泊頭捷宇石油管道設(shè)備有限公司

漂浮復(fù)合輕型軟管是一種典型的粘結(jié)型復(fù)合柔性管，多用于FPSO上原油的近岸外輸，其各層結(jié)構(gòu)之間緊密粘結(jié)，不會發(fā)生相對滑移。漂浮輸油軟管復(fù)雜的結(jié)構(gòu)對其制造工藝提出了較高要求，目前國內(nèi)對此類產(chǎn)品多依賴進(jìn)口，對其設(shè)計、生產(chǎn)及理論方面的研究均處于起步階段，缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。歐美發(fā)達(dá)及日本的大型橡膠企業(yè)有能力設(shè)計制造此類漂浮輸油軟管，石油行業(yè)在上對此類漂浮輸油軟管形成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要有API17K及OCIMF-2009。 漂浮輸油軟管在實際應(yīng)用時，會因為下放或卷筒盤繞等工況帶來徑向上的壓力載荷，可能會造成管體性能下降甚至發(fā)生失效。API17k中明確說明，如果采購方提出要求，生產(chǎn)方需提供漂浮輸油軟管的徑向許用壓縮量。OCIMF-2009中詳細(xì)說明了漂浮輸油軟管徑向壓載試驗平臺的搭建方法及試驗步驟。筆者根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，以某國產(chǎn)漂浮輸油軟管為研究對象，利用數(shù)值模擬方法來研究漂浮輸油軟管在徑向壓力載荷下的性能。漂浮輸油軟管材料包括碳鋼、橡膠、簾布一橡膠復(fù)合材料及閉孔泡沫。其中簾布一橡膠復(fù)合材料可視為橫觀各向同性材料，其性能可用5個相互單獨的工程常數(shù)表示；橡膠及閉孔泡沫為非線性超彈性材料。對于漂浮輸油軟管，橡膠層及浮體層對承擔(dān)外部壓載的貢獻(xiàn)很小，故對其材料特性進(jìn)行簡化以減少計算量，即將兩者皆視為各向同性的線彈性材料。 國產(chǎn)漂浮輸油軟管承受徑向壓載時，螺旋鋼筋層為主要承載構(gòu)件，而簾布一橡膠復(fù)合層及橡膠層承受的徑向外載比鋼筋層小，但其在穩(wěn)固和防腐方面起重要作用，且螺旋鋼筋的應(yīng)力較大值位于上、下、左、右4個變形較為劇烈的區(qū)域，徑向許用壓縮量為為44.2mm，對應(yīng)上剛體板施加的壓力載荷為46.56N。 漂浮輸油軟管的徑向壓載與徑向壓縮量呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，在一段初始壓縮量之后，會在相當(dāng)大的一段壓縮量內(nèi)保持良好的線性關(guān)系，漂浮輸油軟管的徑向抗壓剛度穩(wěn)定值約為1kN/mm，可滿足工程實際需要。 btjieyu