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简单介绍海底化工软管的特别性和复杂性

2020-07-15 17:05:18
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管道是石油化工领域内输送流体的较基本单元,然而石油化工领域内多为有毒、、易燃、易爆产品。据统计,世界上总管网的50%已运行了30年以上,即使管道在敷设时达到设计质量标准,因管道内介质的不断冲刷,温度、压力、振动、季节、地质变化和人为因素等的影响,管道泄漏仍时有发生,造成能源物料流失、污染环境,重则引起火灾、爆炸、伤亡等恶性事故。管道泄漏多发生在其连接法兰、连接螺纹、焊口、流体转向的弯头、流体转向的三通、阀门填料及腐蚀、孔洞部位等。通常所说的管道泄漏包括连接部位泄漏。在生产运行管道上,由于其输送的流体介质的不断流动,同时受腐蚀、冲刷、振动等因素的影响,直管输送管段、异径管道、弯头及三通、管道纵焊缝及环焊缝是发生泄漏的主要部位。

海底管道按流体分类可分为化工软管、输气管道、油气混输管道、油水混输管道、油气水混输管道、输水管道;按结构分类,可分为单层管加配重层结构、双层管保温管结构、单层保温管加配重层结构、柔性软管图。

因软管结构的特别性和复杂性,不能采用传统的焊接形式进行管端连接,而且在化工软管运行过程中,输送介质中会有气体渗透到金属恺装层,如果这部分气体不能顺利排出,经过较长时间的累积,会在金属恺装层中产生很高的压力,破坏软管结构。本文设计了一种适用于软管结构的接头形式,在压力作用下确定软管的强度和密封性,同时能够释放金属恺装层中累积的渗透气体,成功实现化工软管的连接和保护。

起先,通过传统的单外扣方法,化工软管接头与管材本体连接的强度有限,无法确定化工软管在长时间高压工作下的性,化工软管扣压部分在高压下伸长、变形,很容易导致油气泄漏,甚至接头的脱落,严重影响油气运输的。另外,由于传统接头的内径远小于管道的正常内径,产生严重的缩径现象,影响管道的油气输送量,而且为通球清扫等日常操作带来很大的麻烦。单的扣压过程不能为化工软管接头提供足够的气密性,化工软管中输送的油气可能在高压的作用下通过接头与软管之间的间隙进人接头前端的空腔,进而进人化工软管的金属增强层,破坏化工软管,造成重大损失。使用聚合物制成的内管,在油气输送过程中,会有部分气体渗出内管,渗透气体通常为CH4、H2S和CO2。虽然气体渗透速度很小,但如果不能及时排出,经过长时间积累,会在内管和包覆之间形成很大的压力,破坏软管的外包覆层,使化工软管的金属增强直接暴露在海水中,在海水腐蚀作用下失去作用,导致化工软管全部被破坏,产生严重的后果。为了防止渗透气体聚集形成高压对软管造成损坏,需要在化工软管接头处安装排气阀,将渗透人金属增强层的气体及时排除。在软管接头设计了空腔结构,便于安装排气阀,又设计了排气阀保护套进一步的保护了排气阀在施工过程中不被破坏。根据化工软管包覆层的厚度设计排气阀,当空腔压力超过0.8MPa时,排气阀自动打开,释放部分气体,降低金属增强层内气体压力,当空腔压力低于0.4MPa时,排气阀自动关闭,确定了空腔的密封性,防止海水渗入。确定了化工软管内部压力控制在范围之内,确定化工软管的运行。

化工软管由多种材料多层密封结构,在较恶劣的环境中仍然由好的性能,不会突然爆裂,能够轻易处理汽油、柴油、原油、和多种化学液体的传输工作,甚至在寒冷的天气里仍然能够保持不错的柔韧性。重量轻、韧性强、易搬运、管体柔软、使用灵活、低温、不变形、裸露内螺旋金属与特别制作内层,具有的静电逸散性能。常见的管道的布置形式有三种:单管系统、双管系统和单管道系统。

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