ביופולינג ימי הוא הצטברות טבעית של מיקרואורגניזמים, צמחים, אצות ובעלי חיים על פני השטח מעשה ידי אדם מעוותים כגון השקיות נפט offshore, טורבינות רוח, אוניות, וכבלים תת-ימיים. בעוד זה בלתי נמנע ביולוגית בסביבות ימיות, ההשלכות שלה עבור יעילות ציוד offshore, בטיחות, עלויות תפעוליות הם עמוקים.

הבנת תהליך הביו-פופולינג

ביופולינג לא מתרחש מיד.זה מתקדם דרך שלבים נפרדים, החל עם היווצרות של סרט מיזוג של מולקולות אורגניות בתוך דקות של מתח.סרט זה מסלול את הדרך להחזקה של חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים, ויצר מה ידוע כביופילם.ביו-סרטים אלה חשאיים חומרים פולימרים תאיים נוספים (EPS) שיוצרים מדמוגרפיה מחוספסת, שפעם הוקמה כבסיס גדול יותר עבור אורגניזמים מקרו-מדומים.

להלן, בדרך כלל FLT:0 שבועות עד חודשיםFLT:1, כמו invertebrates כגון barnacles, mussels, תולעת צינורות, ו אצות להתיישב ולהגדיל. עם הזמן, אורגניזמים אלה לבנות שכבות עבות, מטבוליות שיכול להוסיף משקל משמעותי ולשנות באופן דרמטי תכונות פני השטח.

סוגים של אורגניזמים מחוסנים

קהילות ביופוכות מסווגות באופן רחב כמו מיקרו-fouling או מקרופולינג. מיקרופוזרים כוללים חיידקים ודיטומים שיוצרים סרטים דקים. Macrofoulers מחולקים לעבירות קשות ורכות. עבריינים קשים כוללים barnacles, mussels, ו encrusting bryozoans המייצרות פגזים calcareouss כוללים ים, אלמוגים, רכים, אלמוגים, וסרבנים מכניים.

השפעות על שקיפות בציוד Offshore

ההשלכות של ביו-פופולינג מרחיקות לכת, המשפיעות כמעט כל סוג של נכס offshore. להלן הם אזורים מרכזיים שבהם ביו-fouling degrads ביצועים ועלויות.

הפחתת ביצועי הידרודינמיקה והגדלת צריכת הדלק

עבור ספינות וכלי שיט, אפילו שכבת דקת משקל דקת יכולה להגדיל את החוספס על פני השטח, המוביל להתנגדות חיכוך גבוהה יותר.זה מתורגם ישירות לצריכה דלק גדולה יותר כדי לשמור על אותה מהירות.על פי FLT:0 בינלאומי ארגון ימי בינלאומי NCFLT:1, עומס ביופוץ חמור יכול להגדיל את צריכת הדלק עד 40% עבור hull רעוע גדול האוקיינוס, זה יכול להיות יותר מיליוני דולרים צפופים ולהגדיל את עלויות דלק בשנה.

קורוזיה ו- Structural Degradation

מיקרואורגניזמים בתוך biofilms יכול לגרום קורוזיה מושפע מיקרוביולוגי (MIC) על ידי הפקת חומרים מטבוליים חומצה או יצירת תאי aeration שונים על משטח מתכת. תנאי קריטרי תחת barnacles ו מלכודות mussels corrosive ions ו deplete חמצן, מאיץ וסטרס מתח סדקים במשקל של סגסוגת כבדה וסרבונית עלולה להוסיף כמה דינמית של עומסים טבעיים, גם על גבי רדינלוז, כמו גם על גבי דינמיקה, לגרום תסכולים טבעיים.

Clogging ופעולות מכווצות

ביופולינג הוא בעייתי במיוחד עבור מערכות צריכת מים הים, צינורות קירור ומערכות כיבוי אש על פלטפורמות. צינורות נגועים להפחית את שערי זרימת הדם, להגדיל את האנרגיה המשאבת, ויכול להוביל למחסור חום או אפילו חסימת. על שמן ומבנים גז, מעליות מים מוצפים יכול לפשרה יציבות פלטפורמה.

סיכונים ניווט ובטיחות

פגיעה כבדה על buoys ניווט יכול להפחית את החביות שלהם או לגרום להם להטביע, הצבת סיכונים למשלוח. על מגדלי טורבינות רוח offshore, הצטברות של barnacles יוצר משטחים גסים שהופכים את מטפסים למסוכנת. בדומה, ציוד דיג וקווי הטעינה הופכים כבדים יותר וקשה יותר לטפל. במקרים קיצוניים, ביופולינג יכול לחסום ציוד חירום כגון חיים או שחרור מנגנונים, צגים בטיחות ישיר.

עלויות כלכליות וסביבתיות

ההשפעה הכלכלית העולמית של ביו-פוץ ימי מוערך בעשרות מיליארדי דולרים בשנה.עלות עולות מצריכת דלק מוגברת, תכופה יותר של ייבוש וניקוי, ציפויים נגד כוונון, תיקונים קורוזיים, והפסד זמן תפעולי.עבור תעשיית המשלוח הימי לבדו, FLT:0 אקדמיות לאומיות של מדעי FLT:1), דו"ח כי ניהול ביו-פולינג יכול לעלות מיליארד דולר בשנה.

מעבר להוצאות התפעוליות הישירות, הביו-fouling תורמת לפליטות גזי חממה גבוהות יותר, משום שספינות ופלטפורמות שורפות יותר דלק כדי להתגבר על גרר.הכבדה מגבירה גם את פליטות כלי התחזוקה ופעולות ניקוי.יתר על כן, ביו-פונינג הוא וקטור מרכזי להבאת מינים אקליים.איברים הקשורים לאונאות או ציוד ניתן להעביר מעבר לאוקיינוסים חדשים, ומשחררים חדשים, מקומיים, מזיקים לדגים בינלאומיים, מזיקים לדגים ולמחלות את המזהמים את המזהמים את ה-PTCDC.

אסטרטגיות לניהול Biofouling

בקרה יעילה ביו-פופולינג דורשת גישה רב-פנים המותאמים לנכס הספציפי, למיקום שלו ולפרופיל התפעולי.אסטרטגיות הבאות מועסקות בדרך כלל:

« כוונון קידוד

צבעים biocidal המכילים נחושת, אבץ, או ביוצידס אורגני הם השיטה הנפוצה ביותר עבור ספינות ומבנים סטטיים. תרכובות רעילות נמרצות המונעות התיישבות.עם זאת, חששות סביבתיים הובילו להגבלות על כמה ביוצידות, במיוחד טריאוליטין (TBT), אשר אסורים ברחבי העולם.Newer טכנולוגיות כוללות ציפויים חד-פריים שיוצרים נמוך, משטחים שאינם מקלים מאורגניזמים בקלות על ידי ניקוי מים וציפוי אנרגיה עדינים.

ניקוי מכני

ניקוי תת-ימי קבוע באמצעות כלי רכב המופעלים מרחוק (ROVs) או מצחצחים מוחזקים דיבר חיוני לשמירה על ביצועים.מערכות ניקוי רובוטיות שמטיילים לאורך מונופילות טורבינות או משחות אוניות משמשים יותר ויותר כדי להימנע משחרור טוקסין ולהפחית עלויות עבודה. In-water ניקוי עם מערכות ללכוד יכול למנוע את שחרורם של אורגניזמים זדוניים חלקיקים לתוך הסביבה.

מערכות אולטרה סגולות ואלקטרומגנטיות

טרנסנפורמטים הרכובים על hulls או מבנים מייצרים תנודות בתדרים המרתיעים את ההתנחלויות, בעוד יעיל למניעת מיקרו-פעוט, יעילותם נגד מפגעים קשים כמו barnacles מוגבלת.מערכות אלקטרומגנטיות יוצרות זרמים חשמליים חלשים או שדות מגנטיים משבשים את הדבקות או התנהגות השחייה של זחל.

עיצוב וחדשנות חומרית

שילוב התנגדות biofouling לשלב העיצוב הופך סטנדרטי. Smooth פני השטח, מעוגל הקצוות, וחיסול של הקטורנטים להפחית נקודות מצורה.שימוש של ⁇ נחושת-ניקל עבור מים ים piping הוא טכניקה ידועה למנוע רעייה במערכות פנימיות. עבור טורבינות רוח offshore, עיצוב של קטע המעבר ו- J- tubes יכול להפחית אזורים מוגן שבו משגשג.

מדדים תפעוליים

תכנון המסע הממזער את הזמן במים גבוהים, יחד עם hull הטיפוח (ניקוי אור שלילי), יכול להמשיך רעד בבדיקה. עבור פלטפורמות, טיפול זמני של מערכות צריכת מים הים עם כלור או ביוצידס אחרים מונע חסימת. ניטור עובי מרעיש באמצעות מצלמות או חיישנים עוזר לנקות לפני שהוא הופך חמור.

שיקולים ושיקולים סביבתיים

(ה) ו-(FLT:0) ,(IMO's Biofouling Guidelines) ו-(FLT:2U.S. EPA Vessel General PermitFLT 3) 3, כופים דרישות לניקוי, ציפויים נגד ציפוי, ושמירת שיא להגביל את התפשטות המינים הפולשים.

מגמות עתידיות בשליטה ביולוגית

מחקר הוא מאיץ לעבר פתרונות שפירים לסביבה.ציפויים ביומטיים בהשראת עור כריש או עלים עתירטוס מפותחים כדי למנוע ההחזקה ללא רעלנים. ציפויים אנזומטיים המפרקים חלבונים דביקים של זחל נמצאים בפיתוח. אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונה מוחלים כדי לחזות הצטברות מרעישה על בסיס נתונים סביבתיים, המאפשרים ניקוי בזמן אמתי.

בעוד תעשיות offshore להתרחב למים עמוקים יותר ומקומות מרוחקים יותר, הצורך בשליטה ביו-פופולטיבית אמינה, נמוכה, הופך אפילו יותר קריטי.חוות הרוח נעים יותר בחו"ל, שבו קהילות מפרות שונות אך אינן פחות אגרסיביות.

מסקנה

ביופולינג ימי הוא אתגר מתמשך ויקר המשפיע ישירות על היעילות, הבטיחות, ואת טביעת הרגל הסביבתית של ציוד offshore.מצריכה מוגברת דלק קורוזיה להעברת מינים פולשנית ועייפות מבנית, ההשפעות שלה דורשות ניהול פרואקטיבי.שילוב של ציפויים מתקדמים, ניקוי קבוע, עיצוב חכם, וציות רגולטורי מציע את הדרך הטובה ביותר קדימה.המשך חדשנות בטכנולוגיות לא רעילות ותחזוקת נתונים יהיה חיוני כדי לשמור על פעולות יעילות בחו"ל תפעול סביבתית ולהגדיל את תחומי עניין סביבתיים קפדניים ויעילים של פעילות גופנית קפדנית יותר.