Derinliklerde Gezinmek
Daha önce bir deniz inşaat sahasında çalıştıysanız, boru hattını ait olduğu yerde tutmanın göründüğünden daha zor olduğunu bilirsiniz. Su onu tekrar yukarı itmek istiyor. Her zaman. Ve bu olduğunda, yalnızca program gecikmesine bakmıyorsunuz; potansiyel çevresel sorunlara, ekipman hasarına ve çok sayıda stresli telefon görüşmesine de bakıyorsunuz.
O halde batık bir boruyu sabit tutmaya çalışırken aslında neyin önemli olduğu hakkında konuşalım. Sadece formüller değil (gerçi onlara da ulaşacağız) aynı zamanda onların ardındaki düşünce.
Tüm bu sorunun temelinde çoğumuzun lise fiziğinde öğrendiği bir şey var: Arşimed ilkesi. Basitçe söylemek gerekirse, suya bir şey batırdığınızda su, yer değiştiren suyun ağırlığına eşit bir kuvvetle yukarı doğru itilir. Bu bir teori değil; boş bir kovayı tankın içine itmeye çalıştığınızda hissettiğiniz bir gerçektir.
Bir boru hattı için bu bir çekişme haline gelir. Bir tarafta boruyu kaldırmaya çalışırken kaldırma kuvveti var. Öte yandan, borunun kendi ağırlığına ve üzerinde bulunan toprak veya dolgunun ağırlığına sahipsiniz. İşin püf noktası, aşağı tarafın rahat bir farkla kazanmasını sağlamaktır.
Tanıdığım mühendislerin çoğu burada muhafazakar bir yaklaşım benimsiyor. Çalışma sırasında sıvı taşıyacak olsa bile, boru tamamen boşmuş gibi kaldırma kuvvetini hesaplarlar. Neden? Bakım, inceleme veya çalıştırma sırasında dahili sıvı her zaman orada bulunamayacağından boru kısmen veya tamamen boşaltılabilir. Dolayısıyla bu sıvı ağırlığını bonus güvenlik marjı olarak ele almak mantıklıdır. Aşırı dikkatli değil. Gerçekçi.
Matematiğin kendisi karmaşık değil ancak birkaç hareketli parçayı takip etmeniz gerekiyor.
Doğrusal ayak başına boru ağırlığıyla başlarsınız; tabii ki beton ve çelik, sudaki HDPE'den çok farklı davranır. Daha sonra yer değiştiren suyun yukarıya doğru kuvvetini hesaplarsınız. Bu, borunun dış çapına bağlıdır ve tatlı suda mı yoksa tuzlu suda mı olduğunuza bağlıdır; tuzlu su daha yoğundur; taze için 62,4'e karşı ayak küp başına yaklaşık 64 pound. Küçük bir fark, ancak uzun bir boru hattı boyunca toplanır.
Sonra dolgu var. İşte bu noktada işler biraz daha karışıyor. Toprağın ağırlığı kuru olduğunda basittir, ancak su altına girdiğinde aşağıya doğru direncin çoğunu kaybedersiniz. Batık ünite ağırlığı belirgin şekilde daha azdır. Bu nedenle çoğu tasarım kılavuzu dolgu katkısına genellikle 1,5 civarında bir güvenlik faktörü uygular. Bu, toprak değişkenliğini, doygunluk seviyelerini ve yüklenicilerin dolguyu her zaman mükemmel şekilde eşit şekilde yerleştirmediği gerçeğini hesaba katar.
Rakamları çalıştırırsanız ve yukarı doğru olan güç hala kazanırsa? O zaman bir şeyler yapmalısın. Daha kalın duvarlar, beton yakalar veya mekanik ankrajlar ekleyin. Bunların hepsi geçerli düzeltmelerdir, ancak her birinin kendi maliyeti ve lojistik ödünleşimleri vardır.
Pek çok proje planının raydan çıktığını düşündüğüm yer burası. Hesaplama hikayenin sadece yarısıdır.
Gerçek şamandıraları (boruya bağlanan ticari donanım) seçmek, aritmetikle ilgili olduğu kadar muhakemeyle de ilgilidir. Bir veri sayfasındaki kaldırma kuvveti derecesine bakıp bunu tamam diyemezsiniz.
Öncelikle toplam sistem ağırlığını düşünün.Bu, borunun yanı sıra sıvının yanı sıra akıntılar, dalgalar ve hatta zamanla deniz büyümesi gibi dış yükler anlamına gelir. Ben kişisel olarak toplam kaldırma kuvveti kapasitesine en az 1,2 güvenlik faktörü uygulamayı seviyorum. Bu bir standarttan çıkarılmış bir şey değil; bu sadece birden fazla projede pratikte işe yaradığını gördüğüm şey. Koşullar ideal olmadığında size nefes alma alanı sağlar.
İkincisi, bu boru hattı nerede yaşayacak?Tuzlu su ise ve güneş ışığına maruz kalırsa, ucuz şamandıralar hızla bozulur. HDPE'nin tercih edilmesinin bir nedeni var; korozyona ve UV'ye maruz kalmaya karşı iyi bir direnç gösteriyor ve makul olarak 10 ila 20 yıllık bir hizmet ömrü bekleyebilirsiniz. Ancak korunaklı bir tatlı su ortamındaysanız bu düzeyde korumaya ihtiyacınız olmayabilir. Bir katalogta öyle yazıyor diye aşırı mühendislik yapmayın.
Üçüncüsü ve bu, pek çok asistan mühendisi şaşırtıyor; aralıklar düşündüğünüzden daha fazla önem taşıyor.Şamandıraları birbirinden çok uzağa yayarsanız boru aralarında sarkacaktır. Bunları çok yakın bir şekilde toplarsanız para israfına neden olur ve gereksiz sürüklenme yaratırsınız. Daha da kötüsü, zayıf aralık, boru hattının su altında bükülmesine veya yana doğru kıvrılmasına neden olabilir, bu da tüm hizalamanızı bozar. Bunun evrensel bir formülü yok; borunun sertliğine, su derinliğine ve akıntı gücüne bağlıdır. Kaldırma kuvveti kontrolünün yanı sıra gerçekten bir bükülme analizi yapmanız gerekir.
Kurulum başka bir katmandır.Modern kelepçeli veya cıvatalı şamandıra tasarımları, kurulum süresini önemli ölçüde kısaltabilir; eski yöntemlere kıyasla bazen üçte birden fazla. Bu sadece iş gücü tasarrufu değil; dalış süresini, ekipman kiralamayı ve hava koşullarına maruz kalmayı azaltır. Bu nedenle, hızlı çalışan ve güvende kalan donanım için biraz daha fazla ön ödeme yapmaya değer.
İleriye baktığımızda, derin su veya yüksek akıntılı alanlar için özel olarak tasarlanmış daha fazla şamandıra göreceğimizi düşünüyorum.Standart ürünler tarama veya kıyıya yakın çalışmalar için gayet iyi çalışır ancak kontrollü bükülme başlangıcı veya son derece düzgün olmayan deniz yataklarıyla uğraşırken, özel tasarlanmış bir ürüne ihtiyacınız vardır. Bu, yalnızca raftan sipariş vermek değil, tasarım ekibi ile şamandıra üreticisi arasında daha yakın işbirliği anlamına gelir.
Sonuçta bu denklemleri ezberlemekle ilgili değil.Önemli olan suyun ne yapmaya çalıştığını anlamak ve bir adım önde olmaktır. Numaralarınızı dikkatli bir şekilde kullanın, ancak aynı zamanda malzeme, aralık ve kurulum yöntemi konusundaki kararınıza da güvenin. Sabit bir boru hattı şans değildir; suya bir şey düşürmeden önce doğru soruları sormanın sonucudur.