EuroWire March 2018

Articolo tecnico

un’eccessiva pressione esterna o della rottura di un flessibile o di un tubo per l’eccessiva pressione interna. I cavi oceanici profondi richiedono resistenze elevate per contenere l’allungamento e mantenere cicli di vita lunghi. Con l’aumentare delle profondità sottomarine, diventa sempre più difficile raggiungere i requisiti di resistenza. La resistenza del cavo si ottiene utilizzando un filo di acciaio zincato. Un filo più spesso può aumentare la resistenza, ma comporta anche un aumento di peso. Pertanto, il maggiore beneficio si ottiene attraverso carichi di rottura più elevati. I principali fattori che contribuiscono al carico di rottura sono: • Chimica dell’acciaio e raffreddamento della vergella patentamento (normaliz- zazione) • Lavorazione a freddo (trafilatura ad alta velocità) nell’ottenere resistenze superiori consiste nel non perdere la duttilità (spesso attribuita ad elevate quantità di lavorazione a freddo) che alla fine creerà rotture da fatica. Per fornire un filo di acciaio zincato con proprietà ideali sono essenziali i seguenti controlli: • Agitazione elettromagnetica e un raffreddamento efficiente della vergella per evitare deterioramenti e microstrutture indesiderate ▼ ▼ Figura 5 : Chimica dell’acciaio e raffreddamento della vergella, patentamento delle vergelle (normalizzazione) e lavorazione a freddo (trafilatura ad alta velocità) La maggiore difficoltà

▲ ▲ Figura 3a, 3b, 3c : Esempi di cavi ombelicali e sottomarini

▲ ▲ Figura 4 : Difetti nei cavi

Le esigenze riguardanti le acque profonde stanno aumentando la richiesta di strati di acciaio in grado di resistere alle applicazioni più dinamiche a cui devono essere sottoposti i cavi. Ciò richiede conseguentemente che i materiali di acciaio abbiano una maggiore resistenza alla fatica e siano più resistenti in modo che i cavi ombelicali e i cavi di alimentazione specifici possano essere più piccoli, più snelli e leggeri. Contemporaneamente, è necessario man- tenere i fattori di sicurezza a livelli elevati in modo che la vita garantita del cavo, che è nell’ordine di 20 anni, non sia messa a rischio. I problemi relativi al cavo possono riguardare molti settori, come ad esempio: • Incidenti durante il trasporto o l’installazione • Difetti di progettazione • Utilizzo errato • Rotture da fatica • Problemi di fabbricazione • Danni provocati da attacchi di squali e incrostazioni marine • Danni accidentali Molte di queste problematiche sono spesso correlate. Il guasto meccanico è generalmente attribuito ad una eccessiva tensione assiale o coppia o ad una eccessiva flessione. Negli strati di acciaio esso dipende dalla separazione e dall’instabilità dovute alla detorsione e il deterioramento meccanico causato dall’usura e dalla fatica dell’acciaio, o dall’esposizione ad agenti esterni avversi come la pressione e la temperatura. Nei tubi di acciaio, il guasto può verificarsi anche a causa di

Vengono anche utilizzati cavi ombelicali di lunghezza inferiore per facilitare il collegamento tra strutture sottomarine e strutture per le attività di installazione offshore nonché per controllare i sistemi di mantenimento della pressione durante le attività di perforazione di pozzi e degli interventi di riparazione nei pozzi. La Figura 3a illustra un tipico esempio di un cavo di alimentazione sottomarino progettato per trasmettere energia elettrica tra piattaforme, apparecchiature sottomarine e la terra ferma. Il cavo può essere costituito da più strati di armatura d’acciaio realizzata con filo tondo o nastri piani. La Figura 3b mostra un esempio tipico di cavo ombelicale sottomarino costituito da tubo di acciaio utilizzato per il controllo idraulico e per le linee di iniezione chimica per i sistemi di controllo della testa pozzo. La Figura 3c mostra un esempio tipico di un cavo ombelicale sottomarino costituito da un insieme di tubi flessibili idraulici, che può anche comprendere cavi elettrici o fibre ottiche, utilizzati per controllare strutture sottomarine dalle piattaforme offshore o da una struttura galleggiante. La necessità di progressi tecnologici è stata in gran parte determinata da una combinazione di aspetti: la crescente domanda di petrolio e di gas, le preoccupazioni ambientali riguardo la necessità di una maggiore affidabilità e sicurezza in tutte le attrezzature sottomarine per la produzione di petrolio e gas, così come la necessità di estrarre petrolio e gas dalle aree più difficili degli oceani, solitamente in acque più profonde.

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Marzo 2018