亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        20英寸雙層可纏繞式外輸軟管生產(chǎn)工藝分析

        2015-12-11 01:19:32單學(xué)永
        海洋工程裝備與技術(shù) 2015年3期

        單學(xué)永,周 毅

        (中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司,天津 300457)

        20英寸雙層可纏繞式外輸軟管生產(chǎn)工藝分析

        單學(xué)永,周 毅

        (中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司,天津 300457)

        外輸軟管是安裝在輸油終端與轉(zhuǎn)運油輪之間的重要設(shè)備,承擔(dān)著原油輸送的重任,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求高,生產(chǎn)制造長期被發(fā)達(dá)國家的少數(shù)幾家生產(chǎn)廠家所壟斷。結(jié)合外輸軟管國產(chǎn)化的艱辛歷程,通過分析外輸軟管的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)特點,并參考國際通用的GMPHOM 2009輸油軟管標(biāo)準(zhǔn),對20英寸可纏繞式漂浮主管生產(chǎn)工藝進行了詳細(xì)的分析。

        外輸軟管;生產(chǎn)工藝;可纏繞

        0 引 言

        外輸軟管作為原油輸送“大動脈”,是原油外輸?shù)幕A(chǔ)。外輸軟管結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求高,因而其生產(chǎn)制造長期被發(fā)達(dá)國家的少數(shù)幾家生產(chǎn)商壟斷。國際油價持續(xù)低迷,使得外輸軟管國產(chǎn)化的重要性愈發(fā)凸顯。

        外輸軟管主要有首管、二號管、主管、變徑管、尾管、舷管等幾種類型。不同類型的軟管根據(jù)自身所處位置和擔(dān)負(fù)的任務(wù)不同在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面有所區(qū)別,但是主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面差別不大,都具備內(nèi)膠層、簾線加強層、鋼絲骨架層、外膠層等。國內(nèi)橡膠廠家最早于2010年開展外輸軟管研發(fā),取得階段性成果并發(fā)表了相關(guān)論文,例如江蘇太平橡膠股份有限公司的自浮式大口徑輸油膠管研究[1]和河北宇通特種膠管有限公司的海上輸油漂浮膠管研制。[2]本文以由國內(nèi)廠家研制、渤海油田廣泛使用的20英寸(1英寸=2.54 cm)雙層可纏繞式漂浮主管為例,對該型外輸軟管的生產(chǎn)工藝進行詳細(xì)的分析。

        1 外輸軟管結(jié)構(gòu)和性能

        1.1 外輸軟管結(jié)構(gòu)

        20英寸雙層可纏繞式漂浮主管由多層材料組合而成,不同的層有不同的功能,以確保外輸軟管具備耐油性、抗拉性、彎曲性等性能。該雙層可纏繞式漂浮主管由內(nèi)膠層、加強層、鋼絲骨架層、中膠層、漂浮層和外膠層復(fù)合而成,同時在軟管兩端加裝法蘭短節(jié)等結(jié)構(gòu)部件,形成完整外輸軟管結(jié)構(gòu)[3],如圖1所示。

        圖1 20英寸雙層可纏繞式漂浮主管結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of 20 inch double-carcass reeling floating main hose

        1.2 外輸軟管材質(zhì)和性能要求

        外輸軟管的材質(zhì)和性能要求分別如表1和表2所示[3]。表2中D表示軟管內(nèi)部直徑。

        表1 材質(zhì)參數(shù)Table 1 Material parameters

        2 制作前的膠料準(zhǔn)備

        根據(jù)設(shè)備型號和外輸軟管的設(shè)計方案,算出用膠量、膠片規(guī)格、鋼筋長度、簾線長度、漂浮材料用量等。在此主要介紹膠料的準(zhǔn)備。

        2.1 塑煉

        塑煉的原理是通過機械力或化學(xué)力作用使橡膠的大分子鏈斷裂破壞,降低分子量,增加塑性,提高加工性能[4]。下面簡要介紹機械塑煉工藝。

        表2 性能參數(shù)Table 2 Performance parameters

        (1) 準(zhǔn)備工藝:烘膠夏季24~36 h,冬季48~72 h,溫度50~70 ℃;切膠每塊10 kg左右;破膠輥溫45 ℃以下,輥距2~3 mm。

        (2) 開煉機塑煉。在輥筒速度不同而產(chǎn)生的速度梯度作用下,膠料受到強烈的摩擦剪切和氧化裂解作用,反復(fù)多次,使橡膠分子鏈斷裂。

        容量按下列經(jīng)驗公式估算:

        Q=KDL,

        (1)

        式中:Q為塑煉容量,L;K為經(jīng)驗系數(shù),取=0.006 5;D為膠輥外徑,cm;L為輥筒工作部分長度,cm。例如16英寸開煉機投料量為

        Q=0.006 5×50×100.

        輥距越小越好,應(yīng)小于1 mm,盡可能達(dá)到0.5 mm;前輥與后輥輥速比應(yīng)為1.15~1.27;輥溫對于天然橡膠(NR)為45~55 ℃,對于丁苯橡膠(SBR)為45 ℃,對于丁腈橡膠(NBR)為40 ℃以下,對于氯丁橡膠(CR)為40~45 ℃;塑煉時間每次塑煉時間在20 min以內(nèi)。

        (3) 密煉機塑煉。剪切作用加上高溫下劇烈的熱氧化作用,使橡膠大分子鏈斷裂,生成小分子鏈。容量填膠占密閉室有效容積的48%~62%;上頂栓壓力為0.5~0.8 MPa。

        2.2 混煉

        混煉就是用開煉機將塑煉膠與配合劑均勻分散。

        混煉的工作原理是:先讓生膠包于前輥,兩輥筒上面應(yīng)有適量的堆積膠存在,再按規(guī)定的加料順序往堆積膠處依次加入配合劑。堆積膠不斷被轉(zhuǎn)動的輥筒帶入輥距中,同時新的堆積膠又不斷形成。當(dāng)生膠夾帶配合劑通過輥距時,受到剪切作用而被混合和分散[4]。

        混煉過程包括包輥、吃粉、翻煉等階段。

        在包輥階段,生膠呈黏彈性固體狀,緊包前輥,兩輥筒上面應(yīng)有適量的堆積膠存在。

        在吃粉階段,輥距4~8 mm,輥溫40~60℃,因膠種而異。投料順序為:生膠—固體軟化劑(古馬隆、松香、石蠟)—促進劑、活性劑、防焦劑、防老劑—補強填充劑如碳黑、陶土、碳酸鈣—液體軟化劑如松焦油、酯類—硫黃。

        切割翻煉后,需將膠料薄通3~5遍,然后放大輥距下片冷卻。

        對于橡膠加工的質(zhì)量,主要檢測指標(biāo)包括拉伸強度、扯斷伸長率、硬度、磨耗減量及耐老化性能。

        2.3 壓延

        壓延是指利用壓延機滾筒的擠壓力作用使膠料發(fā)生塑性流動和變形,將膠料制成具有一定斷面規(guī)格和一定幾何形狀的膠片,或?qū)⒛z料覆蓋于紡織物表面制成具有一定斷面厚度的膠布的工藝加工過程[4]。

        壓延工藝首先是膠料的熱煉與供膠。具體分三步:(1)采用低溫薄通方法粗煉,補充混煉,提高膠料的可塑性。輥距2~5 mm,輥溫40~45 ℃,薄通7~8次。(2)將粗煉后的膠料以較大輥距細(xì)煉,達(dá)到加熱軟化的目的。輥距7~10 mm,輥溫60~80 ℃,通過6~7次。(3)連續(xù)(如擦膠)與非連續(xù)(如出片)供膠。

        對于紡織物(如聚酯簾布),要進行干燥、浸膠、熱伸張?zhí)幚怼?/p>

        膠片壓延是將混煉膠料通過專用壓延設(shè)備的若干對相對旋轉(zhuǎn)的輥筒間隙,使其受到擠壓、延展而成為一定厚度或一定形狀規(guī)格的均勻膠片;對于紡織物則涉及掛膠。

        2.4 壓出

        橡膠的壓出是指橡膠膠料在壓出機螺旋桿旋轉(zhuǎn)推動作用下進一步混煉并不斷壓向機頭,通過制品所需的口型連續(xù)成型的過程[4]。

        3 外輸軟管成型工藝

        3.1 法蘭和短節(jié)工藝處理

        法蘭為標(biāo)準(zhǔn)重量,符合美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)ASTM A-106 A或B,使用美國石油協(xié)會(API)標(biāo)準(zhǔn)API-5L規(guī)定的無縫或雙埋弧焊與短節(jié)進行焊接,材質(zhì)選用鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼材質(zhì),最大碳含量不超過0.23%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)。

        所有的焊接規(guī)程都符合美國機械工程師協(xié)會(ASME)標(biāo)準(zhǔn)ASME IX的要求。依照歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1435對所有的焊縫進行100%的射線照片檢驗。如果射線照片顯示出相對密度為2~3,不清晰度不超過0.4 mm且敏感度為壁厚的1.5%,使用符合EN 462-1標(biāo)準(zhǔn)的線型像質(zhì)計進行檢驗。

        焊接到短節(jié)上的部件,如用于在加強層上固定的肋條等,都將采用等效于ASTM A-285 C規(guī)定的材料,鎮(zhèn)靜鋼或半靜鋼材質(zhì),最大碳含量不超過0.23%。所有的焊縫都依照ASME VIII附錄6的規(guī)定進行磁粉探傷檢驗。

        終端部件與法蘭的裸露內(nèi)外表面(包括法蘭表面)都使用熱浸鍍鋅(見圖2)或采購者接受的其他方法進行保護。法蘭與芯軸固定的效果如圖3所示。

        涂層系統(tǒng)的最低要求如下。

        熱浸鍍鋅規(guī)格:符合EN ISO 1461的規(guī)定。

        表面準(zhǔn)備:噴砂處理至SA 2.5級,隨后進行酸洗。

        涂層:最小平均涂層重量為610 g/m2(相當(dāng)于85 μm厚度)。

        鋅成分:浸洗雜質(zhì),以符合EN ISO 1461規(guī)定的限定條件要求。

        外觀:涂層在外觀上應(yīng)無任何結(jié)節(jié)、氣泡、尖點以及未噴涂區(qū)域[3]。

        圖2 法蘭及短節(jié)鍍鋅Fig.2 After galvanization flange and nipple

        圖3 固定法蘭及芯軸Fig.3 Fixing the flange and the dabber

        3.2 關(guān)鍵參數(shù)計算分析

        3.2.1 耐壓性能計算

        增強簾線層承擔(dān)自身重量和端部載荷,主要承受軟管內(nèi)壓,并提高軟管抗拉強度。該層由聚酯簾線制成,單根簾線的抗拉強度為420 N/mm2。根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求,第一層管體爆破壓力為9 500 kPa,使用12層簾線,每層有888根,簾線長度為125 500 mm,該層厚度為15 mm,完全可以滿足耐壓需求[5]。簾線性能如表3所示。

        表3 增強簾線性能Table 3 Performance of reinforcing plies

        可承受的爆破壓力的計算公式為

        (2)

        ≈1 102 N/cm2=11 020 kPa>9 500 kPa,

        表明耐壓性能滿足要求。

        3.2.2 儲備浮力計算

        當(dāng)軟管(包括浮體材料和外覆層)完全浸入海水中并且充滿海水時,儲備浮力應(yīng)不低于20%。儲備浮力F(%)用GH 式計算:

        式中:m1為軟管完全浸入海水中時排出的海水(包括整體浮體排出的海水和管內(nèi)的海水)的質(zhì)量;m2為空管(包括浮體材料和所有連接零件)的質(zhì)量;m3為軟管中容納的海水質(zhì)量。m1=8 020 kg,m2=4 100 kg,m3=2 120 kg,故儲備浮力=29%>20%,滿足要求[3]。

        3.3 軟管制造程序

        軟管制造采用硬芯成型方法。這種方法采用一根鋼制的芯軸,將壓延機壓延的膠片貼在芯軸上進行成型。其特點是成型軟管內(nèi)徑尺寸準(zhǔn)確、表面光滑,膠層密封性能良好[6]。具體制造程序如下。

        (1) 安裝芯軸。芯軸直徑為500 mm(20英寸),調(diào)整其同心度,兩端誤差不超過2 mm;保持芯軸表面干凈,并涂抹上脫芯劑,便于脫芯;解開短節(jié)端部的包布,用帆布隔離芯軸與短節(jié)的縫隙,防止內(nèi)膠流入短節(jié)內(nèi)部。

        (2) 根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)給出內(nèi)膠片幾何尺寸,將提前通過壓延機壓出的內(nèi)膠片纏繞在芯軸上(見圖4),減少流體對內(nèi)膠片搭接處的沖刷。調(diào)整芯軸轉(zhuǎn)速;內(nèi)膠片采用二分之一搭接的形式;設(shè)定內(nèi)膠片纏繞張力,內(nèi)膠片的整個纏繞過程帶有一定張力且一次性纏繞到位,避免纏繞到芯軸上的膠片產(chǎn)生褶皺、松動等缺陷。

        圖4 內(nèi)膠層固定Fig.4 Fixing the inner rubber layer

        圖5 固定簾線角度Fig.5 Fixing the angle of reinforcing plies

        (3) 根據(jù)軟管內(nèi)徑大小和耐壓強度要求設(shè)定簾線纏繞角度。對于尺寸較大的軟管,簾線纏繞角度可設(shè)為54°,既不會降低軟管的耐壓強度,又能提高簾線纏繞速度。固定簾線纏繞角度(見圖5),啟動簾線纏繞設(shè)備,調(diào)整好速度,以均勻的張力和搭接寬度沿著芯軸方向纏繞簾線(見圖6),相隔層的簾線始終以相反方向進行纏繞。按照同樣的方法,纏繞數(shù)層簾線,并用細(xì)鋼絲固定簾線(見圖7)。

        圖6 纏繞加強簾線Fig.6 Reeling the reinforcing plies

        圖7 固定加強簾線層Fig.7 Fixing the reinforcing plies

        (4) 纏繞鋼絲骨架層,如圖8所示。短節(jié)端部采用二氧化碳保護焊固定鋼絲頭部,注意焊接熱量不能破壞橡膠。通過控制鋼絲之間的間距和纏繞角度可以調(diào)節(jié)軟管的彎曲性能。鋼絲骨架層對軟管結(jié)構(gòu)提供支撐,防止內(nèi)部或者外部形變。

        圖8 纏繞鋼絲骨架Fig.8 Reeling the steel helix wire

        (5) 用擠出機擠出中膠,填充鋼絲骨架層的間隙,填充完畢后按照一定的壓力纏繞水包布。水包布可以防止混煉膠在硫化成型過程中產(chǎn)生氣泡,提高致密性,提高膠料與簾線層的附著力及耐曲繞性能,是保證膠體幾何尺寸、結(jié)構(gòu)密度和物理機械性能的重要措施。

        (6) 第一層管體工序完成后,纏繞水布進罐進行第一次硫化。綜合考慮橡膠的耐熱性和硫化返原現(xiàn)象,各種橡膠建議硫化溫度及各層膠料材質(zhì)厚度如表4和表5所示。

        表4 膠料硫化溫度參考值Table 4 Reference temperature for rubber vulcanization ℃

        表5 膠料厚度Table 5 Rubber thickness mm

        第一層管體的硫化曲線如圖9所示。利用硫化儀測出正硫化時間后,還必須考慮制品厚度的影響、膠料的導(dǎo)熱性及采取的硫化溫度和壓力等硫化條件[7]。適當(dāng)?shù)牧蚧瘔毫煞乐鼓z料氣泡的產(chǎn)生,提高膠料的致密性;使膠料流動,充滿模型;提高附著力,改善硫化膠物理性能[7]。

        圖9 第一層管體硫化曲線Fig.9 Vulcanization curve of the primary carcass

        根據(jù)第一層管體膠料厚度和混煉膠料性質(zhì)設(shè)定硫化條件溫度、壓力和時間。時間到后,管體出罐,解開尼龍繩及水包布。

        (7) 待第一層管體溫度降至常溫時,將軟管管

        體支撐于成型機上,纏繞第二層管體內(nèi)膠層,重復(fù)以上步驟(2)、(3)、(5),之后開始纏繞漂浮材料(見圖10和圖11),在端部手工處理成圓錐形。根據(jù)漂浮軟管浮力計算公式確定采用5層漂浮材料,每層均為厚度20 mm的閉孔海綿。漂浮層為整條軟管提供浮力,使用的閉孔海綿具有良好的柔韌性,不吸水,抗形變,密度低。漂浮層用量需要綜合考慮整條軟管的重量和彎曲性能。

        圖10 纏繞漂浮層Fig.10 Reeling the flotation layer

        圖11 漂浮層固定Fig.11 Fixing the flotation layer

        (8) 將壓延機壓出的外膠片纏繞在芯軸上。外膠片的纏繞工藝過程與內(nèi)膠片完全相同,為了保證軟管的外表面的光滑和平整度,膠片的搭接寬度越小越好。外膠片纏繞完畢后再纏繞水包布,水包布的纏繞方向與外膠片保持一致,施加一定的張緊力,避免外膠片松弛或者產(chǎn)生位移,否則,管體氣泡難于溢出,會產(chǎn)生外膠層脫層等缺陷。

        (9) 軟管整體進罐進行三次硫化。由于漂浮層主體材料交聯(lián)聚乙烯泡沫,它在110 ℃就會受熱熔解,構(gòu)建的閉孔會塌陷,無法提供浮力,所以適當(dāng)降低硫化溫度、延長硫化時間。外膠層硫化曲線如圖12所示。

        圖12 外膠層硫化曲線Fig.12 Vulcanization curve of the cover

        (10) 外膠層硫化完畢后,整條外輸軟管制作完成,開始測量軟管長度(見圖13)和外徑。測得軟管長度為10 700 mm,滿足設(shè)計值10 700 mm(±1%)的要求,外徑尺寸1 021 mm,滿足設(shè)計值1 000 mm(±5%)的要求。脫管芯。

        圖13 管體長度測量Fig.13 Measuring the Carcass length

        4 軟管檢測

        按照GMPHOM 2009標(biāo)準(zhǔn)[8]的要求對外輸軟管進行檢測,看其是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,檢測結(jié)果如表6所示。

        表6 外輸軟管性能參數(shù)檢測結(jié)果Table 6 Test results of performance parameters of the offloading hose

        5 結(jié) 語

        通過對國產(chǎn)外輸軟管生產(chǎn)工藝的分析可以逐步掌握外輸軟管結(jié)構(gòu)、工藝、材料等方面的技術(shù)。按照本文介紹的工藝生產(chǎn)的外輸軟管,各項性能指標(biāo)均達(dá)到GMPHOM 2009標(biāo)準(zhǔn)要求,完全可以替代進口外輸軟管進行使用。與采用進口外輸軟管相比,改用該型外輸軟管具有以下優(yōu)勢:(1) 外輸軟管采購周期由進口外輸軟管的6~8個月縮短至1~2個月;(2) 采購成本相比進口外輸軟管降低至少30%;(3) 由于采購周期的縮短,可以使備用外輸軟管庫存減少50%;(4) 可享受國內(nèi)軟管廠家更為快捷的售后服務(wù)。

        在國際油價持續(xù)低迷的今天,各大石油公司都采取降本增效的策略逐步推進國產(chǎn)石油裝備的應(yīng)用。本文介紹的國產(chǎn)外輸軟管生產(chǎn)工藝為國產(chǎn)外輸軟管投入使用提供了新的思路。通過該研究讓國內(nèi)外輸軟管用戶了解其性能特點,便于日后正確操作維護,有助于保障原油外輸順利、安全地進行。

        [1] 彭維香,王維相.自浮式(海上漂浮/半漂浮式)大口徑輸油膠管的研究[J].中國橡膠,2010(12):38.

        [2] 郝偉.海上輸油漂浮膠管的研制[J].橡膠工業(yè),2014(12):741.

        [3] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.近海停泊排吸油橡膠軟管[S].2014.

        [4] 白鵬,王維湘.橡膠軟管膠料壓出工藝和硫化技術(shù)進展[J].中國橡膠,2011(11):35.

        [5] 帥長庚,何琳.簾線纏繞增強肘形橡膠軟管耐壓強度計算[J].工程力學(xué),2008(6):230.

        [6] 楊慈文,趙三橋.纏繞膠管的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品性能[J].天津橡膠,2002(1):28.

        [7] 李敏, 張啟躍.橡膠工業(yè)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012.

        [8] Oil Companies International Marine Forum. Guide to manufacturing and purchasing hoses for offshore moorings (GMPHOM 2009) [S]. 2009.

        ManufacturingTechniqueAnalysisof20InchDouble-CarcassReelingOffloadingHose

        SHAN Xue-yong, ZHOU Yi

        (CNOOCEnergyTechnology&Seruices-OilProductionServicesCo.,Tianjin300457,China)

        Marine offloading hose is an important equipment which has been installed between oil production and storage unit and shuttle tanker. Marine offloading hose has a complex structure and plays a key role in oil transportation, which makes it require high technology. For a long time, a few companies from developed countries have a monopoly on this industry. We introduce the long course of marine offloading hose localization and analyze the production technology of 20 inch double-carcass reeling floating main hose through the characterization of its structure and material with the international standard GMPHOM 2009 for marine offloading hose as a reference.

        marine offloading hose; production technology; reeling

        2015-05-26

        單學(xué)永(1970—),碩士,高級工程師,主要從事海洋石油工程和項目管理方面的研究。

        TE973

        A

        2095-7297(2015)03-0189-07

        亚洲阿v天堂网2021| 中文字幕人妻熟女人妻| 精品无码日韩一区二区三区不卡| 亚洲羞羞视频| 亚洲国产日韩av一区二区 | 爆操丝袜美女在线观看| 日本亚洲欧美色视频在线播放| 双腿张开被9个黑人调教影片| 国产免费的视频一区二区| 亚洲中文字幕精品视频| 无码区a∨视频体验区30秒| 极品粉嫩嫩模大尺度无码| 日本一区二区三区小视频| 国产精品大片一区二区三区四区| 国产午夜福利久久精品| 欧美性猛交xxxx乱大交蜜桃| 中文字幕乱码中文乱码毛片| 五月婷婷六月丁香久久综合| 窝窝午夜看片| 久久综合色鬼| 日韩女同一区二区三区久久| 77777亚洲午夜久久多喷| 精品国模一区二区三区| 精品少妇一区一区三区| 96中文字幕一区二区| 久久亚洲精品成人av无码网站| 亚洲成成品网站源码中国有限公司| 精品系列无码一区二区三区| 精品一区二区三区久久| 人妻少妇偷人精品无码| 日韩成人精品在线| 92自拍视频爽啪在线观看| 中文在线中文a| 蜜桃精品免费久久久久影院| 亚洲综合色婷婷七月丁香| 极品一区二区在线视频| 人妻聚色窝窝人体www一区| 麻豆五月婷婷| 中文字幕东京热一区二区人妻少妇| 夜夜夜夜曰天天天天拍国产| 99re热这里只有精品最新 |