復(fù)合軟管的特性及作用力

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?yán)煤５准V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(dāng)。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(dāng)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(dǎo)致軟管隆起幅度變小，且軟管兩側(cè)下垂幅度變大。

因此，當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dǎo)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。可廣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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行1.5倍工作壓力測試，及導(dǎo)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(jìn)行仔細(xì)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。