海底パイプラインの頻繁な破損はノルド・ストリームの修復の可能性を意味する

Apr 09, 2023

国際的な専門家がノルド・ストリームのパイプライン破断の原因を解明しようとしている一方で、エンジニアには修復を試みる複数の選択肢がある

先週、海底ノルドストリーム1および2のパイプライン沿いの3か所で破裂し、ガスが漏れ始めた。 ノルド・ストリームの状況は異常かもしれませんが、海底パイプラインの損傷は異常ではありません。* 塩水による腐食は漏れを引き起こす可能性があり、商用輸送の結果として事故が何度も発生します。 ノルド ストリームのパイプは、世界で最も交通量の多い輸送ルートの一部にも敷かれています。 そのため、パイプラインには高度な保護対策と修復技術が備わっています。 パイプラインが建設されるとすぐに、漏洩や事故に対処するための計画が策定されます。 エンジニアは設定された戦略に従って、ノルド ストリームの損傷部分の修復をできるだけ早く開始します。

パイプラインは多くの脅威に対抗する必要があります。 2008 年にノルウェー沖の北海のクヴィテビョルン パイプラインで起こったように、大型コンテナ船やタンカーの巨大なアンカーは特にパイプに損傷を与える可能性があります。 コンテナなどのボートからの落下物や、沈没する船自体もパイプラインに衝突する可能性があります。 同様に、水中の浸食や地滑りも潜在的な危険をもたらします。 このため、状況やリスクに応じてさまざまな方法でパイプを保護します。 たとえば、アンカーを撃退するために大きな石で囲んだり、コンクリートマットで覆ったり、海底に完全に埋めたりすることができます。

しかし、そのような対策は、ノルド・ストリームの1,000キロメートルを超えるパイプラインにとって非常に高価だったろう。 構造物は海底に直接置かれているか、安定していない、または十分に水平でない場合は、砂利のベッドの上に置かれます。 それらは海岸に最も近い地面の下にのみ置かれます。 パイプラインは厚さ 2.7 ～ 4.1 センチメートルの鋼鉄壁と、追加の重りとしても機能する厚さ最大 11 センチメートルのコンクリート ジャケットで保護されています。 コンクリートがなければ、パイプラインは軽すぎて浮いてしまいます。

ノルド・ストリームの計画では、パイプライン近くで爆発が起こる可能性さえも考慮に入れられました。 第二次世界大戦で発生した無数の爆弾が今日に至るまでバルト海に眠っており、専門家らはパイプラインに沿った幅50メートルの帯を撤去した。 しかし、ノルド・ストリームのリスク評価では、海流がこのルートの近くに弾薬を運ぶ可能性もあると警告している。 したがって、オペレーターによれば、パイプラインから 12 メートル離れた場所にある 2 トンの爆発物の爆発にもパイプは漏れることなく耐えられるように設計されていたという。

こうした予防策にもかかわらず、何者かがノルド・ストリームのパイプラインを突破しましたが、現在の被害の程度を推定するのは困難です。 確かに、コンピューター分析を使用してパイプラインの状態を正確に計算できるのは事実です。 ただし、これを行うには、材料がどのような力を受けたのかを正確に知る必要があります。 これまでのところ、ガス漏れの規模などの兆候は、巨大なパイプが非常にひどく損傷しているか、完全に切断されていることを示唆しています。 破壊の程度によって、パイプラインをどのように修復する必要があるかが決まります。 現在建設されているほとんどのパイプラインには、損傷が発生した場合に備えて特別に設計された「修復戦略」が用意されている。運営者によると、ノルド・ストリームでは、この戦略には、パイプラインの完全な破断を含む、さまざまな重大度の5つの異なるシナリオが含まれているという。

治安当局者が疑っているように、大規模な爆発物が実際にパイプラインに損傷を与えた場合、パイプラインの長い部分を部分的に交換する必要がある可能性が高い。 「タイイン」として知られるこの修復は、いくつかの方法で行うことができます。 場合によっては、損傷していない新しいパイプセグメントを水面上に挿入します。 たとえば、2008 年にアンカーが地中海横断パイプライン システムの 1 本のラインを完全に切断し、2 本目のラインに重大な損傷を与えたときがこれに該当しました。パイプラインの深さは約 70 メートルで、ノルドの一部の深さと同様でした。デンマークのボーンホルム島近くの小川。 水深が比較的浅かったため、損傷したパイプラインの端は特別な容器を使用して水面上に持ち上げられました。 次に、新しいセグメントを取り付け、両端の接合部を溶接しました。 これは、2019 年に特別船のチームがノルド ストリーム 2 の個々のセグメントに参加した方法でもあります。

ただし、パイプラインのセグメントの端を水中で直接結合することも可能です。これは、ノルド ストリーム 1 で使用された技術です。これには、パイプラインの端を特別な高圧室に導き、それらを溶接することが含まれます。このプロセスは「高圧」として知られています。結び付ける。" この技術は、たとえば 2011 年にノルド ストリームですでにテストされており、それぞれが異なる特別な船によって敷設された最初のパイプラインの個々のセクションを接続しています。

また、溶接せずに分離したパイプの端をしっかりと結合する、それほど複雑ではない他の方法もあります。 通常のパイプと同様に、特殊なフランジを使用して接続できます。 このようなコンポーネントは市販されており、ダイバーまたは遠隔制御の水中ビークルによって取り付けることができます。 たとえば、水深 210 メートルの下に敷設されていたクヴィテビョルン パイプラインの修復において、ノルウェー国営石油会社スタトイルは損傷箇所の周囲の長さ約 25 メートルの部分を切り出し、特殊なスリーブ ジョイントを使用して新しい部分を取り付けました。 これらをパイプの端にスライドさせた後、油圧を使用して接合部をしっかりと密閉します。

パイプライン自体の修理が完了したら、チューブに浸透した水をポンプで排出し、空気流で内部を乾燥させ、必要に応じて腐食保護を更新する必要があります。 ノルド ストリームでは、これはプラスチック コーティングと、電気化学的腐食を防ぐ亜鉛とアルミニウムで作られたいわゆる犠牲陽極で構成されています。

ノルド ストリームの修理に実際にどの技術が使用されるかは、損傷の程度や、重要なことに、利用可能な機器の種類など、さまざまな要因によって異なります。 たとえば、水面上の地中海横断パイプライン システムの修理における重要な要素は、適切な専用船がその地域にあったことでした。 専門の船舶、機器、専門家がどれだけ早く到着できるかは、パイプラインの修理にどれくらい時間がかかるかを決定するのに役立ちます。 結局のところ、ノルド ストリームは独自のアカウントで、複数のパイプライン会社が共有する修理設備のプールにアクセスできるのです。 損傷の範囲、水深、損傷現場の状況も、パイプラインが再び稼働するまでにどれくらいの時間がかかるかに影響します。 クビテビョルン・パイプラインの場合、修理には5か月かかったが、地中海パイプラインは事故から9か月後に再び稼働した。 ノルド・ストリームの場合、被害の原因については不明な点が多く、異常な状況のためさらに時間がかかる可能性がある。

これは意見および分析記事であり、著者によって表明された見解は必ずしも Scientific American の見解ではありません。

この記事は元々 Spektrum der Wissenschaft に掲載され、許可を得て転載したものです。

*編集者注記 (2022 年 10 月 21 日): この文は、海底パイプラインの損傷の説明を明確にするために、投稿後に修正されました。

ラース・フィッシャー彼は化学者であり、Spektrum der Wissenschaft でジャーナリストおよび編集者として働いています。

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