تعرّض منشآت النفط والغاز المواد لمجموعة من الظروف التي تشمل الرطوبة والهواء المحمل بالأملاح والمواد الكيميائية والهيدروكربونات والأسطح الرطبة ومتطلبات محددة مرتبطة بأداء المواد في ظروف الحريق. يمكن النظر في استخدام FRP في الممرات وأنظمة الوصول ودعم الكابلات وحماية الحواف عندما تكون مقاومة التآكل وظروف الخدمة الرطبة من الاعتبارات المهمة. ومع ذلك، لا يعتمد اختيار FRP على فئة المادة وحدها. فنظام الراتنج وتشطيب السطح والأحمال والبحور والتعرض الكيميائي وسيناريو الحريق ومتطلبات التركيب، كلها تؤثر في ملاءمة التكوين المحدد.
يوضح هذا الدليل كيفية استخدام FRP بشكل شائع في منشآت النفط والغاز وما الذي ينبغي على المهندسين مراجعته عند الاختيار. تستند هذه المعلومات إلى المعرفة العامة في القطاع ولا تصف أداء منتج أو تكوين محدد خضع لاختبار بعينه.
الظروف البيئية في منشآت النفط والغاز
قد تتعرض مواقع النفط والغاز لعدة ظروف في الوقت نفسه:
- الرذاذ الملحي والبيئة البحرية: قد تعرّض المنصات البحرية والمنشآت الساحلية المكونات الإنشائية ومكونات الوصول للهواء المالح والرطوبة، مما يسبب مخاوف تتعلق بالتآكل في المواد المعدنية التقليدية.
- التعرض للهيدروكربونات: يمكن للنفط الخام والوقود والمذيبات ومواد المعالجة الكيميائية أن تؤثر في بعض أنظمة الراتنج. لذلك يجب تقييم المقاومة الكيميائية وفق المواد وظروف التشغيل الفعلية، وليس افتراضها من مصطلح "FRP" وحده.
- المتطلبات المتعلقة بالحريق: قد تكون لدى المصافي ومناطق المعالجة والمنشآت البحرية متطلبات خاصة لانتشار اللهب أو مقاومة الحريق أو سلوك الدخان أو الأداء في سيناريوهات حريق محددة. وينبغي تقييم هذه المتطلبات وفق التكوين وأساس الاختبار المعنيين.
- الأسطح الرطبة أو الملوثة: يمكن للماء والزيت والطين وبقايا عمليات التشغيل أن تجعل أسطح المشي زلقة، مما يزيد أهمية تصميم السطح ومقاومة الانزلاق.
- الأحمال وأعمال الصيانة والصدمات: يجب اختيار الممرات والسلالم والمنصات وهياكل الوصول وفق الأحمال المتوقعة وتباعد نقاط الدعم وظروف التشغيل.
وقد تحدث هذه الظروف معًا. فعلى سبيل المثال، قد تتطلب منصة في بيئة بحرية مكونات مقاومة للتآكل، وسطحًا مناسبًا للخدمة الرطبة، وقدرة إنشائية مناسبة، وخصائص أداء في الحريق تتوافق مع أساس تصميم المشروع.
منتجات FRP الشائعة في تطبيقات النفط والغاز
شبكات أرضيات مانعة للانزلاق بسطح خشن
تُستخدم شبكات الأرضيات المصنوعة من FRP والمزودة بسطح خشن للممرات ودرجات السلالم ومنصات العمل عندما تجعل الظروف الرطبة أو الملوثة مقاومة الانزلاق عنصرًا مهمًا في التصميم. يمكن للسطح المحبب أن يوفر تماسكًا أكبر من السطح الأملس، ولكن يجب اختيار تشطيب السطح وفق ظروف الخدمة الفعلية. راجع شبكات الأرضيات المصنوعة من الألياف الزجاجية بسطح خشن ومقاوم للانزلاق لمزيد من المعلومات.
السلالم الرأسية ذات القفص المصنوعة من الألياف الزجاجية
قد يُستخدم الوصول الرأسي إلى المعدات المرتفعة والخزانات والمنشآت الأخرى سلالم رأسية ذات قفص من الألياف الزجاجية عندما يكون التعرض للتآكل من الاعتبارات المهمة. يمكن أن يقلل FRP من مخاوف التآكل المرتبطة بالمكونات التقليدية المصنوعة من الفولاذ، كما أن انخفاض كثافته يمكن أن يؤثر في سهولة المناولة والتركيب. ومع ذلك، يجب التحقق من تكوين السلم ونقاط تثبيته وأبعاده ومتطلبات السلامة الخاصة بالمشروع للتطبيق المقصود. راجع السلالم الرأسية ذات القفص المصنوعة من الألياف الزجاجية لمزيد من المعلومات.
مسارات الكابلات والدرابزين
يمكن استخدام مسارات الكابلات المصنوعة من FRP لدعم الكابلات الكهربائية وكابلات أجهزة القياس والتحكم في المناطق المعرضة للتآكل أو الرطوبة. كما تُستخدم الدرابزينات والحواجز الواقية المصنوعة من FRP حول الممرات المرتفعة والمنصات والمناطق الأخرى التي تتطلب حماية للحواف. وينبغي تقييم استخدامها كجزء من التصميم الإنشائي وتصميم السلامة ككل، وليس باعتبارها دليلًا تلقائيًا على المطابقة.
أداء الحريق يتطلب أساسًا محددًا للتصميم
لا ينبغي التعامل مع أداء الحريق على أنه خاصية واحدة تنطبق على جميع منتجات FRP. فعلى سبيل المثال، لا يكفي استخدام نظام راتنج مثبط للهب وحده لإثبات أن شبكة أرضيات أو سلمًا أو مكونًا إنشائيًا معينًا مناسب لكل سيناريوهات الحريق.
وقد يختلف الأداء ذي الصلة بحسب تركيبة الراتنج والتدعيم وهندسة المنتج وبنية السطح ونوع التعرض للحريق محل التقييم. ولا ينبغي تلقائيًا تعميم نتيجة اختبار لتكوين معين على تكوين منتج آخر أو على سيناريو حريق مختلف.
وتكتسب هذه النقطة أهمية خاصة في منشآت النفط والغاز، حيث قد يتطلب المشروع مراعاة أخطار حريق محددة بدلًا من الاعتماد على تصنيف عام للمادة. وعند اشتراط أداء معين في الحريق، يجب تحديد معيار الأداء الفعلي والتحقق من أن الأدلة المتاحة مرتبطة بتكوين المنتج وسيناريو الحريق محل التقييم.
مقاومة الهيدروكربونات تعتمد على الراتنج وظروف التعرض
يمكن للنفط والوقود والمذيبات وغيرها من الهيدروكربونات أن تتفاعل بصورة مختلفة مع أنظمة الراتنج المختلفة. وقد تشمل التأثيرات المحتملة تغيرات في الراتنج أو حالة السطح أو الأداء الميكانيكي، وذلك بحسب المادة الكيميائية وتركيزها ودرجة الحرارة ومدة التعرض.
لذلك لا ينبغي اعتبار مصطلح "FRP" مؤشرًا عامًا على مقاومة الهيدروكربونات. يجب ربط اختيار الراتنج بالبيئة الكيميائية الفعلية. وغالبًا ما تُؤخذ أنظمة الفينيل إستير في الاعتبار للبيئات الكيميائية الأكثر شدة، لكن ذلك لا يثبت ملاءمتها لكل هيدروكربون أو لكل ظروف تشغيل.
عندما يكون التلامس المنتظم مع الهيدروكربونات أو الرذاذ الكيميائي متوقعًا، يجب أن يستند الاختيار إلى معلومات مقاومة كيميائية مرتبطة بالتعرض الفعلي، وليس إلى نوع الراتنج وحده.
عوامل الاختيار الرئيسية لتطبيقات النفط والغاز
عند اختيار FRP لمنشأة نفط وغاز، ينبغي مراجعة العوامل التالية معًا:
- مقاومة الانزلاق: قد تتطلب المناطق الرطبة أو الزيتية أو الملوثة سطحًا محببًا أو خشنًا. ويجب أن يتوافق اختيار السطح مع ظروف التشغيل المتوقعة.
- أداء الحريق: يجب تحديد متطلب الأداء الفعلي وسيناريو الحريق المعني. وينبغي أن تتوافق أي نتائج اختبار مستخدمة كأساس لاتخاذ القرار مع تكوين المنتج محل الدراسة.
- الراتنج والتوافق الكيميائي: يجب مواءمة نظام الراتنج مع المواد الكيميائية المتوقعة، بما فيها الهيدروكربونات والمياه المالحة ومواد التنظيف، بالاستناد إلى معلومات مناسبة عن المقاومة الكيميائية عند توفرها.
- الأحمال والبحور: يجب تحديد الأحمال المتوقعة وتباعد نقاط الدعم قبل اختيار سماكة اللوح ونوع المنتج، بما في ذلك التكوين المصبوب أو المبثوق حيثما ينطبق.
- التثبيت والحفاظ على الثبات: يجب التأكد من كيفية دعم وتثبيت شبكات الأرضيات والسلالم ومسارات الكابلات والدرابزين والمكونات الأخرى. وتُعد تفاصيل التركيب جزءًا من تصميم النظام ككل.
- التعديلات الميدانية: يمكن أن تكشف أعمال القطع أو الحفر الألياف الزجاجية. وعند حدوث ذلك، ينبغي إحكام حماية المناطق المكشوفة وفق متطلبات المنتج والمشروع.
ترتبط هذه العوامل ببعضها لكنها ليست قابلة للاستبدال. فالسطح المختار لمقاومة الانزلاق في الظروف الرطبة لا يثبت بمفرده أداء الحريق أو التوافق الكيميائي. وبالمثل، فإن اختيار راتنج لمقاومة كيميائية معينة لا يثبت بمفرده القدرة الإنشائية أو الملاءمة لسيناريو حريق معين.
الخلاصة
يمكن النظر في شبكات الأرضيات والسلالم ومسارات الكابلات والدرابزين والمكونات ذات الصلة المصنوعة من FRP في منشآت النفط والغاز عندما يكون التعرض للتآكل أو ظروف الخدمة الرطبة أو متطلبات اختيار المواد من العوامل التي تجعل FRP مناسبًا للدراسة. والنقطة الأساسية هي تقييم التطبيق الفعلي بدل افتراض أن جميع تكوينات FRP تتمتع بالأداء نفسه.
في تطبيقات النفط والغاز، تتمثل أسئلة الاختيار الرئيسية عادةً في طبيعة التعرض البيئي، ومتطلبات مقاومة الانزلاق، والأحمال والبحور، وتوافق الراتنج، وأساس تقييم أداء الحريق، وترتيبات التثبيت أو التركيب. وربط هذه العوامل بتكوين المنتج المحدد يساعد على منع تحويل الادعاءات العامة عن المواد إلى دليل على ملاءمة منتج لمشروع بعينه.
Leave a Comment