隨著各國陸地資源的日趨減少,戰(zhàn)略資源的競爭焦點逐步轉(zhuǎn)向海洋,海洋礦產(chǎn)資源已成為世界各國關(guān)注的。目前較有商業(yè)開采前景的采礦工藝是固液兩相流管道提升式}t},該工藝利用海底集礦車采集礦石,再利用管道將礦石提升到水面采礦船上。該開采方式具有環(huán)保、低成本和適合深海采礦運輸?shù)忍攸c。石油軟管為滿足集礦車回采路徑的需要及適應(yīng)海底地形起伏變化,需在中繼倉與集礦車之間連接一段軟管,使采礦系統(tǒng)易于控制、操作及采礦,從而使采礦過程指數(shù)顯著提高。軟管空間形態(tài)在整個深海采礦系統(tǒng)中具有重要作用,但軟管復(fù)雜的空間形態(tài)不利于輸送固體礦石,容易發(fā)生堵管事故。因此如何軟管是深海采礦系統(tǒng)設(shè)計所面臨的重要問題之一。
在重力作用下,軟管可能觸及海底,管道與海底的摩擦力將使集礦車無法運動,因此,在軟管上加裝浮力材料,使其懸浮在海水中。通過在輸送軟管上添加浮力球,使軟管在水中的整體浮力與重力大致相當。如浮力不夠,在濃度較大時,軟管很有可能觸及海底;如浮力比整體重力大很多,將減少集礦車接地比壓,影響其運動性能。因此,軟管浮力材料的配置需要優(yōu)化計算。
輸送軟管的形態(tài)變化不僅受到集礦車拖曳力和軟管自身的重力、浮力作用,還受到軟管內(nèi)部固液兩相流對軟管的作用力,主要受到的力為內(nèi)流流體的沖力和重力。
因此,當軟管中固體顆粒的體積濃度越高時,內(nèi)流流體密度變大,固液兩相流對軟管的壓力也隨之增大,從而導致軟管隆起幅度變小,且軟管兩側(cè)下垂幅度變大。
因此,當復(fù)合輸油軟管懸浮在水中且外流條件不變時,軟管形態(tài)變化主要受集礦車拖曳力和軟管內(nèi)流特性的影響。軟管形態(tài)的主要影響因素有軟管的內(nèi)流流速、內(nèi)流密度及集礦車的位移距離等。因此本文通過試驗,研究這幾個因素對軟管形態(tài)變化的影響,探究軟管的內(nèi)流流速、內(nèi)流密度及集礦車移動距離與軟管形態(tài)之間的關(guān)系。
無論清水內(nèi)流還是漿體內(nèi)流,當流速固定時,隨著集礦車在水槽底部勻速行駛時,軟管較大角度逐漸增加,且軟管形態(tài)不斷向上隆起。但軟管起始角度呈現(xiàn)降低趨勢,軟管兩側(cè)出現(xiàn)下垂現(xiàn)象。內(nèi)流為漿體時軟管上升擺幅略小于清水內(nèi)流,軟管兩側(cè)下垂幅度大于清水內(nèi)流。因此,當漿體內(nèi)流時,隨著內(nèi)流密度的增大,軟管隆起幅度降低,兩側(cè)越加下垂。此試驗結(jié)果與軟管的受力分析相符,當軟管中內(nèi)流密度越高時,固液兩相流對軟管的壓力也隨之增大,從而導致軟管隆起幅度變小,且軟管兩側(cè)下垂幅度變大,軟管的較大傾斜角度增大。
輸油軟管是一種柔性軟管,它采用,新工藝,新材料,結(jié)構(gòu)由鋼絲內(nèi)外骨架和高分子結(jié)合材料加工而成。有1-12寸口徑各種規(guī)格的產(chǎn)品,可根據(jù)需要定制輸送不同的介質(zhì);工作壓力;使用溫度;長度及連接方式??蓮V泛適用與石油化工的石油輸送倉儲,工礦企業(yè)流動介質(zhì)的輸送和化工企業(yè)的流程。
復(fù)合軟管的種類主要有復(fù)合軟管、波紋膨脹節(jié)和金屬波紋軟管三種。隨著金屬壓力加工等技術(shù)的進步和各種結(jié)構(gòu)復(fù)合軟管的應(yīng)用,相應(yīng)產(chǎn)生了許多捉制造復(fù)合軟管的方法。這些方法是液壓成形、機械成形、橡膠成形、滾壓成形、焊接成形和電沉積成形等。每種方法都有其 的優(yōu)點。液壓成形可以獲得綜合性能較好的復(fù)合軟管;滾壓成形可以制造走私的復(fù)合軟管;焊接成形可以獲得彈性 的復(fù)合軟管;電沉積可以制造小直徑和的復(fù)合軟管。
復(fù)合軟管的壽命是在工作條件下使用時,能正常工作的 短工作期限或循環(huán)次數(shù)。用復(fù)合軟管組成的彈性密封系統(tǒng),經(jīng)常在承受較多循環(huán)次數(shù)的變動載荷和較大位移的條件下工作,因此確定復(fù)合軟管的使用壽命,具有重要意義。因為復(fù)合軟管的作用不同,對其使用壽命的要求也不一樣。
復(fù)合軟管產(chǎn)品出廠前,均按標準進行1.5倍工作壓力測試,及導電、延伸率等測試。管子的外表層被切割并且露出層。復(fù)合軟管廠家指出,被 換下來的管子在再次使用前應(yīng)該對其進行仔細的檢查。
復(fù)合軟管接頭具有可、可 換性。產(chǎn)品品種多樣化,新產(chǎn)品不斷中。做為液態(tài)石化介質(zhì)傳輸?shù)能涍B接,專門設(shè)計應(yīng)用在槽(罐)車、罐庫區(qū)、化工/煉油廠、石化船、石化碼頭等一些經(jīng)常需要安裝、拆卸及搬動軟管的地方。