CN103411048B - 一种复合软管f型截面抗压铠装层 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：它包括一外异型材和一内异型材外异型材和内异型材的横截面呈F型，其包括一主梁，主梁的一侧壁上具有两相间隔且沿主梁长度方向延伸的凸齿，两凸齿间形成一宽度略大于凸齿齿宽的齿槽，且其中一凸齿的右/左端面与主梁的右/左端面平齐，而另一凸齿的左/右端面与主梁的左/右端面之间的距离略大于一个齿宽；内异型材的凸齿朝外地缠绕在复合软管的内衬层外壁上，外异型材的凸齿朝内地缠绕在内异型材上，相邻截面的凸齿和齿槽互相咬合，外异型材和内异型材缠绕互锁形成环状覆盖在内衬层外。增加了软管的抗压铠装层弯曲柔性，有效地防止相邻异型材滑出，本发明可以广泛用于复合软管结构中。
Description
技术领域
本发明涉及一种铠装复合软管，特别是关于一种复合软管F型截面抗压铠装层。
背景技术
传统的海底管道一般以钢管为主，其整体的建造、安装和后续保养工作周期长且费用高。近年来国外兴起的柔性复合软管由于防腐蚀性好、针对海底地形地貌适应性强、铺设速度快且费用低、不易结蜡和能够重复利用等优点,已开始应用到海底油、气和水的海底管道中。
柔性复合软管主要有两种，一种为粘结性复合软管，另一种为非粘结性复合软管。粘结性复合软管的连接一般是由聚合物层和金属增强层挤压连成一体，其挤压成型后通过特殊的工序使聚合物材料层和金属增强层之间产生较高的粘合强度，该类软管一般仅在较短距离跨接管道中应用。而非粘结复合软管一般由聚合物材料层和金属增强层通过物理的方式组合而成，其每一层与每一层间不需要使用化学工艺粘合，各层间通过摩擦和接触压力来传递载荷，其具有良好的柔性，已逐渐成为软管中的主流结构，此类复合软管一般在长距离和高压的管道中使用。非粘结复合软管广泛应用在海洋工程中对原油、天然气或水的输送。
非粘结复合软管是由骨架层、内衬层、抗压铠装层、抗拉铠装层和外包覆层等多层构成，其中抗压铠装层主要用于抵抗径向力，并通过异型材互锁形成，其异型材截面形状有Z、C、X、T型等。现有技术的抗压铠装层是由异型材与管轴成大角度缠绕而成，缠绕角度一般接近于90度，因此可以提供较大环向力以抵抗较大内压，对内衬层起约束作用，防止内衬层爆破。抗压铠装层经缠绕后在相邻的截面间有一定的间隙，可以使软管具有一定的柔性。接头对抗压铠装层钢丝端部的良好固定是提供较大内压的前提，当接头不能对抗压铠装层钢丝端部提供良好的固定时，抗压铠装层将不具有较好的提供抵抗内压的能力，并很快的将内压传递给抗拉铠装层。由于抗拉铠装层的钢丝缠绕角度在30～40度之间，抗拉铠装层主要用于抵抗轴向压力，此时抵抗环向力的能力较弱。所以，接头和抗压铠装层钢丝端部的固定非常重要。
由于相邻的截面间有一定的间隙，这样可以保证了软管有一定的柔性，同时带来了隐患，当软管弯曲过大或轴向运动过大时，至使相邻截面间的运动过大，进而造成相邻的截面间有相互滑出的隐患，将会导致截面互锁功能的丧失。抗压铠装层相邻截面间的间隙越大该层的弯曲柔性越好，但由此间隙的增大会造成了内衬层的蠕变量也在随其增大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够互锁、防止抗压铠装层相邻截面相互滑出、增加弯曲柔性的复合软管F型截面抗压铠装层。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：它包括一外异型材和一内异型材所述外异型材和内异型材的横截面呈F型，其包括一主梁，所述主梁的一侧壁上具有两相间隔且沿所述主梁长度方向延伸的凸齿，两所述凸齿间形成一宽度略大于所述凸齿齿宽的齿槽，且其中一所述凸齿的右/左端面与所述主梁的右/左端面平齐，而另一所述凸齿的左/右端面与所述主梁的左/右端面之间的距离略大于一个齿宽；
所述内异型材的凸齿朝外地缠绕在所述复合软管的内衬层外壁上，所述外异型材的凸齿朝内地缠绕在所述内异型材上，相邻截面的所述凸齿和所述齿槽互相咬合，所述外异型材和所述内异型材缠绕互锁形成环状覆盖在所述内衬层外。
所述外异型材和所述内异型材的每一边角均设置圆弧角过渡。
所述凸齿的齿高与所述主梁的壁厚度相当。
所述凸齿的齿宽与所述齿槽的宽度比值范围为0.83-0.95。
所述外异型材和所述内异型材采用碳钢。
所述内衬层外壁设置有一层或多层抗压铠装层。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的抗压铠装层由于采用截面呈F型异型材互锁共同缠绕管轴，因此增加了软管的抗压铠装层弯曲柔性，同时还有效地防止相邻异型材相互滑出。2、本发明抗压铠装层由于采用截面呈F型异型材互锁共同缠绕在内衬层管轴上，其缠绕角度接近于90度，因此使通过螺旋缠绕的异型材能起到抵抗内压的作用。3、本发明由于通过截面呈F型异型材将截面互锁，因此避免管线在弯曲或拉伸过程中截面呈F型异型材螺旋间隙过大内衬层的蠕变量加大。本发明可以广泛用于复合软管结构中。
附图说明
图1是本发明复合软管的结构示意图
图2是本发明抗压铠装层的结构示意图
图3是本发明异型材的横截面示意图
图4是本发明异型材相邻截面互锁示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
如图1所示，本发明所涉及的复合软管结构与已有的非粘结复合软管结构类似，从内层到外层依次包括骨架层1、内衬层2、抗压铠装层3、第一耐磨层4、第一抗拉铠装层5、第二耐磨层6、第二抗拉铠装层7、第三耐磨层8、保温层9、外包覆层10。其中，骨架层1由互锁钢带缠绕而成，骨架层1内输送流体，用于防止内衬层2的压溃；在骨架层1外表面设置有用于密封输送流体的内衬层2，在内衬层2外壁设置有抗压铠装层3，抗压铠装层3为非粘结层，层间可以相互错动；在抗压铠装层3外表面间隔包裹有第一耐磨层4；在第一耐磨层4外表面和第二耐磨层6内表面之间设有第一抗拉铠装层5，第二耐磨层6用于减小第一抗拉铠装层5和第二抗拉铠装层7之间的摩擦，在第二耐磨层6外表面和第三耐磨层8之间设有第二抗拉铠装层7，在第三耐磨层8外表面包裹有一保温层9，在保温层9外表面包裹有一外包覆层10组成一非粘结复合软管。
如图2所示，本发明的发明点在于对抗压铠装层3进行了改进：本发明的抗压铠装层3通过外异型材31和内异型材32缠绕互锁形成环状，外异型材31和内异型材32与复合软管管轴的缠绕角度接近于90度。如图3所示，外异型材31和内异型材32包括一主梁33，主梁33的一侧壁上具有两相间隔且沿主梁33长度方向延伸的凸齿34，两凸齿34间形成一宽度略大于凸齿34齿宽的齿槽35，且其中一凸齿34的右/左端面与主梁33的右/左端面平齐，而另一凸齿34的左/右端面与主梁32的左/右端面之间的距离略大于一个齿宽，这样使得外异型材31和内异型材32的横截面呈F型。
在一个优选的实施例中，外异型材31和内异型材32的每一边角均设置圆弧角过渡。
在一个优选的实施例中，凸齿34的齿高与主梁33的壁厚度相当。
在一个优选的实施例中，凸齿34的齿宽与齿槽35的宽度比值范围为0.83-0.95。
在一个优选的实施例中，外异型材31和内异型材32采用碳钢。
如图2、图4所示，本发明在使用时，首先将内异型材32的凸齿34朝外地缠绕在内衬层2外壁上，然后将外异型材31的凸齿34朝内地缠绕在内异型材32上，这样相邻截面的凸齿34和齿槽35互相咬合，使得外异型材31和内异型材32缠绕互锁。同时，由于齿槽35宽度略大于凸齿34的齿宽，使得凸齿34和齿槽35间存在一定的间隙，因此当复合软管发生弯曲时可以使抗压铠装层3的外异型材31和内异型材32相邻截面在一定间隙内相互运动；此外，通过相邻截面的凸齿34和齿槽35互相咬合，可以减小外异型环31和内异型环32相邻截面相互滑出的可能。
在一个优选的实施例中，内衬层2外壁可以设置有一层或多层抗压铠装层3。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：它包括一外异型材和一内异型材，所述外异型材和所述内异型材的横截面呈F型，其包括一主梁，所述主梁的一侧壁上具有两相间隔且沿所述主梁长度方向延伸的凸齿，两所述凸齿间形成一宽度略大于所述凸齿齿宽的齿槽，且其中一所述凸齿的右端面与所述主梁的右端面平齐，而另一所述凸齿的左端面与所述主梁的左端面之间的距离略大于一个齿宽；或所述凸齿的左端面与所述主梁的左端面平齐，另一所述凸齿的右端面与所述主梁的右端面之间的距离略大于一个齿宽；
所述内异型材的凸齿朝外地缠绕在所述复合软管的内衬层外壁上，所述外异型材的凸齿朝内地缠绕在所述内异型材上，相邻截面的所述凸齿和所述齿槽互相咬合，所述外异型材和所述内异型材缠绕互锁形成环状覆盖在所述内衬层外。
2.根据权利要求1所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述外异型材和所述内异型材的每一边角均设置圆弧角过渡。
3.根据权利要求1所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述凸齿的齿高与所述主梁的壁厚度相当。
4.根据权利要求2所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述凸齿的齿高与所述主梁的壁厚度相当。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述凸齿的齿宽与所述齿槽的宽度比值范围为0.83-0.95。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述外异型材和所述内异型材采用碳钢。
7.根据权利要求5所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述外异型材和所述内异型材采用碳钢。
8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述内衬层外壁设置有一层或多层抗压铠装层。
9.根据权利要求5所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述内衬层外壁设置有一层或多层抗压铠装层。
10.根据权利要求6所述的一种复合软管F型截面抗压铠装层，其特征在于：所述内衬层外壁设置有一层或多层抗压铠装层。
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