می‌کنند زیرا:

• هزینه‌های سرمایه‌ای (CAPEX) کاهش می‌یابد
• هزینه‌های نگهداری کمتر می‌شود
• ایمنی و راندمان افزایش می‌یابد
• زمان توقف کاهش پیدا می‌کند
• روندهای نگهداری ساده‌تر می‌شود
• عمر ماشین‌آلات و تجهیزات افزایش می‌یابد

نواحی چالش‌برانگیز

• اسپلش‌زون‌ها
• عرشه‌ها
• حفاظت از رایزرها

مشکلات رایج

• تخریب سطح در اثر تماس مداوم با آب
• از دست رفتن یکپارچگی لوله
• کاهش ضخامت در ناحیه اسپلش‌زون
• جدایش و آسیب رایزرها و مناطق اطراف سکو و FPSO

راهکارهای بلزونا

بلزونا یک سیستم کامل ارائه می‌دهد که فلزات خورده‌شده را بازیابی کرده و پوشش‌ها را در محل ترمیم می‌کند. این سیستم، بوت‌تاپینگ نئوپرن رایزر را آب‌بندی کرده و از نفوذ بیشتر آب جلوگیری می‌کند.

محصولات توصیه‌شده:

• Belzona SuperWrap II برای ترمیم عیوب نازک تا سوراخ‌دار جداره لوله‌ها
• Belzona 5831 (ST-Barrier) برای محافظت در برابر خوردگی
• Belzona 2100 Elastomers برای آب‌بندی بوت رایزر

تعمیرات بالای خط آب و زیر آب

مواد سطح‌تحمل بلزونا می‌توانند حتی زیر آب اعمال شده و پخت شوند مانند محصولات زیر .

• مواد خمیری:
  • Belzona 1212 برای تعمیرات اضطراری
  • Belzona 1161 (Super UW-Metal) برای تعمیر سطوح بزرگ‌تر
• پوشش‌ها:
  • Belzona 5831 (ST-Barrier) برای محافظت بیشتر
• آب‌بندی الاستیک:
  • الاستومرها برای ترمیم و آب‌بندی سازه های لاستیکی مانند فندر ها و لوله های شناوری
  • Belzona 3411 (Encapsulating Membrane) برای محافظت از فلنج‌ها در برابر خوردگی

تجهیزات و قطعات لاستیکی

لوله‌های شناور دریا (Floating Hoses) جزو تجهیزات بسیار کلیدی در اسکله‌ها و پایانه‌های صادراتی نفت خام و فرآورده‌های نفتی هستند که معمولاً برای اتصال بین کشتی‌های نفتکش و پایانه‌های بارگیری استفاده می‌شوند. این شیلنگ‌ها یا لوله‌های شناور تحت فشار کاری متوسط تا بالا قرار دارند، دائماً در تماس با آب شور، تابش UV، امواج و حرکات کشتی هستند و آسیب‌هایی مانند خوردگی فلنج‌ها، نشتی در محل اتصالات فلنج-شلنگ، سایش لایه بیرونی، و تخریب ناشی از محیط دریایی برایشان رایج است.

راهکارهای بلزونا در این بخش هم اثبات شده است. به‌ویژه:

• محصولات تعمیر سطوح فلزی مانندBelzona 1111 (Super Metal) و  Belzona 1212 برای ترمیم خوردگی و آب‌بندی فلنج‌ها و نشتی‌های اضطراری در محل اتصالات لوله‌های شناور.
• محصولات تعمیرات مواد لاستیکی مانند ( Belzona Elastomers مثل 2111) برای بازسازی و تقویت لایه لاستیکی بیرونی آسیب‌دیده لوله‌های شناور که به‌طور مداوم در معرض سایش مکانیکی و تابش خورشید قرار دارند.

یک نمونه کاربردی (Case Study):

در یکی از پایانه‌های صادراتی آفریقا، نشتی در محل اتصال فلنج لوله شناور مشاهده شد. تعویض کامل شیلنگ شناور نیازمند توقف بارگیری و هزینه‌ای چند صد هزار دلاری بود. تیم تعمیراتی با استفاده از Belzona 1111 برای بازسازی سطح فلنج خورده‌شده و سپس Belzona 1212 برای آب‌بندی در شرایط مرطوب، موفق شد نشتی را به‌طور کامل مهار کند. این تعمیر بدون نیاز به خارج کردن لوله شناور از سرویس انجام شد و عملیات بارگیری تنها چند ساعت متوقف شد.

فندرها در اسکله‌ها و تاسیسات دریایی

فندرها وظیفه جذب انرژی ضربه و جلوگیری از آسیب به کشتی‌ها و سازه‌های اسکله را دارند. در شرایط عملیاتی، فندرها مستقیماً با آب شور، تابش UV، امواج و برخورد کشتی‌ها در تماس هستند و به مرور دچار خوردگی، تخریب مکانیکی و کاهش عملکرد می‌شوند. فندرهای دریایی معمولاً از فولاد با پوشش ضدخوردگی یا کامپوزیت‌های پلیمری ساخته می‌شوند و آسیب‌پذیری آن‌ها در مناطق جزر و مد و Splash Zone بسیار بالاست.

چالش‌های اصلی فندرها

• خوردگی فلزات: تماس مداوم با آب شور باعث خوردگی فلزات، به‌ویژه پایه‌ها و اتصالات فندر می‌شود.
• آسیب مکانیکی و ترکیدگی: برخورد مکرر کشتی‌ها و امواج باعث ایجاد ترک، فرورفتگی و تخریب سطحی می‌شود.
• آسیب ناشی از UV و شرایط جوی: تابش مستقیم خورشید و شرایط جوی سخت باعث تخریب پوشش‌های محافظ و کاهش عمر مفید فندرها می‌شود.

حفظ ایمنی و پایداری سکوها

حفاظت رایزر با Belzona SuperWrap II

در مواجهه با مشکلات تعمیر و نگهداری سکوهای فراساحلی، مالکان دارایی همواره به دنبال راهکاری هستند که نیازمند توقف عملیات یا از دست رفتن تولید نباشد. خوردگی روی رایزرهای ۴ و ۶ اینچی سکو باعث کاهش ضخامت دیواره‌ها و تهدید یکپارچگی ساختاری آن‌ها شده بود. اپراتور به دنبال یک راهکار کامل بود تا لوله را بدون توقف فرایند بازسازی کند. Belzona SuperWrap II، سیستم تعمیر کامپوزیتی مطابق با استانداردهای ISO/ASME که برای بازگرداندن استحکام به بسترهای فلزی ضعیف یا سوراخ‌شده طراحی شده، انتخاب شد.

پروفیل اولیه دیواره رایزر پیش از تقویت باید بازسازی می‌شد. به دلیل وجود خوردگی حفره‌ای شدید، از Belzona 1121 (Super XL-Metal) برای پر کردن حفره‌ها و بازگرداندن پروفیل اصلی لوله استفاده شد. سپس SuperWrap II طبق طراحی مهندسی با چهار لایه Wrap (۸ لایه) بر روی لوله اعمال شد. برای یکپارچه‌سازی در حین پخت، Belzona 9382 اعمال گردید. پس از ۲۴ ساعت، سطح Wrap پخت‌شده شسته و سنباده‌زنی شد و سپس لوله با Belzona 1121 و یک پوشش نهایی اورتان روکش گردید. کل عملیات نصب تنها ۷ ساعت طول کشید و ۲۴ ساعت نیز برای پخت صرف شد، بدون هیچ‌گونه وقفه در عملکرد سکو.

تعمیر موفق عرشه سکوی دریای شمال

تزریق اپوکسی سیال برای اطمینان از مقاومت در برابر بارهای ضربه‌ای. فناوری اتصال سرد بلزونا در سال ۲۰۰۴ روی عرشه‌ای به شدت آسیب‌دیده در یک سکوی دریای شمال به کار رفت. این عرشه فولادی ۸ میلی‌متری در بسیاری از نقاط خورده شده بود و جوشکاری به دلیل وجود محافظت ضدحریق غیرفعال در زیر عرشه امکان‌پذیر نبود.

روش زیر توسط تیمی آموزش‌دیده و خبره در بلزونا طراحی و اجرا شد: صفحات فولادی سوراخ‌کاری شده برای پیچ‌های جک و پورت‌های تزریق آماده و بر روی عرشه سندبلاست‌شده قرار گرفتند. پیچ‌های جک برای تراز دقیق به کار رفتند. اطراف صفحات با یک خمیر اپوکسی مسدود شد. سپس اپوکسی سیال با استفاده از پمپ بدون هوا به زیر صفحات تزریق گردید تا صفحات تقویتی به عرشه متصل شوند و تماس کامل حاصل شود.

آزمایش‌های مستقل نشان داد که این روش بلزونا از نظر استحکام معادل جوشکاری صفحات است. مقاومت بسیار خوبی در برابر بارگذاری‌های ضربه‌ای به دست آمد و طراحان مستقل آن را «به اندازه کافی مقاوم برای تحمل سختی‌های عملیات روزانه» دانستند. عملیات روزمره بدون وقفه ادامه یافت و محافظت ضدحریق زیرین نیز دست‌نخورده باقی ماند. این تعمیر سالانه بازرسی شده و اکنون، نزدیک به ۱۲ سال بعد، همچنان در شرایط کاملاً سالم باقی مانده است.