Παράγοντες Απομείωσης Αντοχής Θαλάσσιων Κατασκευών (10.1.3)

Transcript

1 Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Εκπαίδευση και ια Βίου Μάθηση Πρόγραμμα ια Βίου Μάθησης ΑΕΙ για την Επικαιροποίηση Γνώσεων Αποφοίτων ΑΕΙ: Σύγχρονες Εξελίξεις στις Θαλάσσιες Κατασκευές Α.Π.Θ. Πολυτεχνείο Κρήτης Παράγοντες Απομείωσης Αντοχής Θαλάσσιων Κατασκευών (10.1.3) Ευαγγελία Λουκογεωργάκη Επ. Καθηγήτρια Θαλασσίων Κατασκευών, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ.

2 Εισαγωγή (1) Επίτευξη ασφάλειας ΘΚ μέσω: (α) ορθού/λεπτομερούς σχεδιασμού σύμφωνα με κώδικες και οδηγίες σχεδιασμού για έναν δεδομένο χρόνο ζωής σχεδιασμού (design life, π.χ. συνήθως 20 χρόνια) υπό τη δράση δεδομένων περιβαλλοντικών φορτίσεων (β) ορθής κατασκευής, τοποθέτησης και λειτουργίας σύμφωνα με κώδικες και οδηγίες σχεδιασμού ιάρκεια ζωής ΘΚ: Μηχανισμοί/παράγοντες απομείωσης αντοχής (structural deterioration/degradation) αδυναμία επίτευξης επιθυμητής δομικής ακεραιότητας (integrity) ή γενικότερα επιθυμητής επιτελεστικότητας (performance) αύξηση πιθανότητας αστοχίας ΘΚ μείωση του αρχικά προβλεπόμενου χρόνου ζωής ή/και αδυναμία επέκτασης του χρόνου ζωής της ΘΚ πέραν του αρχικά προβλεπόμενου

3 Εισαγωγή (2) Χρονική Μεταβολή Επιτελεστικότητας ΘΚ κατά τη ιάρκεια Ζωής της (

4 Εισαγωγή (3) Χρονική Μεταβολή Ασφάλειας ΘΚ έναντι Αστοχίας κατά τη ιάρκεια Ζωής της χωρίς ή με Συνήθης Παρέμβαση ή με Παρέμβαση κατόπιν Έγκαιρης Προειδοποίησης

5 Εισαγωγή (4) Infancy Period Useful Life Period Wear-Out Period Καμπύλη Bathtub (Μεταβολή ρυθμού αστοχίας με τα Χρόνια)

6 Εισαγωγή (5) Απομείωση αντοχής: Άμεση συνέπεια της γήρανσης (ageing) της ΘΚ καθώς και της λειτουργίας της για μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο σε ένα περιβάλλον υψηλής επικινδυνότητας και αβεβαιότητας ως αποτέλεσμα των επικρατούντων περιβαλλοντικών συνθηκών/φυσικών διεργασιών και της ύπαρξης τυχαίων γεγονότων (π.χ. ατυχημάτων) Προσδιορισμός παραγόντων απομείωσης αντοχής: Σημαντική η συμβολή δεδομένων από πραγματικές κατασκευές στο θαλάσσιο περιβάλλον

7 Εισαγωγή (6) εδομένα από 180 Περιστατικά την Περίοδο από Επιθεώρηση σε 174 πλατφόρμες τύπου Jacket Τυχαία γεγονότα (πρόσκρουση πλοίου, πτώση αντικειμένων): 83 περιπτώσεις (46%) Κόπωση: 46 περιπτώσεις (26%) Παράγοντες στα πρώτα στάδια ζωής της κατασκευής (κόπωση από επίδραση σταδίου κατασκευής, τοποθέτηση): 29 περιπτώσεις (16%) Stacey A., Birkinshaw M. and Sharp J. V. (2002). Reassessment Issues in Life Cycle Structural Integrity Management of Fixed Steel Installations, Proc 21 st Intern Conf on Offshore Mechanics & Arctic Engineering (OMAE2002), June 2002, Oslo, Norway (OMAE ).

8 Σημαντικότεροι Παράγοντες/Μηχανισμοί Απομείωσης Αντοχής ΘΚ (1) Παράγοντες/μηχανισμοί απομείωσης αντοχής που εμφανίζονται σε μία ΘΚ εξαρτώνται: (α) τύπο ΘΚ (β) εξεταζόμενο τμήμα ΘΚ Ocean Structures Ltd. OSL-804-R Ageing of Offshore Concrete Structures. Παράγοντες/Μηχανισμοί Απομείωσης Αντοχής ΘΚ από Σκυρόδεμα Τμήματα ΘΚ που Επηρεάζονται

9 Σημαντικότεροι Παράγοντες/Μηχανισμοί Απομείωσης Αντοχής ΘΚ (2) Παράγοντες/Μηχανισμοί Απομείωσης Αντοχής (και Κρίσιμες Φορτίσεις) Καλωδιώσεων Αγκύρωσης Πλωτών ΘΚ Noble Denton Europe Limited (2006). Floating production system: JIP FPS mooring integrity.

10 Σημαντικότεροι Παράγοντες/Μηχανισμοί Απομείωσης Αντοχής ΘΚ (3) Κόπωση (fatigue) ιάβρωση χάλυβα (corrosion) Μηχανισμοί απομείωσης αντοχής σκυροδέματος Γήρανση ΘΚ Τυχαία γεγονότα (π.χ. Πτώση αντικειμένων) Ατυχήματα (π.χ. πρόσκρουση πλοίου, φωτιά) Γεωλογικοί και Γεωτεχνικοί Παράγοντες (π.χ. διάβρωση πυθμένα κ.λ.π.) Ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες (π.χ. λόγω κλιματικής αλλαγής) Αλλαγές σε τμήματα ΘΚ λόγω αλλαγής χρήσεων Ανάπτυξη θαλάσσιας βλάστησης Λάθη (Gross Errors) λόγω ανθρώπινου παράγοντα (π.χ. λάθη στο σχεδιασμό, κατασκευή (fabrication), στην τοποθέτηση ή/και στη λειτουργία)

11 Σημαντικότεροι Παράγοντες/Μηχανισμοί Απομείωσης Αντοχής ΘΚ (4) Παράδειγμα Συνδυασμένης Εμφάνισης Παραγόντων Απομείωσης Αντοχής ΘΚ και Πιθανές Συνέπειες Ersdal G. (2005). Assessment of Existing Offshore Structures for Life Extension, Doctorial Thesis Faculty of Science and Technology, Department of Mechanical and Structural Engineering and Material Science, University of Stavanger (κατόπιν τροποποιήσεων)

12 Κόπωση (1) Κόπωση (fatigue): Εμφανίζεται σε τμήματα ΘΚ τα οποία δέχονται τη δράση μεταβαλλόμενων (κυκλικά επαναλαμβανόμενων) τάσεων Κόπωση λόγω: (α) γενικής επαναλαμβανόμενης φόρτισης (global cyclic loading), (β) τοπικής επαναλαμβανόμενης φόρτισης (local cyclic loading), (γ) στροβιλογενών κινήσεων (Vortex Induced Vibrations, VIVs), (δ) wave slamming Αποτέλεσμα κόπωσης: ρωγμές λόγω κόπωσης (fatigue cracking) οξύς, ασταθής θραύση στο σημείο εμφάνισης (όχι εμφάνιση παραμόρφωσης) απώλεια ευστάθειας σε πλωτές ΘΚ, απώλεια αντοχών σε σταθερού πυθμένα ΘΚ

13 Κόπωση (2) Fatigue cracking: Συνήθως εμφανίζεται (ξεκινάει) σε σημεία συγκέντρωσης υψηλών τάσεων (π.χ. σημεία απότομης γεωμετρικής αλλαγής, σημεία συγκολλήσεων, εγκοπές, κ.λ.π.) ή σε ελαττωματικά σημεία υλικού (π.χ. σε σημεία με σκουριά, σημεία με ρωγμές κ.λ.π.) Στάδιο έναρξης ρωγμής (crack initiation stage): Μία μικρή ρωγμή αρχικά εμφανίζεται σε σημείο συγκέντρωσης υψηλών τάσεων Στάδιο διάδοσης ρωγμής (crack propagation stage): ιάδοση της αρχικά εμφανιζόμενης ρωγμής στη διατομή του μέλους της ΘΚ έως ότου το εν λόγω μέλος αστοχήσει λόγω εμφάνισης φορτίσεων μεγαλύτερων από τις επιτρεπτές στην εναπομένουσα διατομή του μέλους Σημείο εμφάνισης πρώτης ρωγμής Ανάλογα με το υλικό, είτε το στάδιο έναρξης είτε το στάδιο διάδοσης της ρωγμής είναι κρίσιμο για τη διάρκειας ζωής του μέλους της ΘΚ

14 Κόπωση (3) Αστοχία Πλωτής ΘΚ τύπου Semisubmersible (Alexander L Kielland) λόγω Κόπωσης

15 Κόπωση (4) Καμπύλες S-N: Περιγραφή συμπεριφοράς υλικού υπό κυκλική φόρτιση (S: επιβαλλόμενη τάση, N: επαναληπτικοί κύκλοι έως ότου επέλθει αστοχία) Υπολογισμός αθροιστικής αστοχίας λόγω κόπωσης: S-N προσέγγιση υπό τη θεώρηση γραμμικής αθροιστικής αστοχίας εφαρμογή Palmgren-Miner rule (DNV (2011). DNV-RP-C203: Fatigue Design of Offshore Steel Structures )

16 Κόπωση (5) Κατασκευή ιστογράμματος τάσεων (αποτελείται από έναν k αριθμό blocks σταθερού σ i (i=1,,k) με n i (i=1, k) επαναλήψεις εμφάνισης του κάθε σ i ) Υπολογισμός αθροιστικής αστοχίας λόγω κόπωσης: k k n 1 D N a i m ni i DFF Structural element i 1 i i 1 D = αθροιστική αστοχία λόγω κόπωσης a, m = λαμβάνονται από την καμπύλη S-N k = αριθμός blocks του ιστογράμματος n i = αριθμός κύκλων επανάληψης για το block με σ i N i = αριθμός κύκλων επανάληψης έως ότου επέλθει αστοχία για το συγκεκριμένο σ i (από S-N καμπύλη) η = ποσοστό εξάντλησης (usage factor = 1/DFF) 1 Internal structure, accessible and not welded directly to the submerged part 1 External structure, accessible for regular inspection and repair in dry and clean conditions 2 Internal structure, accessible and welded directly to the submerged part 2 External structure not accessible for inspection and repair in dry and clean conditions 3 Non-accessible areas, areas not planned to be accessible for inspection and repair during operation

17 ιάβρωση Χάλυβα: Γενικά (1) ιάβρωση χάλυβα: Αποτέλεσμα χημικής ή ηλεκτροχημικής αλληλεπίδρασης μεταξύ ενός μετάλλου και του περιβάλλοντος. Η αλληλεπίδραση αυτή δημιουργεί ένα μηχανισμό απομείωσης αντοχής του υλικού και ορισμένες φορές των ιδιοτήτων αυτού Απαιτούμενες συνθήκες εμφάνισης διάβρωσης: (α) η μεταλλική επιφάνεια εκτεθειμένη στο περιβάλλον (β) ύπαρξη ηλεκτρολύτη (π.χ. νερό που περιέχει ιόντα) (γ) ύπαρξη οξειδωτικού μέσου (χημική ουσία που μπορεί να προκαλέσει διάβρωση, π.χ. οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα) Μεγάλο ποσοστό ΘΚ «υποφέρουν» από διάβρωση λόγω κακού προγράμματος συντήρησης και παρακολούθησης της ΘΚ παρουσιάζοντας συνεχώς αυξανόμενη πιθανότητα αστοχίας Συνδυασμός διάβρωσης και κόπωσης (fatigue corrosion): μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες στην αντοχή της κατασκευής Αντιμετώπιση μηχανισμών μείωσης αντοχής: αύξηση τόσο του αρχικού κόστους όσο και του κόστους λειτουργίας των ΘΚ

18 ιάβρωση Χάλυβα: Κόστος για την προστασία έναντι διάβρωσης Κόστος διάβρωσης Κόστος προστασίας (Προγραμματισμένο) Κόστος επιδιόρθωσης βλάβης (Μη προγραμματισμένο) Κόστος προμήθειας & τοποθέτησης μέτρων προστασίας κατά την κατασκευή Κόστος συντήρησης: - Εργασίες συντήρησης - Παρακολούθηση - Προγραμματισμένη αντικατάσταση υλικού Άμεσο κόστος: Κόστος επιδιόρθωσης Έμμεσο κόστος: - ιακοπή λειτουργίας -Περιβαλλοντικές επιπτώσεις -Ασφάλεια ανθρώπινης ζωής Korrosion und Korrosionsschutz, Wiley-VCH, Weinheim, 2001 Το κόστος αυξάνεται δραματικά στην περίπτωση αποκατάστασης θαλάσσιων κατασκευών (offshore) Συνολικό κόστος διάβρωσης στις Η.Π.Α. B$276 / year = 3.1% of GDP Oil & Gas Exploration & Production Β$1.4 NACE (2001)

19 ιάβρωση Χάλυβα: Γενικά (2) Χάλυβας ΘΚ: κράμα ορυκτών μεταλλευμάτων τα οποία τείνουν να έρθουν στην αρχική οξειδωμένη μορφή τους ιάβρωση στη ζώνη παφλασμού μεμονωμένου πυλώνα (Momber A. (2012). Maintenance Concepts of Corrosion Protection Systems of Wind Tower Structures, VDI Wissensforum.) Θαλάσσιο περιβάλλον έντονα διαβρωτικό: υψηλή περιεκτικότητα αλάτων διαλυμένο οξυγόνο ύπαρξη μικροοργανισμών ιάβρωση στη ζώνη παφλασμού ΘΚ τύπου jacket (Sheppard et al. (2010). Inspection Guidance for Offshore Wind Turbines, OTC )

20 ιάβρωση Χάλυβα: Βασικοί τύποι διάβρωσης ΘΚ (1) 1. Ομοιόμορφη ή γενική διάβρωση (General Corrosion): Η πιο διαδεδομένη μορφή διάβρωσης. Χαρακτηρίζεται από (περίπου) ομοιόμορφη μείωση του πάχους του στοιχείου. Η μορφή αυτή επηρεάζει την αντοχή των μελών της κατασκευής. 2. ιάβρωση με βελονισμούς (Pitting Corrosion): Εκλεκτικού τύπου διάβρωση. Αποτελεί κρίσιμη μορφή διάβρωσης για αγωγούς, καθώς εύκολα ο σχηματιζόμενος κρατήρας μπορεί να διατρήσει το πάχος του στοιχείου. Επίσης συχνά εμφανίζεται κοντά στις συγκολλήσεις (heat affected zone). 3. ιάβρωση με μηχανική καταπόνηση (Stress-Corrosion Cracking): Εξελίσσεται μόνο υπό την παρουσία έντονα διαβρωτικού περιβάλλοντος και έντονων εφελκυστικών τάσεων. Η ανίχνευσή της είναι πολύ δύσκολη.

21 ιάβρωση Χάλυβα: Βασικοί τύποι διάβρωσης ΘΚ (2) 4. Γαλβανική ή διμεταλλική διάβρωση (Galvanic corrosion): Εμφανίζεται όταν δύο μέταλλα διαφορετικής κλάσης βρίσκονται σε επαφή. Το μέταλλο μικρότερης κλάσης θα διαβρωθεί πρώτο (άνοδος), ενώ το μέταλλο της μεγαλύτερης τάξης (κάθοδος) θα αρχίσει να διαβρώνεται μόνο όταν το πρώτο έχει διαβρωθεί (σχεδόν) εντελώς. Στο φαινόμενο αυτό βασίζεται ο βασικός τρόπος προστασίας του βυθισμένου τμήματος της κατασκευής με την χρήση των θυσιαζόμενων ανοδίων (sacrificial anodes). 5. ιάβρωση κόπωσης (Fatigue corrosion): Είναι η συνδυασμένη δράση διαβρωτικής προσβολής και κυκλικών τάσεων (γρήγορα εναλλασσομένων εφελκυστικών και θλιπτικών τάσεων). Η παρουσία της οδηγεί σε δραστική μείωση αντοχής ή/και αστοχία μελών της ΘΚ.

22 ιάβρωση Χάλυβα: Ζώνες διαφορετικού ρυθμού διάβρωσης και μέτρα προστασίας (1) 1. Ατμοσφαιρική: Από τα πιο έντονα διαβρωτικά περιβάλλοντα που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα (ISO Class C5-M) Μέτρο προστασίας: Εποξικές βαφές ανθεκτικές σε UV ακτινοβολία Πάχος βαφής: min~320μm Germanischer Lloyd (2013). Rules for Certification and Construction Industrial Service: IV: Offshore Substations, Part 7: Offshore Substations,Chapter 2: Structural Design.

23 ιάβρωση Χάλυβα: Ζώνες διαφορετικού ρυθμού διάβρωσης και μέτρα προστασίας (2) 1. Ατμοσφαιρική: Από τα πιο έντονα διαβρωτικά περιβάλλοντα που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα (ISO Class C5-M) Μέτρο προστασίας: Εποξικές βαφές ανθεκτικές σε UV ακτινοβολία Πάχος βαφής: min~320μm 2. Παφλασμού (Splash): Η περιοχή της ΘΚ με τον πιο έντονο ρυθμό διάβρωσης λόγω αφθονίας οξυγόνου και δράσης των κυματισμών Μέτρο προστασίας: Εποξικές πολυεστερικές επικαλύψεις (coatings) Πάχος επικάλυψης: min ~600μm Germanischer Lloyd (2013). Rules for Certification and Construction Industrial Service: IV: Offshore Substations, Part 7: Offshore Substations,Chapter 2: Structural Design.

24 ιάβρωση Χάλυβα: Ζώνες διαφορετικού ρυθμού διάβρωσης και μέτρα προστασίας (3) 1. Ατμοσφαιρική: Από τα πιο έντονα διαβρωτικά περιβάλλοντα που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα (ISO Class C5-M) Μέτρο προστασίας: Εποξικές βαφές ανθεκτικές σε UV ακτινοβολία Πάχος βαφής: min~320μm 2. Παφλασμού (Splash): Η περιοχή της ΘΚς με τον πιο έντονο ρυθμό διάβρωσης λόγω αφθονίας οξυγόνου και δράσης των κυματισμών Μέτρο προστασίας: Εποξικές πολυεστερικές επικαλύψεις (coatings) Πάχος επικάλυψης: min ~600μm 3. Παλίρροιας (Tidal): Germanischer Lloyd (2013). Rules for Certification and Construction Industrial Service: IV: Offshore Substations, Part 7: Offshore Substations,Chapter 2: Structural Design. Λόγω της έντονης διάβρωσης των γειτονικών περιοχών στην περιοχή γύρω από την μέση στάθμη παλίρροιας (M.T.L.) υπάρχει έντονη μεταφορά ιόντων προς την ζώνη παφλασμού δημιουργώντας δίπολο ανόδου - καθόδου μεταξύ των δύο ζωνών. Για αυτόν τον λόγο ο ρυθμός διάβρωσης είναι χαμηλός. Η επικάλυψη της ζώνης παφλασμού εκτείνεται και σε αυτήν την ζώνη.

25 ιάβρωση Χάλυβα: Ζώνες διαφορετικού ρυθμού διάβρωσης και μέτρα προστασίας (4) 4. Μεταβατική: Αποτελεί την ζώνη μεταξύ ατμόσφαιρας και νερού. Στην περίπτωση που στην σύσταση του νερού υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση σε νιτρικά και φωσφορικά εμφανίζεται το φαινόμενο την χαμηλής επιταχυνόμενης διάβρωσης (low accelerated corrosion) που είναι αποτέλεσμα δράσης μικροοργανισμών. Μέτρο προστασίας: το μέτρο προστασίας της βυθισμένης ζώνης προστατεύει και αυτήν την περιοχή. Germanischer Lloyd (2013). Rules for Certification and Construction Industrial Service: IV: Offshore Substations, Part 7: Offshore Substations,Chapter 2: Structural Design.

26 ιάβρωση Χάλυβα: Ζώνες διαφορετικού ρυθμού διάβρωσης και μέτρα προστασίας (5) 5. Βυθισμένη: Καταλύτης της οξείδωσης είναι πλέον το θαλασσινό νερό. Μέτρο προστασίας: Καθοδική προστασία από θυσιαζόμενα ανόδια (αλουμίνιο ή ψευδάργυρος) ή/και παροχής συνεχούς ρεύματος ή/και προστατεύτηκες επικαλύψεις. Θυσιαζόμενο ανόδιο Germanischer Lloyd (2013). Rules for Certification and Construction Industrial Service: IV: Offshore Substations, Part 7: Offshore Substations,Chapter 2: Structural Design.

27 ιάβρωση Χάλυβα: Μοντέλο διάβρωσης του χάλυβα στον χρόνο (Melchers) 0 Έναρξη της διάβρωσης 1 Γραμμική εξέλιξη της διάβρωσης - Βασικός παράγοντας η διάλυση οξυγόνου. εν υπάρχει εναπόθεση υλικού διάβρωσης. 2 Μη γραμμική εξέλιξη της διάβρωσης. Βασικός παράγοντας η διάλυση οξυγόνου. Υπάρχει εναπόθεση υλικού διάβρωσης 3 Μη γραμμική αναερόβια βιολογική διάβρωση. Υπάρχει εναπόθεση υλικού διάβρωσης το οποίο δημιουργεί τις αναερόβιες συνθήκες. 4 Γραμμική αναερόβια βιολογική διάβρωση Οι τιμές των παραμέτρων του μοντέλου επηρεάζονται κυρίως από την θερμοκρασία του νερού Melchers R. E. (2008). Development of New Applied Models for Steel Corrosion in Marine Applications including Shipping, Ships and Offshore Structures, Vol. 3 No. 2, pp

28 ιάβρωση Χάλυβα: Παράγοντες που επηρεάζουν την εξέλιξη της διάβρωσης Θερμοκρασία Ποσότητα διαλυμένου οξυγόνου στο νερό Χημική σύσταση νερού (περιεκτικότητα σε φωσφορικά και νιτρικά) Υλικό κατασκευής (σύσταση κράματος μετάλλου) Ταχύτητα νερού

29 ιάβρωση Χάλυβα: ιερεύνηση εξέλιξης πιθανότητας αστοχίας στο χρόνο λόγω επίδρασης διάβρωσης στην Πλατφόρμα ΚΑΠΠΑ, Πρίνος/Καβάλα (1) Συλλογή στοιχείων πλατφόρμας: Θερμοκρασία νερού Χημική σύσταση νερού Υλικό κατασκευής Μοντέλο εξέλιξης διάβρωσης με τον χρόνο: Γενική διάβρωση κατά ζώνες Ζβε Ε. (2014). «Χρονική Εξέλιξη Επικινδυνότητας Πλατφόρμας Τύπου ικτυώματος Υποκείμενη σε ιάβρωση του Χάλυβα κατά Ζώνες», ιπλωματική Εργασία, Τμήμα Πολι. Μηχ., Α.Π.Θ. (προς εξέταση και παρουσίαση). Καθορισμός των κύριων στοχαστικών παραμέτρων: ράση κύματος: f y, E, C D, C M ράση σεισμού: f y, E, ζ, Κ i Υπολογισμός εξέλιξης πιθανότητας αστοχίας ως συνάρτηση του χρόνου

30 Τίτλος παρουσίασης (σε κάθε διαφάνεια) ιάβρωση Χάλυβα: ιερεύνηση εξέλιξης πιθανότητας αστοχίας στο χρόνο λόγω επίδρασης διάβρωσης στην Πλατφόρμα ΚΑΠΠΑ, Πρίνος/Καβάλα (2) Πρόβλεψη πάχους ομοιόμορφης διάβρωσης σε σχέση με τον χρόνο με βάση το μοντέλο του Melchers

31 ιάβρωση Χάλυβα: ιερεύνηση εξέλιξης πιθανότητας αστοχίας στο χρόνο λόγω επίδρασης διάβρωσης στην Πλατφόρμα ΚΑΠΠΑ, Πρίνος/Καβάλα (3) Αποτελέσματα Σεισμός Κύμα Στοιχεία στην ζώνη παφλασμού Κόμβοι

32 Τυχαία Γεγονότα - Ατυχήματα Πτώση αντικειμένων: Το είδος/μέγεθος αντικειμένων ποικίλλει (από ασύρματο και τμήματα σκαλωσιάς έως μετακινούμενους γερανούς, αγωγούς, containers) Ατυχήματα: (α) Πρόσκρουση πλοίου: Πλοίου ανεφοδιασμού (μεγάλη πιθανότητα πρόσκρουσης), Μάζα ~5000tn Άλλο πλοίο εξυπηρέτησης (μικρή πιθανότητα πρόσκρουσης) ιερχόμενο πλοίο (πολύ μικρή πιθανότητα πρόσκρουσης) (β) Φωτιά Έκρηξη (γ) Πάγος Μας ενδιαφέρουν: (α) Αστοχίες λόγω κρουστικών φορτίσεων (β) Επαύξηση ρυθμού διάβρωσης (γ) Συσσωρευμένη αστοχία

33 Γεωλογικοί και Γεωτεχνικοί Παράγοντες Απομείωση αντοχής αντοχής πασσάλου λόγω κυκλικής φόρτισης ιαφορικές καθιζήσεις ιάβρωση πυθμένα Καθιζήσεις (π.χ. λόγω γεωτρήσεων) και αστάθεια πρανών

34 Ακραίες Περιβαλλοντικές Συνθήκες (1) Επιδράσεις κλιματικής αλλαγής: Σημαντικό ύψος με περίοδο αναφοράς 20 ετών έχει βρεθεί ότι αυξάνει έως 0.08m/δεκαετία στο βορειοανατολικό τμήμα του Βόρειου Ατλαντικού Πιο συχνά γεγονότα με έντονο άνεμο και ακραίους κυματισμούς Οι ΘΚ θα δέχονται την επίδραση μεγαλύτερων περιβαλλοντικών φορτίων κατά τη διάρκεια ζωής τους Απαιτείται η ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στη διάρκεια ζωής μιας ΘΚ και στην απομείωση της αντοχής της

35 Ακραίες Περιβαλλοντικές Συνθήκες (2) Επιδράσεις ακραίων/γιγαντιαίων κυματισμών σε ΘΚ: (α) Πρόβλημα air gap (β) ράση green water (γ) Πρόβλημα σφυρόκρουσης (slamming) Έχουν αναλυθεί στην Ενότητα Κοινό χαρακτηριστικό όλων των εν λόγω επιδράσεων: δημιουργία κρουστικών φορτίων (impact loads) επικίνδυνων για την αντοχή και άρα για την ασφάλεια της ΘΚ Green water Air Gap

36 Αλλαγές σε Τμήματα ΘΚ λόγω Αλλαγής Χρήσεων Κατά τη διάρκεια ζωής μίας ΘΚ: πολλές αλλαγές στη χρήση επιμέρους τμημάτων ανακατανομή βάρους με διαφορετικό τρόπο σε σχέση με το σχεδιασμό απομείωση αντοχών τμημάτων ΘΚ Θεωρείται απαραίτητη η χρήση εργαλείων διαχείρισης ανακατανομής βάρους

37 Ανάπτυξη Θαλάσσιας Βλάστησης Ανάπτυξη θαλάσσιας βλάστησης: Αύξηση βάρους, μάζας και επιβαλλόμενης φόρτισης Σημαντική σε περιοχές με θερμό κλίμα «Σκληρού τύπου» (π.χ. μύδια) ή «μαλακού» τύπου (π.χ. φύκια): ιαφορετική σημαντικότητα και επίδραση Απαιτείται παρακολούθηση και εφαρμογή τεχνικών καθαρισμού ή χρήσης «έξυπνων» υλικών (π.χ. νανοϋλικά για επικάλυψη)

38 Λάθη (Gross Errors) λόγω Ανθρώπινου Παράγοντα Υπο-διαστασιολογημένα κατασκευαστικά στοιχεία κατά τη φάση σχεδιασμού Ατέλειες (π.χ. ρωγμές, κ.λ.π.) κατά τη φάση κατασκευής (fabrication) των στοιχείων της ΘΚ ημιουργία φθοράς σε στοιχεία κατά τη φάση τοποθέτησης (installation) της ΘΚς Χαμηλής ποιότητας επιθεωρήσεις κατά τη διάρκεια ζωής της ΘΚ αδυναμία εύρεσης στοιχείων με φθορές Μη ορθή/προσεκτική λειτουργία (π.χ. μη σωστό κλείσιμο αντλίας, λανθασμένη επικοινωνία κ.λ.π.) Το 80-90% των ατυχημάτων οφείλεται σε gross errors

39