上周，水下北溪1号和2号管道沿线的三个不同地点发生破裂，并开始泄漏气体。Nord Stream油田的情况可能不同寻常，但海底管道的损坏并非如此。海水的腐蚀会导致泄漏，商业航运一次又一次地发生事故。北溪的管道还位于世界上一些最繁忙的航线之下。这就是为什么管道有复杂的保护措施和修复技术;管道一建成，就制定了处理泄漏和事故的计划。工程师们将按照既定方案尽快开始修复北溪受损部分。
管道必须抵抗许多威胁。特别是大型集装箱船或油轮的巨大锚可能会破坏管道，正如2008年挪威海岸北海Kvitebj?rn管道所发生的那样。从船上掉落的物体，比如集装箱，甚至沉船本身，也会撞击到管道。同样，水下的侵蚀和滑坡也构成了潜在的危险。因此，根据情况和风险，使用不同的方法保护管道。例如，它们可以被大石头包围以击退锚，用混凝土垫覆盖或完全埋在海底。
然而，对于北溪超过1000公里的管道来说，这些措施将是非常昂贵的。这些结构直接位于海床上，在海床不稳定或不够平整的地方，则位于砾石床上。它们只在离海岸最近的地方埋在地下。管道由2.7至4.1厘米厚的钢壁和厚达11厘米的混凝土护套保护，护套还可以作为额外的重量;如果没有混凝土，管道就太轻了，会浮在水面上。
在规划北溪项目时，甚至考虑到了管道附近发生爆炸的可能性。直到今天，波罗的海还有无数二战遗留的炸弹，所以专家们在管道沿线清理了一条50米宽的地带。但北溪公司的风险评估警告称，洋流也可能携带弹药靠近这条路线。因此，根据运营商的说法，这些管道的设计能够承受距离管道12米的两吨炸药的爆炸而不泄漏。
尽管采取了这些预防措施，但北溪管道还是遭到了破坏，尽管目前很难估计破坏的程度。的确，计算机分析可以用来精确地计算管道的状况。然而，要做到这一点，人们需要非常精确地知道材料受到了什么样的力。到目前为止，这些迹象——例如泄漏的气体的大小——表明巨大的管道严重受损，甚至完全切断。破坏的程度将决定如何修复管道。根据运营商的说法，目前建造的大多数管道都有专门设计的“修复策略”，以防止损坏:在Nord Stream，该策略包括五种不同严重程度的情况，包括管道完全破裂。
据报道，安全官员怀疑，如果大量炸药确实损坏了管道，那么较长的管道可能需要分批更换。这种修复被称为“搭配”，可以通过几种方式来完成。在某些情况下，可以将新的、未损坏的管段插入水面以上。例如，2008年，一个锚完全切断了跨地中海管道系统的一条管线，并严重损坏了第二条管线。这条管道的深度约为70米，与丹麦博恩霍尔姆岛附近北溪的一段深度相似。由于水深相对较浅，管道受损的末端用特殊的容器吊出水面。然后安装一个新的节段，并焊接两端的接头。这也是一艘特殊船只的团队在2019年加入“北溪2号”各个部分的方式。
然而，也可以在水下直接连接管道段的末端，这是北溪1号使用的技术。这包括将管道的两端引入一个特殊的高压室，并将它们焊接在一起，这一过程被称为“高压连接”。这项技术已经在Nord stream进行了测试，例如，在2011年，连接第一条管道的各个部分，每个部分都由不同的特殊容器铺设。
还有其他一些不太复杂的方法，可以在不将分离的管道两端焊接在一起的情况下将它们紧密连接在一起。人们可以使用特殊的法兰连接它们，就像普通的管道一样。这种组件可以在市面上买到，既可以由潜水员安装，也可以由遥控水下航行器安装。例如，在修复铺设在210米水下的Kvitebj?rn管道时，挪威国家石油公司(Statoil)在受损区域周围切出了一段约25米长的管道，然后使用特殊的套接头连接新管道。当它们滑过管道两端后，使用液压系统将连接处密封紧密。
一旦管道本身修复完毕，就必须将渗入管道的水抽出，用气流吹干内部，如有必要，还要重新进行防腐保护。在Nord Stream，这包括一层塑料涂层和所谓的牺牲阳极(由锌和铝制成)，以防止电化学腐蚀。
在北溪管道的修复中实际将使用哪种技术取决于各种因素，包括损坏的程度，更重要的是，可用的设备类型。例如，修复水面上的跨地中海管道系统的一个关键因素是该区域有一艘合适的专门船只。专业船只、设备和专家能多快到位，都有助于确定修复管道所需的时间。毕竟，根据北溪公司自己的说法，它可以使用几家管道公司共享的维修设备池。损坏的程度、水深和损坏地点的条件也会影响管道恢复运行所需的时间。以Kvitebj?rn管道为例，修复工作耗时5个月，而地中海管道在事故发生9个月后重新投入使用。就北溪项目而言，由于情况不同寻常，可能需要更长的时间:造成损害的原因在很大程度上仍然未知。
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本文原载于《科学光谱》(Spektrum der Wissenschaft)，经授权转载。
*编者注(10/21/22):这句话在发布后进行了修改，以澄清海底管道损坏的描述。
