地震動地域のパイプラインの整合性を管理するための戦略

地震的に活動的な地域のパイプラインの完全性を確保するため、エンジニアや安全の公式にとって重要な課題です。地震は、パイプラインインフラに重要なリスクを置き、漏れ、破裂、環境の危険につながる可能性があります。効果的な戦略を実施することで、これらのリスクを軽減し、コミュニティや生態系を保護することができます。この記事では、地震工学や業界標準から最高のプラクティスを策定する、このような地域のパイプラインの完全性を管理するための重要な戦略を説明します。

地震活動のリスクについて

地震のでき事は地面の揺れ、土地の変形および土の液化を引き起こすことができます。これらの現象はパイプラインの安定性を、特にパイプラインがそのような力に抗するように設計されていない場合妥協できます。地域の特定の地震の危険を認めることは有効な管理の作戦を開発する最初のステップです。

グラウンド・シェーキング

地上の揺れは、地震の最も直接的な影響です。揺るぎの強度は、地震のの大きさ、震源からの距離、および地方の土壌条件に依存します。パイプラインの場合、長期の揺れは、関節の疲労障害、曲がりの応力集中、そしてサポートの変位につながることができます。 U.S.地質調査(USGS)は、エンジニアが地面の上昇を決定するために期待される場所を決定するのを助ける地震の地図を提供します。

パーマグラウンド変形(PGD)

恒久的な地面の変形は側面の広がること、欠陥の破裂および地すぶくれを含んでいます。これらの動きはパイプラインの重くする曲がる、またはせん断を引き起こすことができます。活動的な欠陥を渡るパイプラインは特に脆弱です。例えば、1994年の北リッジの地震は地上の破裂によるガスパイプラインへの重要な損傷を引き起こしました。

土壌液化

液化は、飽和、緩い土壌が揺れ、液体のようにふるまいする際の強さを失うとき、液化が起こります。埋没パイプラインは、浮遊、沈没、または後で変位することができます。液化は、川のデルタと再資源化された土地の重要な懸念です。 []民間技術者協会(ASCE)は、液化作用領域におけるパイプラインの設計に関するガイドラインを公表しました。

パイプラインの整合性を管理するための重要な戦略

地震的に活動する地域でパイプラインの完全性を管理するには、多層的なアプローチが必要です。リスクを削減し、運用継続性を確保するために、次の戦略が不可欠です。

地震抵抗設計

柔軟なジョイント、拡張ループ、および地震エネルギーを吸収し、地上の動きに対応できる強化材料を組み込むことは基本的です。主な設計特徴は次のとおりです。

]フレキシブルジョイント:]ボールジョイント接続または段ボールメタルベローズにより、シールの完全性を損なうことなく回転と軸運動が実現します。
[]拡張ループ:[]]]これらのループは、熱膨張と地上の変位を吸収するための余分な長さを提供します。彼らは特に、横の広がりを調節するに効果的です。
補強材:]] 高延性鋼(例、API 5L X70またはX80)および複合材は、抗張および圧縮力に対する耐性を改善します。
埋葬の深さ:[より深さで埋められたパイプライン(典型的に1.2〜2.0メートル)は表面変形の影響を受けにくいが、適切に整列しない場合、欠陥破裂により敏感である可能性があります。

定期点検・整備

損傷や摩耗の早期兆候を検出するためにスマートハッキングや超音波テストなどの高度な技術を使用して定期的な検査を実施することは、重要です。検査方法は次のとおりです。

インライン検査(ILI)ツール:[磁気フラックス漏れ(MFL)または超音波トランスデューサーを装備したスマート豚は、金属損失、亀裂、およびデントを検出することができます。
[] ジオテクニカル監視:[ 傾斜計、GPSステーションなどの機器は、パイプラインの右方向の地上の動きを測定します。
[]仮想検査:[]]空中調査(ドローンを使用して)、線を歩くと、露出したセクション、シンクホール、またはエンクロアメントを特定できます。

地上安定性評価

土壌条件と潜在的な液化ゾーンを特定し、パイプラインのルーティングと補強の取り組みを指導するための地質学的研究を実行します。主な手順は次のとおりです。

]地震危険解析:[ 地上運動の確率的または決定的評価と設計寿命の障害変位。
[Liquefaction 感受性のマッピング:[[]]]] 円錐形の貫通テスト(CPT)と標準貫通テスト(SPT)を使用して、土壌密度と飽和を評価する。
ルート最適化:]] アクティブ障害、軟質土壌、および急勾配の傾斜を防止する。障害を交差させる場合は、エンジニアは、欠陥線のパイプラインを浅い角度でルートして緊張を減らすことができます。

リアルタイム監視システム

地上の動きやパイプラインのストレスを監視するセンサーを設置し、地震イベントへの迅速な対応を可能にします。近代的なシステムは、IoTとクラウド分析を活用します。

加速器および地震計:[]接地加速が事前調整されたしきい値を超えた場合のトリガー自動遮断弁。
光ファイバーセンシング:[ パイプラインに沿って分散アコースティックセンシング(DAS)は、緊張、振動、漏れをリアルタイムで検出できます。
リーク検出システム:]圧力とフロートランスデューサーを使用して計算パイプライン監視(CPM)は、漏れを数分でピンポイントすることができます。

緊急対応計画

迅速な操業停止手順と修復プロトコルを含む包括的な計画を開発し、環境と安全への影響を最小限に抑えます。効果的な緊急管理には、次のものが含まれます。

[]自動シャットダウン:[]]リモートで作動するバルブ(ROV)と地震トリガーの秒内でアクティブに緊急シャットダウン(ESD)システム。
前置修理材料:[ ストッキングスペアパイプセクション、クランプ、および高リスクゾーン付近の溶接装置。
地方自治体との調整:[ 消防部門、環境機関、コミュニティ応答チームとの共同演習。
[]通信プロトコル:[]]] 公開ポータルによるリアルタイムのステータス更新を含む、利害関係者への通知。

高度な設計技術

故障交差の設計

パイプラインが有効的な欠陥を交差させる必要があるとき、特殊な設計方法が必要です。 1つのアプローチは、パイプを過剰に押さずに横方向の動きを可能にするために、低摩擦材料(例えば、エンドウ砂利)で満たされた広いトレンチのパイプラインを埋めることです。もう1つの方法は、断層オフセットに対応できる相互連結されたベローズまたは拡張ジョイントのシリーズを使用しています。 ]] [AA] [FLT:]] [FLT:アメリカ国内の天然ガス協会 (INGAA) 断層設計のための欠陥のガイドラインを提供します。

液化土壌におけるブイアンシーコントロール

パイプラインが液化土壌に浮遊することを防ぐため、エンジニアはコンクリートの重量コーティングを使用しており、またはネジアンカーをインストールします。もう1つの技術は、パイプラインのインストール前に、vibrocompactionまたは石のコラムを介して周囲の土壌を排出することです。

規制・業界標準

多くの国では、パイプラインのための地震設計コードを採用しています。米国では、パイプラインおよび有害物質安全管理(PHMSA)は、オペレータが高生態領域のパイプラインのための地震リスク評価を実施する必要があります。 ASCEの「石油およびガスパイプラインシステムの地震設計のためのガイドライン」は、標準化されたフレームワークを提供します。国際的に、標準化のための国際機関(ISO)13623(石油および天然ガス輸送の考慮事項)は、標準化機構が含まれています。

ケーススタディとレッスン

1994年ノースリッジ地震(カリフォルニア)

M6.7 地震は 100 のガスパイプラインの漏出および複数の火を点火させました。でき事は自動閉鎖弁および適用範囲が広い接合箇所の必要性を強調しました。ノースリッジの後で、多くのユーティリティは地震センサーおよび改善された材料が付いているネットワークを改装しました。

2011年クライストチャーチ地震(ニュージーランド)

M6.3地震は、水と下水道パイプラインに広範な損傷を引き起こし、広範囲にわたる液化を引き起こしました。この都市は、拘束された関節と延性鉄管を使用して、リアルタイムのモニタリングシステムをインストールすることの重要性を学びました。今日、クライストチャーチの再建水ネットワークは、柔軟な拡張ジョイントとスマートセンサーを組み込んでいます。

2018年安道地震(アラスカ)

M7.1地震は、クック・インレットの天然ガスパイプラインへのマイナーな損傷を引き起こし、障害回避ルーティングと地震耐性設計の組み合わせによります。応答は、事前計画された緊急手順と即時空中検査の価値を強調しました。

積極的な経営アプローチ

積極的な経営は、パイプライン計画、設計、および運用のすべての段階に地震リスク評価を統合することを含みます。地質学者、エンジニア、緊急対応者の間でコラボレーションにより、緩和措置が包括的かつ効果的であることを確認します。教育と訓練は、地震イベントの人員を準備し、迅速な行動を確実にするために不可欠です。

リスクベース検査・メンテナンス

オペレータは、地震危険、パイプライン年齢、材料品質、および障害の結果として、高リスクセグメントを優先すべきである。リスクベースの検査(RBI)は、検査頻度と方法選択を最適化する。例えば、人口密度の障害を横断するパイプラインは、毎年スマートな豚で検査されるが、低リスクの農村セグメントは5年ごとに検査される可能性がある。

継続的な改善

設計基準を改善するためには、後方位相関分析が不可欠です。各主要なイベントは、実際のパイプライン性能に関するデータを提供します。のような組織]地震工学研究所(EERI)は、更新コードと慣行に役立つレポートを公開します。

コンテンツ

地震的に活動的な地域のパイプラインの完全性を管理することは、革新的な設計、勤勉な維持および警戒の組合せを要求します。これらの戦略を採用することにより、オペレータは地震に関連するリスクを大幅に削減し、インフラとコミュニティを保護します。地震の知識が進歩し、監視技術がより手頃な価格になるにつれて、業界は引き続きその回復力を向上させることになります。地震の準備への投資は、環境、公共の安全性、およびエネルギー輸送の信頼性を保護するために不可欠ではありません。