حسن زیباسخن

قرارگیری کشور ایران در ناحیه فعال لرزه‌ای منجر به ایجاد آسیب در انواع سازه‌های ساخت دست انسان بر اثر زلزله شده است. کشور ایران نیز دارای منابع عظیم نفت و گاز و گستردگی سرزمینی نیز می‌باشد. در این بین خطوط لوله بهترین و پایدارترین ابزار انتقال حامل‌های فوق به حساب می‌آیند. خطوط لوله در مسیر خود شرایط مختلف بستر را تجربه نموده است. تلاقی خطوط لوله با امتدادهای گسلی و نواحد مستعد زمین لغزش، تهدید آنی برای پایداری محسوب شده و تبعات بالایی را نیز به همراه داشته است و باید ریسک بالای آن مدیریت شود. اما رخداد انتشار امواج لرزه‌ای در نواحی نزدیک به گسلش نیز می‌تواند خرابی‌های زیادی در سیستم و شبکه را ایجاد نماید. با تعریف ریسک به صورت حاصل‌ضرب احتمال وقوع در فراوانی رخداد آن، ریسک بالایی را به خود اختصاص می‌دهد. لذا بر خلاف تصور غالب مبنی بر تمرکز خرابی‌های ایجاد شده در خطوط لوله در نواحی مجاور گسل‌ها و زمین‌های مستعد لغزش، موارد متعددی از خرابی این خطوط مدفون حتی تا کیلومترها دورتر از مرکز زلزله رخ داده است. مشاهدات زلزله‌های گذشته ثابت کرده که خرابی ناشی از زلزله در تمام طول خط لوله و انشعابات آن در ناحیه کانون زلزله پراکنده شده و این آسیب‌ها صرفا در نواحی تقاطع متمرکز نیستند. این خرابی‌ها متاثر از گسترش و انتشار امواج لرزه‌ای در محیط خاک بوده است. باید توجه داشت که نوع خرابی‌های ایجاد شده توسط انتشار امواج با خرابی‌های متمرکز شده در محل تلاقی با یک امتداد گسلی متفاوت بوده است. انتشار امواج لرزه‌ای در موارد کمی باعث ایجاد شکست و پارگی لوله و پدیده‌های متعاقب آن می‌شود و عمدتا منجر به ایجاد تغییرشکل‌های ماندگار در طول و مقطع لوله، ترک خوردگی در جوش‌ها، تغییر زوایای اتصالات و... می‌شود. وقوع این موارد می‌تواند به شدت ایمنی، دوام و عمر بهره‌برداری خطوط لوله و شبکه‌های نفت و گاز را تحت تاثیر قرار دهد. انتشار امواج لرزه‌ای در خطوط لوله مدفون باعث می‌شود که دو نقطه از خط لوله در مسیر انتشار امواج با ایجاد اختلاف فاز، زلزله‌های متفاوتی را تجربه نماید. لذا امکان رخداد خرابی‌های با میزان تهدید نشت نیز وجود دارد. همچنین انتشار همزمان موج در خاک و سازه لوله نیز باعث ایجاد چروکیدگی و کمانش موضعی خواهد شد. این پدیده در زلزله‌های گذشته (مانند زلزله 1964 آلاسکا، زلزله 1969 سانتاروزا، زلزله 1985 مکزیکو، 1994 نورثریج، 1999 کوجاعلی، 2010 کرایستچرچ، و زلزله 2017 سرپل‌ذهاب) دیده شده است. علی‌رغم پیچیدگی مسئله انتشار امواج لرزه‌ای (تخمین انتقال تحریک لرزه‌ای و نحوه گسترش خرابی در طول لوله)، حل این مسئله باعث می‌شود که امکان تخمین میزان تحریک در هر نقطه از شبکه (با لحاظ نمودن شکست و پژواک امواج) و شرایط واقعی شبکه فراهم شود. همچنین اثرات مختلف ناشی از انتشار امواج حجمی و سطحی روی خطوط لوله مدفون (نسبت به حالت میدان آزاد و بدون وجود سازه خط لوله و شبکه های توزیع)، بسیار متفاوت و متنوع بوده است. علی‌رغم بررسی‌های پیشین، مطالعه حاضر بر اساس رکوردهای واقعی زلزله‌های بزرگ ثبت شده در کشور به انجام رسیده و اثرات این امواج بدون تفکیک نوع آنها و منطبق با شرایط واقعی فیزیک مسئله، در نظر گرفته شده است. همچنین تحلیل‌های انجام شده، بر خلاف تحلیل های استاتیکی و شبه استاتیکی پیشین، به صورت کاملا یا شبه دینامیکی به انجام رسیده است. پس از رخداد زلزله 21 آبانماه 1396 و چندین پس‌لرزه بزرگ در استان کرمانشاه، بررسی‌های بیشتر رفتار خطوط لوله و میزان ایمنی آنها در برابر زلزله، در دستور کار شرکت گاز استان قرار گرفت. لذا طرح پژوهشی حاضر به عنوان بخشی از تحقیقات در زمینه رفتار لوله‌های مدفون در حین وقوع زلزله بوده و اثر انتشار امواج لرزه‌ای در رفتار، عملکرد و ایمنی خطوط و اتصالات فولادی و پلی‌اتیلن گازی در حین زلزله‌های بزرگ مورد بررسی قرار می‌گیرد. باز تعریف ضوابط پذیرش طراحی در حالات مختلف، بر اساس معیارهای طرح عملکردی به عنوان رویکردی نوین در مهندسی خطوط لوله محسوب می‌شود. همچنین رفتار و آستانه ایمنی خطوط و شبکه موجود در برابر تحریک زلزله احصاء شده و قابل استفاده در عملیات طراحی و مقاوم‌سازی این شرکت می‌باشد. با توجه به بررسی اثرات زلزله‌های بزرگ ایران، نتایج طرح در بردارنده داده‌های پاسخ خطوط لوله و اتصالات آن در مواجهه با زلزله‌های بومی فلات ایران بوده و از این نظر حائز اهمیت خواهد بود. همچنین نتایج این طرح پژوهشی علاوه بر کاربرد طراحی، در تخمین میزان خرابی‌ها (پس از وقوع زلزله‌های آینده) و مقاوم‌سازی و بهسازی خطوط و شبکه نیز کاربرد خواهد داشت.