AÇIK DENİZ JACKET YAPILARDA VE RAYSERLERDE YENİ MATERYALLERİNİN KULLANIMININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

Deniz yapıları, karadaki yapılara kıyasla daha ağır çevresel şartlara maruz kalmaktadır. Buna bağlı olarak, deniz yapılarının analizi ve tasarımı zorlu olabilmektedir. Açık deniz jacketler, açık deniz petrol ve doğal gaz endüstrisinde ve açık deniz rüzgar endüstrisinde yaygın olarak kullanılan temel altyapılardandır. Ayrıca, rayserler açık deniz faaliyetlerinde jacketlerin önemli bileşenleridir. Açık deniz jacket yapıları ve rayserleri imal etmek için genellikle konvansiyonel çelik kullanılmaktadır. Konvansiyonel çeliğe elverişli bir alternatif bulma konusunda bir değerlendirme yapılması, yapının inşaat prosedürlerini basitleştirmek ve yorulma ömrünü ve buna bağlı olarak hizmet ömrünü arttırma noktasında önemli olabilmektedir. Bu amaçla, jacket yapısı imalatı için yeni bir malzeme olan yüksek özgül mukavemetli çelik kullanılabileceği düşünülmüştür. Ayrıca, termoplastik kompozit borular, çelik rayserlere önemli bir alternatif olarak görülmektedir. ANSYS programı kullanılarak üç ayaklı ve dört ayaklı jacket modelinin zaman tanım alanında dinamik analizi yapılmış ve bu yapılar sırasıyla açık deniz platformu ve açık deniz rüzgar türbini için altyapı olarak kullanılmıştır. Jacketlerin Basra Körfezi bölgesinde olduğu varsayılmıştır. Modellenen jacketlerin konvansiyonel çelik ve yüksek özgül mukavemetli çelik ile yapıldığı farz edilmiştir. Analiz için ender dalga yükü ve gemi çarpışma yükünün etkileri dahil edilmiştir. Ayrıca, konvansiyonel çelik ile yapılan bir doğal gaz çıkarma rayseri, petrol çıkarma rayseri ve yeni termoplastik kompozit materyal ile yapılan termoplastik kompozit boru üzerinde de bu analizler gerçekleştirilmiştir. Rayserlerin Kuzey Denizi'nde bulunan bir jacket tipi açık deniz platformunda yer aldığı varsayılmıştır. Bahsedilen rayserlere ender dalga yükü etki ettirilmiştir. Rayserlerin analizi için iki bilinen dalga teorisi, 1. ve 5. mertebe dalga teorileri, kullanılmıştır. Üç ayaklı ve dört ayaklı jacket yapılar için, eksenel gerilmeler, maksimum deplasmanlar, maksimum tepki kuvvetleri ve maksimum yanal momentleri karşılaştırılarak, yüksek özgül mukavemetli çelik jacketlerin yapısal performansları konvansiyonel çelik jacketlere göre daha iyi olduğu saptanmıştır. Deplasmanların ve tepki kuvvetlerinin karşılaştırılması sonucunda, doğal gaz çıkarma rayseri ve petrol çıkarma rayseri için 5. mertebe dalgasının, 1. mertebe dalgasına kıyasla deniz platformunda daha az reaksiyon kuvvetine sebep olduğu gözlenmiştir. Ek olarak, termoplastik kompozit borularda ender dalgadan oluşan tepki kuvvetlerinin doğal gaz çıkarma ve petrol çıkarma rayserlerinde oluşan tepki kuvvetlerine kıyasen daha düşük olduğu gözlemlenmiştir.