Boru hattı taşımacılığı, bir sıvının veya gazın bir boru sistemi vasıtasıyla tüketim için tipik olarak bir pazar alanına, uzun mesafeli taşınmasıdır.
Sıvılar, gazlar ve kimyasal olarak kararlı maddeler boru hatlarıyla taşınabilir. Ham ve rafine edilmiş petrol, doğal gaz ve biyoyakıt gibi yakıtların, amonyak, alkol yakıtları, etanol, hidrojen ve kanalizasyon, kömür ve cevher, bulamaç, bira, salamura, süt, su, merkezi ısıtma, sıcak su veya buhar gibi diğer sıvıların uzun veya kısa mesafelerde taşınması için boru hatları mevcuttur.
Etanolün boru hattıyla dağıtılması istenen bir durumdur. Ancak, etanolün su ve solvent özelliklerine olan ilgisi, özel bir boru hattının kullanılmasını veya mevcut boru hatlarının önemli ölçüde temizlenmesini gerektirir. Etanolün boru hattıyla taşınmasıyla ilgili temel problemler, aşındırıcı yapısı ve boru hatlarında petrol ve doğalgaz ile sorun olmayan su ve yabancı maddeleri emme eğilimidir. Yetersiz hacimler ve mali etkinlik, etanol boru hatlarının kullanımını sınırlar. ABD’de minimum miktarda etanol boru hattıyla taşınır. Etanolün çoğu demiryolu ile taşınır, ana alternatifler kamyon ve deniz tankerleridir.
Boru Hattı Taşımacılığı
Bulamaç boru hatları bazen madenlerden kömür veya cevher taşımak için kullanılır. Taşınacak malzeme boru hattına verilmeden önce suyla iyice karıştırılır; en uçta malzeme kurutulmalıdır.
Petrol boru hatları, genellikle gömülü olan çelik veya plastik borulardan yapılır. Petrol, boru hattı boyunca pompa istasyonları tarafından boru hatları boyunca taşınır. Doğal gaz boru hatları karbon çeliğinden yapılmıştır.
Boru hatları, kara veya demiryoluna kıyasla malzeme taşımanın en güvenli yollarından biridir ve bu nedenle savaşta boru hatları genellikle askeri saldırıların hedefi olur.
2014 yılının en son verileri, dünyanın 120 ülkesinde toplam 2.175.000 milden (3.500.000 km) biraz daha az boru hattı göstermektedir. Tüm boru hatlarının %75’i üç ülkede bulunuyordu, ve %75’in %65’i Amerika Birleşik Devletleri’nde, %8’i Rusya’da ve %3’ü Kanada’da bulunmaktaydı.
Dünya çapındaki anketler, 118.623 mil (190.905 km) boru hattının planlandığını ve yapım aşamasında olduğunu göstermektedir. Bunlardan 88.976 mil (143.193 km) planlama ve tasarım aşamasındaki projeleri temsil etmektedir; 29.647 mil (47.712 km), inşaatın çeşitli aşamalarında boru hatlarını yansıtmaktadır.
Petrol ve Doğal Gaz
2014 yılında, ham petrolün boru hattıyla taşınması varil başına yaklaşık 5 ABD Doları tutarken, demiryolu taşımacılığı varil başına yaklaşık 10 ila 15 ABD Doları tutarındadır. Gerekli ek işgücü nedeniyle kamyon taşımacılığının maliyeti daha da yüksektir; Tamamlanmış boru hatlarındaki istihdam “kamyon taşımacılığı endüstrisinin sadece%1’ini” temsil ediyor. Boru hatları, hacme göre daha ucuz bir taşıma aracıdır.
Amerika Birleşik Devletleri’nde ham petrol ve petrol ürünlerinin%70’i boru hattıyla taşınmaktadır. (%23’ü gemi, %4’ü kamyon ve%3’ü demiryolu ile) Kanada’da doğalgaz ve petrol ürünleri için%97’si boru hattıyla sevk edilmektedir.
Boru hatları deniz da altına inşa edilmekle birlikte, bu süreç ekonomik ve teknik olarak zahmetlidir. Bu nedenle denizdeki petrolün çoğu tanker gemileriyle taşınmaktadır. Benzer şekilde, doğal gazı LNG şeklinde taşımak ekonomik açıdan daha uygundur, ancak LNG ile boru hatları arasındaki başa baş noktası, doğal gazın hacmine ve kat ettiği mesafeye bağlı olacaktır.
Petrol ve doğalgaz boru hattı inşaatı için pazar büyüklüğü, 2008’deki ekonomik gerilemeden önce muazzam bir büyüme yaşadı. 2009’daki duraksamanın ardından, enerji üretimi arttıkça boru hattı genişletme ve güncelleme talebi ertesi yıl arttı. 2012’ye kadar, neredeyse 32.000 mil Kuzey Amerika boru hattı planlanıyor veya yapım aşamasındaydı. Ancak ilave boru hattı seçenekleri kısıtlandığında, kara/deniz tankeri, veya demiryolu ile taşınma gündeme alındı.
Deniz Boru Hatları
Bazı yerlerde, bir boru hattı denizler, boğazlar ve nehirler gibi geniş su alanlarını geçmek zorunda kalabilir. Çoğu durumda, tamamen deniz dibine yatırılarak döşenen, bu boru hatlarına “deniz” boru hatları (ayrıca “denizaltı” veya “açık deniz” boru hatları) adı verilir. Öncelikle petrol veya gaz taşımak için kullanılırlar. Suyun taşınmasında da tercih sebebidir.
Açık deniz projelerinde, bir “akış hattı” ve bir boru hattı arasında bir ayrım yapılır. İlki, belirli bir geliştirme alanındaki deniz altı kuyu başlarını, manifoldları ve platformu birbirine bağlamak için kullanılması anlamında bir saha içi boru hattıdır.
Bazen “ihracat boru hattı” olarak adlandırılan ikincisi, kaynağı kıyıya getirmek için kullanılır. Deniz boru hatlarının inşası ve bakımı, diğer jeolojik tehlikelerle birlikte, esas olarak dalga ve akıntı dinamikleri nedeniyle karada olanlardan farklı lojistik zorluklar anlamına gelir.
İnşaat ve İşletme
Petrol boru hatları, iç çapı tipik olarak 4 ila 48 inç (100 ila 1.220 mm) olan çelik veya plastik borulardan yapılır. Çoğu boru hattı tipik olarak yaklaşık 3 ila 6 fit (0,91 ila 1,83 m) derinliğe gömülür. Boruları çarpma, aşınma ve korozyondan korumak için çeşitli yöntemler kullanılır. Bunlar, ahşap kaplama (ahşap çıtalar), beton kaplama, taş kalkanı, yüksek yoğunluklu polietilen, kum dolgu ve dolgu elementlerini içerebilir.
Ham petrol, çeşitli miktarlarda parafin mumu içerir ve daha soğuk iklimlerde bir boru hattı içinde balmumu birikimi meydana gelebilir. Boru hatları, çeşitli bakım işlemlerini gerçekleştirmek için “domuz” olarak bilinen cihazları kullanma uygulaması olan pigleme kullanılarak incelenir ve temizlenir. Bu cihazlar aynı zamanda “kazıyıcı”, “akıllı” veya “zeki” domuzlar olarak da bilinir. Borulardaki ezikler, metal kaybı, korozyon, çatlama veya diğer mekanik hasarlar gibi anormallikleri tespit etmek için kullanılır. Bu cihazlar, domuz fırlatma istasyonlarından fırlatılır ve boru hattı boyunca, hat içinde birikmiş olabilecek balmumu birikintilerini ve istenmeyen malzemeleri temizleyerek veya hattın durumunu inceleyip kaydederek aşağı akıştaki herhangi bir başka istasyonda alınmak üzere boru hattı boyunca hareket eder.
Doğal gaz için, boru hatları karbon çeliğinden yapılmıştır ve boru hattı tipine bağlı olarak boyutları 2 ila 60 inç (51 ila 1.524 mm) arasında değişir. Gaz, kompresör istasyonları tarafından basınçlandırılır ve bir düzenleme otoritesi tarafından gerekli görüldüğü noktalarda denetime tabi tutulur.
Fonksiyonel olarak, boru hatları amaca bağlı olarak üç kategoride sınıflandırılabilir:
Toplayıcı boru hatları
Yakındaki birkaç kuyudan ham petrol veya doğal gazı bir arıtma tesisi veya işleme tesisine getirmek amacıyla karmaşık ağlar oluşturan birbirine bağlı daha küçük boru hatları grubu. Bu grupta boru hatları genellikle kısadır- birkaç yüz metre ve küçük çaplardadır. Derin su üretim platformlarından ürün toplamak için, deniz altı boru hatları da toplama sistemleri olarak kabul edilir.
Ulaşım boru hatları
Esas olarak büyük çaplı uzun borular, şehirler, ülkeler ve hatta kıtalar arasında hareketli ürünler (petrol, gaz, rafine ürünler). Bu ulaşım ağları, ham ve çok ürünlü boru hatları için gaz hatlarındaki veya pompa istasyonlarındaki birkaç kompresör istasyonunu içerir.
Dağıtım boru hatları
Ürünleri son tüketiciye ulaştırmak için kullanılan küçük çaplı, birbirine bağlı birkaç boru hattından oluşur. Aşağı akıştaki evlere ve işyerlerine gaz dağıtmak için besleme hatları. Ürünlerin tanklara ve depolama tesislerine dağıtımı için terminallerdeki boru hatları bu gruptadır.
Geliştirme ve planlama
Bir boru hattı inşa edildiğinde, inşaat projesi sadece boru hattını döşemek ve pompa / kompresör istasyonlarını inşa etmek için inşaat mühendisliği işini değil, aynı zamanda uzaktan çalışmayı destekleyecek saha cihazlarının kurulumuyla ilgili tüm işleri de kapsamalıdır.
Boru hattı, “geçiş hakkı” olarak bilinen yol boyunca yönlendirilir. Boru hatları genellikle aşağıdaki aşamalar kullanılarak geliştirilir ve inşa edilir:
Rota (geçiş hakkı) Seçimi
Boru hattı tasarımı: Boru hattı projesi, yeni bir boru hattının inşası, mevcut boru hattının bir yakıt türünden diğerine dönüştürülmesi veya mevcut bir boru hattı güzergahındaki tesislerde iyileştirmeler dahil olmak üzere çeşitli şekillerde olabilir.
Onay alınması: Tasarım tamamlandıktan ve ilk boru hattı müşterileri kapasite paylarını satın aldıktan sonra, proje ilgili düzenleyici kurumlar tarafından onaylanmalıdır.
Rota araştırılır, temizlenir, ana güzergah ve geçitler (yollar, demiryolu, diğer borular vb.) için kanallar açılır, boru adapte edilir, vana ve kavşakları monte edilir, boruyu ve hendekler örtülür. İnşaat tamamlandığında, yeni boru hattı yapısal bütünlüğün sağlaması için testlere tabi tutulur. Bunlar hidrostatik test ve hat paketlemeyi içerebilir.
Rusya’da, Boru Hatları inşa etmek ve onarmak üzere eğitilmiş Arka Hizmetler bünyesinde “Boru Hattı Birlikleri” bulunuyor. Rusya Boru Hattı Birliklerine sahip tek ülkedir.
Operasyon
Operasyonel saha cihazları enstrümantasyon, veri toplama birimleri ve iletişim sistemleridir. Saha enstrümantasyonu, ilgili verileri ölçmek için akış, basınç ve sıcaklık göstergeleri / vericileri ve diğer cihazları içerir. Bu aletler boru hattı boyunca enjeksiyon veya dağıtım istasyonları, pompa istasyonları (sıvı boru hatları) veya kompresör istasyonları (gaz boru hatları) ve blok vana istasyonları gibi belirli konumlarda kurulur.
Bu saha cihazları tarafından ölçülen bilgiler daha sonra, uydu kanalları, mikrodalga bağlantıları, cep telefonu bağlantıları gibi iletişim sistemleri kullanılarak saha verilerini gerçek zamanlı olarak merkezi bir konuma aktaran yerel uzak terminal birimlerinde toplanır.
Boru hatlar, genellikle “Ana Kontrol Odası” olarak bilinen yerden, uzaktan kontrol edilir ve çalıştırılır. Bu merkezde saha ölçümü ile ilgili tüm veriler tek bir merkezi veri tabanında konsolide edilmektedir. Veriler, ardışık düzen boyunca birden çok terminal biriminden alınır. Boru hattı boyunca her istasyonda kurulu terminal biriminin bulunması yaygındır.
Teknoloji
Bileşenler
Boru hattı ağları, ürünleri bir yerden bir yere taşımak için birlikte çalışan birkaç ekipmandan oluşur. Bir boru hattı sisteminin ana unsurları şunlardır:
İlk enjeksiyon istasyon
“Besleme” veya “giriş” istasyonu olarak da bilinen, ürünün hatta enjekte edildiği sistemin başlangıcıdır. Depolama tesisleri, pompalar veya kompresörler genellikle bu yerlerde bulunur.
Kompresör / pompa istasyonları
Sıvı boru hatları için pompalar ve gaz boru hatları için kompresörler, ürünü boru hattı boyunca hareket ettirmek için hat boyunca yerleştirilmiştir. Bu istasyonların konumu, arazinin topografyası, taşınan ürünün türü veya ağın işletim koşulları ile tanımlanır.
Kısmi teslimat istasyonu
“Ara istasyonlar” olarak da bilinen bu tesisler, boru hattı operatörünün taşınan ürünün bir kısmını teslim etmesine izin verir.
Blok vana istasyonu
Bunlar, boru hatları için ilk koruma hattıdır. Bu vanalarla operatör, bakım çalışmaları için hattın herhangi bir bölümünü izole edebilir veya bir kopma veya sızıntıyı izole edebilir. Blok vana istasyonları, boru hattının türüne bağlı olarak genellikle her 20 ila 30 mil (48 km) arasında konumlandırılır. Bir tasarım kuralı olmasa da, sıvı boru hatlarında çok olağan bir uygulamadır. Bu istasyonların konumu, taşınan ürünün yapısına, boru hattının yörüngesine ve / veya hattın işletim koşullarına bağlıdır.
Regülatör istasyonu
Bu, operatörün hattaki basıncın bir kısmını boşaltabildiği özel bir vana istasyonudur. Düzenleyiciler genellikle bir tepenin yokuş aşağı tarafında bulunur.
Nihai teslimat istasyonu
“Çıkış” istasyonları veya terminalleri olarak da bilinen, ürünün tüketiciye dağıtılacağı yerdir. Sıvı boru hatları için bir tank terminali veya gaz boru hatları için bir dağıtım ağına bağlantı olabilir.
Kaçak Tespit Sistemleri
Petrol ve gaz boru hatları, hemen hemen her ülkenin ekonomik kalkınmasının önemli bir varlığı olduğundan, bu boru hatları için kaçak tespit sistemleri çalıştığı nüfus ve çevrenin güvenliğini sağlamak için ya hükümet düzenlemeleri ya da iç politikalar tarafından gerekli kılınmıştır.
Boru hattı şirketleri hükümet düzenlemeleri, çevresel kısıtlamalar ve sosyal durumlarla karşı karşıyadır. Sosyal faktörler de boru hatlarının işleyişini etkiler. Ürün hırsızlığı boru hattı şirketleri için önemli bir sorundur.
Fiziksel olarak, ya da uydu izleme yöntemleri gibi çeşitli teknolojiler ve stratejiler uygulanarak boru hatları izlenir. Boru hatlarını asızıntılardan korumak için en yaygın teknoloji Hesaplamalı Ardışık Düzen İzleme veya CPM’dir. CPM, taşınan ürünün hidrolik davranışını tahmin etmek için basınçlar, akışlar ve sıcaklıklarla ilgili alandan bilgi alır. Tahmin tamamlandıktan sonra sonuçlar, bir sızıntıyla ilgili olabilecek bir anormallik veya beklenmedik durumun varlığını tespit etmek için diğer alan referanslarıyla karşılaştırılır.
Bir karayolu veya demiryolunun altından geçen bir boru hattı genellikle koruyucu bir kılıfla çevrelenir.
Uygulama
Sıcaklık daha az değişken olmasından ötürü boru hatları genellikle yeraltına döşenir. Boru hatları genelde metal olduğundan, hava değişiklikleriyle meydana gelebilecek genişleme ve büzülmeyi azaltmaya yardımcı olur. Bununla birlikte, bazı durumlarda bir boru hattı köprüsü üzerinde bir vadiyi veya nehri geçmek gerekir.
Merkezi ısıtma sistemleri için boru hatları yere veya yukarıdan döşenebilir. Trans-Alaska-Boru Hattı gibi donmuş toprak alanlarından geçen petrol boru hatları, donmuş zeminin sıcak petrol nedeniyle eriyerek, boru hattının zemine batmasına yol açmasını önlemek için yukarıdan döşenir ve işletilir.
Bakım
Boru hattında aşındırıcı olan herhangi bir şey taşındığında, uygun aralıklarla katodik koruma seviyelerinin kontrol edilmesi gerekir. Gömülü yakıt boru hatlarının korozyondan korunması gerekir. En ekonomik korozyon kontrolü yöntemi, katodik koruma ve boru hattının teknolojik izlenmesiyle birlikte gerekli boru hattı kaplamasının kullanılmasıdır. Yer üstünde katodik koruma bir seçenek değildir. Kaplama, tek harici korumadır.
Jeopolitik
Büyük enerji kaynakları (petrol ve doğal gaz) için boru hatları sadece ticaretin bir unsuru değildir. Jeopolitik ve uluslararası güvenlik konularıyla da bağlantılıdırlar. Petrol ve gaz boru hatlarının inşası, yerleştirilmesi ve kontrolü genellikle devlet çıkarları ve eylemlerinde belirgin bir şekilde yer alır.
Boru hattı politikasının dikkate değer bir örneği 2009 yılının başında meydana geldi ve Rusya ile Ukrayna arasında görünüşte fiyatlandırma konusunda bir anlaşmazlık büyük bir siyasi krize yol açtı. Rus devlet gaz şirketi, Ukrayna ile görüşmelerin aksaması sonrasında, Ukrayna’ya doğal gaz arzını kesti. Ukrayna’ya giden arzın kesilmesine ek olarak, Ukrayna’dan akan Rus gazı – neredeyse Güneydoğu Avrupa’ya arzın tamamı ve Orta ve Batı Avrupa’ya arzın bir kısmı dahil olmak üzere- kesildi ve yakıt olarak Rus gazına büyük ölçüde bağımlı olan bazı ülkelerde büyük bir kriz yarattı. Rusya, diğer güçleri ve özellikle Avrupa Birliği’ni, müdahale etmekten alıkoymak için anlaşmazlığı kaldıraç olarak kullanmakla suçlandı.
Petrol ve gaz boru hatları, Orta Asya ve Kafkasya siyasetinde de önemli bir yere sahip.
Tehlike Tanımlama
Benzen ve diğer uçucu organik bileşiklerin (topluca BTEX) yeraltı ortamına karışması, bir boru hattı sızıntısının oluşturabileceği önemli bir tehdittir. Özellikle yağmurun ardından, bir boru hattı kazası BTEX’in çözünmesine ve suda benzenin dengelenmesine ve ardından karışımın akifere (suyu depolayabilen, yüksek permeabiliteli ve yeterince hızlı taşıyabilen, iletken jeolojik birim) süzülmesine neden olacaktır. Benzen birçok sağlık sorununa neden olabilir ve içme suyuna karıştığında kanserojendir. Ek olarak, başta sığır olmak üzere çiftlik hayvanlarının benzene maruz kalması nörotoksisite, fetal hasar ve ölümcül zehirlenme gibi birçok sağlık sorununa neden olur.
Bir yer üstü boru hattının tüm yüzeyi, malzeme ihlali açısından doğrudan incelenebilir. Havuzlanmış petrol nettir, kolayca tespit edilir ve gerekli onarımların yerini gösterir. Uzaktan denetimin etkinliği izleme ekipmanının maliyeti, sensörler arasındaki mesafe ve yorumlanması gereken verilerle sınırlı olduğundan, gömülü borudaki küçük sızıntılar bazen fark edilemeyebilir.
Boru hattı geliştiricileri sızıntılara karşı etkili gözetime öncelik vermeyebilir. Gömülü borular daha az şikayet yaratır. Ortam sıcaklığında aşırılıklardan az etkilenirler, ultraviyole ışınlarından korunurlar ve fotodegradasyona daha az maruz kalırlar. Gömülü borular havadaki tehditler, elektrik fırtınaları, kasırgalar, dolu ve asit yağmurlarından izole edilmiştir. Yuvalanan kuşlardan, tekdüze memeliler ve başıboş büyük bitkilerden korunurlar. Gömülü boru, kaza hasarına karşı daha az savunmasızdır, vandallar, sabotajcılar ve teröristler için daha az erişilebilirdir.
Sızıntı
Saptama, kapatma ve iyileştirme prosedürleri, örneğin benzenin çözünmesini ve taşınmasını sınırlayacaktır. Bu nedenle benzene maruz kalma, tespit sınırının altında kalan ve uzun süre fark edilmeyen sızıntılarla sınırlı olacaktır. Bir iğne deliği sızıntısı, önemli bir dökülmeye dönüşebilir. İğne deliği sızıntılarının tespiti, görsel veya koku muayenesi, havadan inceleme veya kütle dengesi tutarsızlıklarıyla ortaya çıkar. 14 günlük inceleme aralığı içinde iğne deliği sızıntılarının keşfedildiği varsayılmaktadır, ancak kar örtüsü ve konumu (örneğin, uzak, derin olması) tespiti geciktirebilir. Benzen tipik olarak petrolün %0.1 – 1.0’ını oluşturur ve çevresel faktörlere bağlı olarak değişen derecelerde uçuculuk ve çözünmeye sahiptir.
Bazen boru hattı sızıntıları boru hattı operatörleri tarafından pompa arızaları veya başka sorunlar olarak yanlış algılanıp, yorumlanma risklerini taşır.
Benzen, yüksek çözünürlüğe ve yüksek uçuculuğa sahip hafif aromatik bir hidrokarbon olarak kabul edilir. Sıcaklığın ve derinliğin benzenin uçuculuğunu nasıl etkileyeceği açık değildir.
Dilbit dökülmesini iyileştirme zorlukları
Dilbit (diluted bitumen-seyrelmiş bitumen) ile ilgili en önemli endişelerden biri de temizlemenin zor olmasıdır. Kırılan bir boru hattından dökülen dilbit sızıntısı şiddetli yağmurlarla kilometrelerce taşınabilir. Temizlik yapılmasına rağmen, etkilenen yeryüzü ve yer altı sularında uzun zaman petrol bulunmaya devam edebilir.
Tehlikeler ve Çevresel etkiler
Fosil yakıtlar boru hattı, demiryolu, kamyon veya deniz araçları yoluyla taşınabilir. Ancak doğal gaz, araç taşımacılığını ekonomik hale getirmek için sıkıştırma veya sıvılaştırmayı gerektirir. Ham petrolün bu dört yöntem aracılığıyla taşınmasıyla ilgi çeşitli raporlar, boru hatlarını orantılı olarak demiryolu ve kamyondan daha az fiziksel kayıp, can kaybı, mülk hasarı ve çevre kirliliği sebebi olarak gösterir. Habitat üzerindeki etkiye bağlı olarak deniz taşımacılığı, deniz habitatını büyük ölçüde etkileme riski taşır.
Hedef Olma
Boru hatları vandalizmin, sabotajın ve hatta terörist saldırıların hedefi olabilir. Örneğin, 2011’in başları ile Temmuz 2012 arasında Mısır’ı İsrail ve Ürdün’e bağlayan bir doğal gaz boru hattı 15 kez saldırıya uğradı. 2019 yılında, Mexico City’nin kuzeyindeki bir yakıt boru hattı, yakıt hırsızlarının devreye girmesinin ardından patladı. En az altmış altı kişinin öldürüldüğü bildirildi. Boru hatlarının tahrip edilmesi düşman lojistiğini ciddi şekilde bozabileceğinden, savaşta durumunda, boru hatları genellikle askeri saldırıların hedefidir.
