CN114341539A

CN114341539A - 具有径向气体通道的柔性管、其制造方法及用途

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Publication number: CN114341539A
Application number: CN202080060754.XA
Authority: CN
Inventors: D·哈农格
Original assignee: Tecnip N Power Co
Current assignee: Tecnip N Power Co
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2040-08-26
Also published as: AU2020339699A1; EP4022210A1; WO2021037902A1; BR112022003231A2; US20220275884A1; FR3100303A1; FR3100303B1; CN114341539B; EP4022210B1; DK4022210T3

Abstract

柔性流体输送管，具有：管形聚合物护套，限定具有中轴线的流体流道；压力拱，围绕管形护套布置在其外，具有由至少一异型丝(40)以短螺距卷绕扣锁成的卷绕部，异型丝(40)具有多个扣锁匝圈(42)，每个匝圈(42)在沿轴向中平面的截面具有如下型廓：其限定至少一个凸头(50，56)且对于凸头(50，56)还限定与凸头(50，56)邻接的凹槽(52，58)，凸头(50，56)能被扣锁到压力拱(27)的异型丝(40)的相邻匝圈的凹槽(58，52)中；布置在压力拱外的至少一个铠装层；在凸头(50，56)中和/或在凹槽(58，52)的底部(60，54)中限定至少一附加通道(68)，供气体从压力拱内到外穿过压力拱流通，附加通道(68)允许气体在压力拱内外之间流通，在一匝圈(42)的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间还具有至少一个间隙(J1，J2)，或者在一匝圈(42)的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间没有间隙。

Description

具有径向气体通道的柔性管、其制造方法及用途

技术领域

本发明涉及一种用于流体输送的柔性管，具有：

-管形护套，由聚合物制成，限定具有中轴线的流体流道；

-压力拱，围绕管形护套布置在管形护套外，压力拱具有由至少一条异型丝以短螺距卷绕扣锁而成的卷绕部，异型丝具有多个扣锁的匝圈，每个匝圈在沿轴向中平面的截面具有这样的型廓：型廓限定至少一个凸头而且对于凸头还限定与凸头邻接的凹槽，所述凸头能被扣锁到压力拱的异型丝的相邻匝圈的凹槽中；

-至少一个铠装层，布置在压力拱外。

背景技术

柔性管例如在美国石油研究所(API)出版的标准化文献API17J(2014年5月，第四版)、API RP 17B(2014年3月，第五版)中述及。

这种柔性管尤其用作生产管线、注水或注气管线、天然气输出管线、用户管线，特别是油气工业中的深海管线。其一般在地面设施和水底装置之间或者在两个水底装置之间穿过水域延伸。这些管线还可以在两个地面设施之间延伸。

地面设施的例子包括驳船、半潜式平台、浮式采油储油和卸油系统(FPSO)、浮式液化天然气系统(FLNG)、浮式储油船(FSU)，或者其他浮式装置。

柔性管通常具有限定内容积的外保护套、以及布置在内容积内的至少一个不透液体的内护套。内护套通常是压力护套，限定流体流道。

这种管输送的流体尤其是碳氢化合物混合物，其可能含有高含量腐蚀性气体例如二氧化碳(CO₂)和/或硫化氢(H₂S)。

外保护套和内护套在它们之间限定环形空间，环形空间通常接纳至少一个金属加强层。

金属加强层例如具有压力拱，压力拱通过将异型金属丝围绕压力护套布置扣锁而成的卷绕部形成。型廓扣锁成以限制压力护套在内部压力影响之下蠕变。

金属加强层还具有抗拉铠装层，其由在环形空间中围绕压力拱布置的金属丝层形成，以提供良好的抗拉强度。

容纳压力拱和抗拉铠装层的环形空间一般经受穿过内护套扩散的来自输送流体的酸性气体。环形空间内的这些酸性气体的局部压力有时比较高。

在存在水的情况下(其中水可能来自于穿过内护套向环形空间迁移的输送的碳氢化合物中含有的水，或者在外护套破裂情况下来自于水域)，位于该环形空间中的金属加强层、尤其是压力拱和抗拉铠装层则易受腐蚀。

根据环形空间中环境的严重程度，这可能导致管的机械性能完整性丧失，甚至可能使其毁坏。

另外，与(源于制造步骤和工作负载的)机械负载相关联的腐蚀环境的组合可能导致应力腐蚀开裂(SCC)。

由于压力拱扣锁，大量腐蚀性气体会聚积在压力拱内的环形空间中。这使护套护套和压力拱之间的环境尤具腐蚀性。

在一些情况下，与没有扣锁压力拱的柔性管相比，在存在压力拱的情况下，压力拱下的二氧化碳的局部压力很可能显著增大三倍，乃至在一些严重情况下增大更多倍。这可能导致对于压力拱的局部应力腐蚀现象，致使其毁坏。

发明内容

因此，本发明的一目的在于提供一种用于流体输送的柔性管，其适于输送腐蚀性流体，而且其使用寿命延长，尤其是压力拱处使用寿命延长。

为此，本发明旨在上述类型的柔性管，其特征在于，在凸头中和/或在凹槽的底部中限定至少一条附加通道，用于供气体从压力拱内到压力拱外穿过压力拱流通，附加通道允许气体在压力拱内部和压力拱外部之间流通，并且在一匝圈的凸头与相邻匝圈的凹槽的底部之间还具有至少一个间隙，或者在一匝圈的凸头与相邻匝圈的凹槽的底部之间没有间隙。

根据本发明的柔性管可具有单独采用或者根据任何技术上可行的组合采用的以下一个或多个特征：

-每个匝圈的型廓在沿轴向中平面的截面限定凸头和与凸头邻接的凹槽，凸头能被扣锁到压力拱的异型丝的相邻匝圈的凹槽中，每个匝圈的型廓在沿轴向中平面的截面还限定附加凸头和与附加凸头邻接的附加凹槽，附加凸头能被扣锁到压力拱的异型丝的相反相邻匝圈的凹槽中，其中相反相邻匝圈在相邻匝圈的相反向上，在每个凸头中和/或在每个凹槽的底部中限定至少一条附加通道，用于供气体从压力拱内部到压力拱外部穿过压力拱流通，每条附加通道允许气体在压力拱内部与压力拱外部之间流通；

-在横向平面上的投影中所测的附加通道的累计面积，相应于匝圈的凸头与相邻匝圈的凹槽的底部之间的大于0.1毫米的间隙所限定的面积；

-在横向平面上的投影中所测的附加通道的累计面积，相应于匝圈的凸头与相邻匝圈的凹槽的底部之间的为0.1毫米至0.3毫米之间的间隙所限定的面积，有利地为9平方毫米至262平方毫米之间；

-至少一条附加通道由设置在凸头中的沟槽形成；

-沟槽通到凸头的自由边缘，还通到位于凹槽对面的凸头侧上并通到位于凹槽相反向的凸头侧上；

-凸头中的沟槽的宽度小于凸头的自由边缘的周长的15％；

-沟槽的高度为凸头的高度的10％至100％之间，凸头的高度是相对中轴线径向地在凹槽的底部与凸头的远离沟槽的自由边缘之间测取的；

-至少一条附加通道由设置在凹槽的底部中的通孔形成；

-通孔径向延伸穿过凹槽的底部；

-在中轴线上的投影中测取的通孔最大轴向尺寸小于横向于中轴线测取的通孔宽度；

-通孔最大轴向尺寸小于凹槽最大轴向尺寸的100％，通孔最大轴向尺寸和凹槽最大轴向尺寸是各在中轴线上的投影中测取的；以及-异型丝的型廓选自于Z形、T形、Ψ形、K形和C形的截面型廓。

本发明还旨在一种柔性管制造方法，其具有以下步骤：

-提供聚合物制的管形护套，管形护套限定具有中轴线的流体流道；

-围绕管形护套形成压力拱，这种形成包括以短螺距卷绕并扣锁至少一条异型丝，异型丝具有多个扣锁的匝圈，每个匝圈在沿轴向中平面的截面具有这样的型廓：型廓限定至少一个凸头而且对于凸头还限定与凸头邻接的凹槽，所述凸头能够被扣锁到压力拱的异型丝的相邻匝圈的凹槽中；

-在压力拱外布置至少一个铠装层，

其特征在于，在凸头中和/或在凹槽的底部中限定至少一条附加通道，用于供气体从压力拱内到压力拱外穿过压力拱流通，附加通道允许气体在压力拱内部和压力拱外部之间流通，并且在一匝圈的凸头与相邻匝圈的凹槽的底部之间还具有至少一个间隙，或者在一匝圈的凸头与相邻匝圈的凹槽的底部之间没有间隙。

根据本发明的方法可具有单独采用或者根据任何技术上可行的组合采用的以下一个或多个特征：

-通过在凸头中开设沟槽和/或穿过凹槽的底部开设通孔而形成附加通道。

本发明还旨在如上所述的柔性管的用途，使用所述柔性管以通过流体流道输送流体，所述使用包括使流体中含有的气体穿过管形护套、继而从压力拱内到压力拱外经由附加通道穿过压力拱扩散。

附图说明

从参照附图进行的仅作为例子给出的下述说明，本发明将得到更好理解，附图中：

图1是根据本发明的第一柔性管的中央区段的局部剖切开的透视图；

图2是图1管的一细部沿轴向中平面的截面所取的局部视图；

图3是剖面图，示出压力拱和压力拱的相继匝圈之间的间隙；

图4是根据本发明的第一管的压力拱的一匝圈的局部视图；

图5类似于图4，示出根据本发明的一柔性管变型；

图6类似于图4，示出根据本发明的一柔性管变型；

图7是根据本发明的一柔性管变型的压力拱的扣锁区段视图；

图8是根据本发明的一柔性管变型的压力拱的扣锁区段视图；

图9是根据本发明的一柔性管变型的压力拱的扣锁区段视图；

图10是根据本发明的压力拱的凸头中的凹沟的型廓的正视图；

图11是在根据本发明的压力拱的凹槽底部中设置的通孔的轮廓的视图。

具体实施方式

根据本发明的第一柔性管10部分地示于图1中。

柔性管10具有中央区段12。柔性管在中央区段12的每一轴向端部具有端接头(未示出)。

参照图1，管10限定用于流体、有利的是石油流体流通的中央流道16。中央流道16在管10的上游端部和下游端部之间沿中轴线A-A'延伸。

柔性管10用于穿过水域(未示出)布置在流体特别是碳氢化合物开采设备中。

水域例如是海、湖泊或洋。流体开采设备处水域的深度例如为50米至4000米之间。

流体开采设备具有水面装置特别是浮式装置、以及水底装置(未示出)，水面装置和水底装置一般由柔性管10彼此连接。

柔性管10优选是非粘合管。

当柔性管弯曲时，柔性管10的至少两个相邻层相对于彼此自由纵向移动。有利地，柔性管的所有层自由地相对于彼此移动。

这种管例如在美国石油研究所(API)出版的标准化文献API17J(2014年5月，第四版)、API RP 17B(2014年3月，第五版)中描述过。

另外，在下文中，表述“外(部)”和“内(部)”一般相对于管的中轴线A-A'呈径向地理解，表述“外(部)”要理解为在径向上比较远离轴线A-A'，表述“内(部)”要理解为在径向上比较靠近管的轴线A-A'。

如图1和2所示，管10限定多个围绕轴线A-A'的同心层，它们沿中央区段12连续延伸，直至位于管端部的端接头(未示出)。

根据本发明，管10具有至少一个第一管状护套20，护套20基于聚合物材料制成，有利地形成压力护套。

管10还具有至少一个抗拉铠装层24、25，抗拉铠装层相对于形成压力护套的第一护套20在外侧布置。

管10可选地还具有内骨架26，其布置在压力护套20内。

管10具有压力拱27和外护套30，所述压力拱27间置在压力护套20与抗拉铠装层24、25之间，所述外护套30用于保护管10。

如已知地，压力护套20用于使输送的流体密封地束持在流道16中。有利地，压力护套20由聚合物材料制成。聚合物材料例如基于聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯、基于聚酰胺如PA11或PA 12、或者基于氟化聚合物如聚偏氟乙烯(PVDF)。

在变型中，压力护套20基于高性能聚合物形成，高性能聚合物例如聚芳醚酮(PAEK)如聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮酮(PEKK)或聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PAS)、聚苯醚(PPE)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、氟化衍生物如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟聚醚(PFPE)、全氟烷氧基(PFA)或乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)和/或它们的混合物。

压力护套20的厚度例如为5毫米至20毫米之间。

当骨架26存在时，骨架由卷绕成螺旋形的异型金属片28形成。片的相继匝圈相互扣锁。

骨架26的主要功能是吸收径向挤压力。径向挤压力例如由水域静水压产生，或者由安装设备在安装管期间产生。

骨架26布置在压力护套20内，适于与压力护套20中流动的流体接触。

由于骨架26的几何结构，柔性管10于是以术语“非光滑通道”(“rough bore”)式管来称呼。

在一变型(未示出)中，柔性管10没有任何内骨架，于是被称为“光滑通道”式管。

参照图1，压力拱27用来承接与压力护套20内存在的压力相关的作用力。压力拱例如由围绕压力护套20螺旋形卷绕并扣锁的至少一条异型金属丝形成。

形成异型丝40的金属材料选自于碳钢，尤其是选自于碳在0.1％至0.8％之间的碳钢级。对于在特别是腐蚀的环境中的应用，金属材料选自不锈钢，例如双炼钢。

压力拱27围绕压力护套20以短螺距卷绕成螺旋形，即相对于轴线X-X’以绝对值接近于90°、通常为75°至90°之间的螺旋角卷绕。异型丝40一般具有复杂的几何结构，这里具有呈Z形或Zeta形的型廓。

异型丝40具有多个扣锁的匝圈42。每个匝圈42相应于围绕轴线A-A'的360°卷绕一圈。其在通过轴线A-A'的轴向中平面的横截面上具有呈Z形或Zeta形的型廓。

参照图3和4，每个匝圈42所限定的型廓具有厚度为e的实心的中央部分44、在中央部分44内侧区域从中央部分44凸伸的第一内端部分46、以及轴向上与内端部分46相反地从中央部分44的外侧区域凸伸的外端部分48。

内端部分46在其自由边缘具有内凸头50，内凸头径向向外凸伸。其在凸头50与中央部分44之间限定内凹槽52，内凹槽向内由底部54限定。

相反，外端部分48在其自由边缘具有向内凸伸的外附加凸头56。附加凸头56与中央部分44一起限定外附加凹槽58，外附加凹槽向外由附加底部60限定。

因此，在通过轴线A-A'的轴向中平面上，每个匝圈42的凸头50被扣锁到第一相邻匝圈42A的附加凹槽58中，对着凹槽58的底部60被接纳在凹槽58中。

类似地，每个匝圈42的附加凸头56被扣锁到轴向上在第一相邻匝圈42A相反方向上的第二相邻匝圈42B的凹槽52中。

如图3所示，匝圈42的凸头50与相邻匝圈42A的凹槽58的底部60一起限定第一螺旋形径向间隙J1，其允许气体从压力拱27内流通到压力拱27外。

类似地，匝圈42的凹槽52的底部54与相邻匝圈42A的附加凸头56一起限定第二螺旋形径向间隙J2，其允许气体从压力拱27内流通到压力拱27外。

径向间隙J1和J2由相对的凸头50和56之间的倾斜空隙62相互连接。

间隙J1由匝圈42的凸头50与相邻匝圈42A的中央部分44之间存在的内导道64，靠向轴线A-A'连接于压力拱27内的空间。

内导道64向内开通到压力护套20对面，因此接纳从流道16内穿过压力护套20扩散的气体。

间隙J2由相邻匝圈42A的附加凸头56与匝圈42的中央部分44之间存在的外导道66，相对于轴线A-A'连接于压力拱27外的空间。外导道66向外开通到铠装层24、25对面。

内导道64和外导道66由匝圈42和42A的型廓之间的间隔限定。因此，间隙J1确保气体在内导道64与空隙62之间通过。类似地，间隙J2确保气体在空隙62与外导道66之间通过。

在压力拱27制造期间，检验异型丝40以螺距公差(根据API17J的“pitch(螺距)”)铺设，以便管10具有最小储存半径(根据API 17J的SR即“Storage Radius”)，最小储存半径相对于管锁紧半径(根据API 17J的LR即“Locking Radius”)具有10％的公差余量。因此，一旦管10在使用中，总存在有空隙62和非零导道64和66。

出于匝圈42型廓的制造公差缘由，或者在管10的制造步骤期间，或者当内部径向压力和/或外部径向压力施加于压力拱27上时，有时会发生相邻匝圈42、42A、42B之间的盖瓦现象或者型廓变形现象。这可能导致异型丝40的一匝圈42、42A、42B相对于异型丝40的相邻匝圈42、42A、42B关于轴线A-A'径向倾斜，从而导致一匝圈42、42A、42B的凸头50、56之一接触到相邻匝圈42、42A、42B的凹槽58、52之一的底部60、54。

则至少一个间隙J1和/或J2为零，因此导道64、66不再与空隙62相连通。因此，在现有技术的管中，气体穿过压力拱27扣锁部的通道被完全阻塞。

参照图4，在根据本发明的管10中，除螺旋形间隙J1和J2之外，匝圈42的凸头50、56还限定至少一条附加通道68，有利地为每个凸头50、56限定至少一个用于气体流通的附加通道68。

如图4所示，这里，每条附加通道68由在每个凸头50、56的自由边缘72中形成的沟槽70限定。

每个沟槽70分别径向向外或向内开口，这取决于沟槽是在相应的凸头50还是凸头56上。沟槽轴向通到空隙62中和通到导道64、66之一中，以便确保气体从层40内到其外的通道，而无论间隙J1和J2尺寸如何、甚至这些间隙即便完全封闭也都如此。

如图4所示，每个沟槽70围绕中轴线A-A'仅沿着相应凸头50、56的周沿的一部分延伸。

参照图10，在垂直于轴线A-A'的横向平面上的投影中，沟槽70的在沟槽70边缘的拐点之间测取的宽度l，有利地小于相应凸头50、56的自由边缘72的周长的15％。在一变型中，根据取决于待考虑气体流通率的流通面积需求，宽度l加大。

沟槽70的相对于轴线A-A'径向测取的最大高度h为凸头的高度的10％至100％之间，凸头的高度是相对中轴线A-A'径向地相应地在凹槽52的底部54与凸头50的自由边缘72之间或者在凹槽58的底部60与凸头56的远离沟槽70的自由边缘72之间测取的。

对于每个匝圈42来说，每条附加通道68的在垂直于轴线A-A'的横向平面上的投影中所测的面积，优选相应于由间隙J1或J2限定的面积，所述间隙J1或J2为至少0.1毫米，尤其是大于0.2毫米，尤其是在0.1毫米至0.3毫米之间。在一变型中，流通面积适于根据待考虑气体流通率视具体情况而定。

用于附加通道68的可行尺寸的一些例子在下表中予以说明，对应于针对在56毫米至550毫米之间的拱27内径和针对对应0.2毫米的间隙J1和J2的确保的最小流通面积，厚度e分别等于6.2毫米、8毫米、10毫米和12毫米的Z形型廓。

[表1]

S_min、S_max和S_moy分别相应于针对在56毫米至550毫米之间的内拱27直径来说，为0.2毫米的间隙J1和J2的最小面积、最大面积和平均面积。Max h和Max l分别相应于沟槽70的最大高度和最大宽度的例子。Max S是沟槽70所限定的附加流通面积。

根据型廓尺寸的在100平方毫米至471平方毫米之间的面积Max S，始终远大于0.2毫米的间隙J1或J2所表示的平均面积。

因此，即使发生与压力拱27完全扣锁有关的、尤其是与相应的凸头50、56插入相应的凹槽58、52有关的、因此与间隙J1和J2消失有关的阻塞效应，由相应的凸头50、56中的沟槽70限定的附加通道68提供气体流通面积，防止气体积聚在压力拱27内。

这大为减小腐蚀性气体在压力拱27内、尤其是在压力拱27与压力护套20之间的局部压力。迂回弯曲效应则变得是可控的。

柔性管10可选地具有环箍73，环箍73部分地在图1和2中可见。

环箍73在存在时，由至少一条有利地呈矩形横截面的丝围绕压力拱27螺旋形卷绕而成。围绕压力拱27卷绕的多条丝叠置，有利地取代给定总厚度的环箍73。这可增加柔性管10的抗爆裂强度。至少一条丝绕柔性管10的轴线A-A'以短螺距进行卷绕，即以相对于轴线A-A'绝对值接近90°、通常在75°至90°之间的螺旋角卷绕。

根据本发明的柔性管10具有至少一个铠装层24、25，其由至少一个细长形铠装元件74螺旋形卷绕而形成。

在图1所示的实施例中，柔性管10具有多个铠装层24、25，其中包括一内铠装层24和一外铠装层25，所述内铠装层24施加于压力拱27或环箍73存在时施加于环箍73上，围绕所述外铠装层25布置有外护套30。

每个铠装层24、25具有纵向铠装元件74，其绕管的轴线A-A'以长螺距卷绕。

“以长螺距卷绕”意味着，相对于轴线A-A'的螺旋角的绝对值小于60°，通常为10°至60°之间，尤其为25°至55°之间。

第一铠装层24的铠装元件74一般相对于第二铠装层25的铠装元件74以相反角卷绕。因此，如果第一铠装层24的铠装元件74的卷绕角等于+α——其中α为10°至60°之间，那么与第一铠装层24接触布置的第二铠装层25的铠装元件74的卷绕角例如等于-α°。

铠装元件74例如由金属丝尤其是钢丝形成，或者由复合材料带例如加强碳纤维带形成。

形成铠装元件74的金属材料有利地选自碳钢，尤其是选自0.1％至0.8％之间碳的碳钢级。对于特别是腐蚀性的环境中的应用，金属材料选自不锈钢例如双炼钢。

在该实施例中，每个抗拉铠装层24、25有利地靠置在图1和2中可见的至少一个防磨条75上。防磨条75例如用塑料制成，特别是基于聚酰胺、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚苯砜(PPSU)或甚至聚醚醚酮(PEEK)的塑料制成。其厚度小于每个内护套或外护套的厚度。

有利地，保持带，例如高强度芳纶带(

或者

)，相对于轴线A-A'围绕最外面的第二抗拉铠装层25进行卷绕，以确保机械保持抗拉铠装层24、25。在一变型中，将芳纶纤维用玻璃纤维、碳纤维或者玄武岩纤维代替。

外护套30用于防止流体从柔性管10外向内渗入到压力护套20与外护套30之间的环形空间中，外护套有利地由聚合物材料制成，聚合物材料尤其是基于聚烯烃如聚乙烯、或者基于聚酰胺如PA 11或PA 12。

外护套30的厚度例如为5毫米至15毫米之间。

现在来说明根据本发明的柔性管10的制造。

首先，压力拱27的尺寸确定。选择异型丝40的类型，根据压力拱27的所需直径，基于约为0.2毫米的间隙J1、J2将具有的流通面积数值确定附加通道的数量和尺寸，其可以调整，即根据将穿过压力拱40的气体的流通率增大或减小。

继而每个沟槽70开设在一凸头50、56中，面积相应于确定的最小间隙，该面积能在5平方毫米至450平方毫米之间变化，尤其是在15平方毫米至300平方毫米之间、优选在19平方毫米与175平方毫米之间变化。

优选地，每个沟槽70通过磨削、钻削、或/和热轧异型丝40而成。在一变型中，特别是对于非热轧异型丝40来说，局部感应加热用来使沟槽70开在凸头50、56中。

因此，压力护套20例如挤压而提供。这里配有沟槽70的异型丝40则围绕压力护套20以短螺距卷绕，使相应的凸头50、56扣锁到相应的凹槽58、52中，确保制造螺距在推荐公差内，以确保空隙62和非零导道64、66。

此后，定位铠装层24、25，例如通过挤压围绕铠装层24、25提供外护套30。

使用中，在流体通过管的中央流道16流动期间，腐蚀性气体可能穿过压力护套20扩散，到达压力护套20与外护套30之间的环形空间，更准确的说到达压力拱27与压力护套20之间的空间。

这些气体相继流动通过内导道64，进入面对凹槽58的凸头50的沟槽70，进入凸头50与凹槽58之间的第一间隙J1(当第一间隙J1存在时)，进入空隙62，进入面对凹槽52的凸头56的沟槽70，进入凸头56与凹槽52之间的第二间隙J2(当第二间隙J2存在时)，最后进入外导道66。

即使压力拱27的扣锁导致与间隙J1和/或J2减小或消失有关的阻塞效应，由沟槽70形成的附加通道68的存在确保了气体通过，从而防止压力拱27内腐蚀性气体的局部压力异常增加，从而极大地限制腐蚀现象、尤其是应力腐蚀开裂(SCC)。

在图5所示的实施例中，用于气体流通的至少一个附加通道68由在附加凹槽58、52的底部中形成的通孔80形成。这里，通孔80径向延伸穿过每个凹槽58、52的底部60、54。通孔80径向向内开通到凹槽58、52，径向向外远离凹槽58、52开口。

孔80的尺寸h和l示于图11中。通孔80的最大轴向尺寸h为凹槽58、52的宽度的10％至100％之间。凹槽58、52的尺寸h和宽度是在轴线A-A'上的投影测取的。

类似地，在垂直于轴线A-A'的轴线上的投影中测取的通孔80的长度l，有利地小于用于压力护套20蠕变尺寸确定的匝圈之间的最大间隙，根据待通过气体流通率、根据在周沿上开孔数量加以确定。

通孔80优选地为长圆形，沿周向呈伸长状。

有利地，根据所需附加气体流通面积，对于厚度为6.2毫米至12毫米之间的型廓尺寸和50毫米至550毫米之间的内部安装直径来说，设置在每个凹槽58、52中的通孔80的数量大于每匝圈42两个通孔80，尤其为每匝圈42两个至十个通孔80之间。

针对厚度分别为6.2毫米、8毫米、10毫米和12毫米的Z形型廓，在下表中给出了通孔80尺寸的一些例子。

[表2]

通孔80例如穿过凹槽58、52开孔而成。

另外，该柔性管变型的运行类似于图1所示的管的运行。

在图6所示的实施例中，异型丝40对于每匝圈42具有至少一个呈沟槽70形式的附加通道68、以及至少一个呈孔80形式的附加通道68，还有沟槽70。

在未示出的一实施例中，仅一个凸头50、56具有沟槽70，另一凸头56、50没有沟槽70。

在未示出的另一实施例中，仅一个凹槽52、58具有至少一个通孔80，另一凹槽58、52没有通孔80。

在未示出的其他实施例中，在凸头50、56上设置较小的波纹或系列沟槽70。

更一般的说，压力拱27的至少一个匝圈具有T形、U形、K形、X形或者I形几何型廓。

因此，在图7所示的实施例中，压力拱27由截面上具有不同型廓的扣锁在一起的多条异型丝40A、40B形成。

在该实施例中，至少一条异型丝40A具有T形型廓，在中央区域44两侧限定向外凸伸的两个内凸头50，且对于每个凸头50还限定在凸头50与中央区域44之间的一个中间凹槽52。

异型丝40A与具有U形型廓的另一异型丝40B(一般称为夹)扣锁在一起。U形型廓具有附加凹槽58、以及在附加凹槽58两侧向内凸伸的外附加凸头56。

异型丝40A的一匝圈42的每个凸头50被接纳在异型丝40B的相邻匝圈的附加凹槽58中。类似地，异型丝40B的匝圈42A的每个附加凸头56被接纳在异型丝40A的匝圈42的凹槽52中。

这里，用于气体流通的至少一个附加通道68以沟槽70的形式设置在异型丝40A的匝圈的凸头50之一中，和/以通孔80的形式设置在异型丝40B的匝圈的底部58上，有利地设置在中心位置。

在图8所示的实施例中，至少一条异型丝40C具有T形型廓，至少一条异型丝40D具有K形型廓。

异型丝40C的型廓限定内凸头50以及在凸头50与中央部分44之间的内凹槽52。

类似地，附加异型丝40D限定外附加凸头56、以及在附加凸头56与中央部分44之间的外附加凹槽58。

异型丝40C的一匝圈42的每个凸头50被接纳在异型丝40D的相邻匝圈42A的附加凹槽58中。类似地，异型丝40D的相邻匝圈42A的每个附加凸头56被接纳在异型丝40C的匝圈42的凹槽52中。

如前所述，用于气体流通的附加通道68以沟槽70的形式设置在凸头50、56中，或/和以通孔80的形式设置在异型丝40D的两个凹槽58的底部60中。

在图9所示的实施例中，异型丝40E具有径向向外开口的U形型廓，与异型丝40E相扣锁的异型丝40F具有径向向内开口的C形型廓。

异型丝40E的型廓限定中央凹槽52，且具有在凹槽52两侧向外凸伸的两个内凸头50。

异型丝40F的型廓具有一个附加凹槽58、以及在该附加凹槽58的两侧从附加凹槽58向内凸伸的两个外附加凸头56。

异型丝40E的每个凸头50被接纳在异型丝40F的附加凹槽58中，异型丝40F的每个附加凸头56被接纳在异型丝40E的凹槽52中。

如前所述，用于气体流通的至少一个附加通道68以沟槽70形式设置在凸头50、56中，或者以通孔80形式设置在型廓40F的凹槽58的底部60中，有利地设置在凹槽底部中间。

Claims

1.一种柔性管(10)，用于流体输送，具有：

-管形护套(20)，由聚合物制成，限定具有中轴线(A-A')的流体流道(16)；

-压力拱(27)，围绕管形护套(20)布置在管形护套外，压力拱(27)具有由至少一条异型丝(40；40A；40C；40E)以短螺距卷绕扣锁而成的卷绕部，异型丝(40；40A；40C；40E)具有多个扣锁的匝圈(42)，每个匝圈(42)在沿轴向中平面的截面具有这样的型廓：型廓限定至少一个凸头(50，56)而且对于凸头(50，56)还限定与凸头(50，56)邻接的凹槽(52，58)，所述凸头(50，56)能被扣锁到压力拱(27)的异型丝(40；40A；40C；40E)的相邻匝圈的凹槽(58，52)中；

-至少一个铠装层(24，25)，布置在压力拱(27)外，

其特征在于，在凸头(50，56)中和/或在凹槽(58，52)的底部(60，54)中限定至少一条附加通道(68)，用于供气体从压力拱(27)内到压力拱(27)外穿过压力拱(27)流通，附加通道(68)允许气体在压力拱(27)内部和压力拱(27)外部之间流通，并且在一匝圈(42)的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间还具有至少一个间隙(J1，J2)，或者在一匝圈(42)的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间没有间隙(J1，J2)。

2.根据权利要求1所述的柔性管(10)，其特征在于，每个匝圈(42)的型廓在沿轴向中平面的截面限定凸头(50)和与凸头(50)邻接的凹槽(52)，凸头(50)能被扣锁到压力拱(27)的异型丝(40；40B；40D；40F)的相邻匝圈的凹槽(58)中，每个匝圈(42)的型廓在沿轴向中平面的截面还限定附加凸头(56)和与附加凸头(56)邻接的附加凹槽(58)，附加凸头(56)能被扣锁到压力拱(27)的异型丝(40；40B；40D；40F)的相反相邻匝圈的凹槽(52)中，其中所述相反相邻匝圈在相邻匝圈的相反向上，在每个凸头(50，56)中和/或在每个凹槽(58，52)的底部(60，54)中限定至少一条附加通道(68)，用于供气体从压力拱(27)内部到压力拱(27)外部穿过压力拱(27)流通，每条附加通道(68)允许气体在压力拱(27)内部与压力拱(27)外部之间流通。

3.根据权利要求1或2所述的柔性管(10)，其特征在于，在横向平面上的投影中所测的附加通道(68)的累计面积，相应于一匝圈的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间的大于0.1毫米的间隙(J1，J2)所限定的面积。

4.根据权利要求3所述的柔性管(10)，其特征在于，在横向平面上的投影中所测的附加通道(68)的累计面积，相应于一匝圈的凸头(50，56)与相邻匝圈的凹槽(58，52)的底部(60，54)之间的为0.1毫米至0.3毫米之间的间隙(J1，J2)所限定的面积，有利地为9平方毫米至262平方毫米之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的柔性管(10)，其特征在于，至少一条附加通道(68)由设置在凸头(50，56)中的沟槽(70)形成。

6.根据权利要求5所述的柔性管(10)，其特征在于，凸头(50，56)中的沟槽(70)的宽度小于凸头(50，56)的自由边缘(72)的周长的15％。

7.根据权利要求5或6所述的柔性管(10)，其特征在于，沟槽(70)的高度为凸头(50，56)的高度的10％至100％之间，凸头的高度是相对中轴线(A-A')径向地在凹槽(52，58)的底部(54，60)与凸头(50，56)的远离沟槽(70)的自由边缘(72)之间测取的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的柔性管(10)，其特征在于，至少一条附加通道(68)由设置在凹槽(58，52)的底部(60，54)中的通孔(80)形成。

9.根据权利要求8所述的柔性管(10)，其特征在于，通孔(80)径向延伸穿过凹槽(58，52)的底部(60，54)。

10.根据权利要求8或9所述的柔性管(10)，其特征在于，在中轴线(A-A')上的投影中测取的通孔(80)最大轴向尺寸小于横向于中轴线(A-A')测取的通孔(80)宽度。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的柔性管(10)，其特征在于，通孔(80)最大轴向尺寸小于凹槽(58，52)最大轴向尺寸的100％，通孔最大轴向尺寸和凹槽最大轴向尺寸是各在中轴线(A-A')上的投影中测取的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的柔性管(10)，其特征在于，异型丝(40；40A；40C；40E)的型廓选自于Z形、T形、Ψ形、K形和C形的截面型廓。

13.一种用于制造柔性管(10)的方法，具有以下步骤：

-提供聚合物制的管形护套(20)，管形护套限定具有中轴线(A-A')的流体流道(16)；

-围绕管形护套(20)形成压力拱(27)，这种形成包括以短螺距卷绕并扣锁至少一条异型丝(40；40A；40C；40E)，异型丝(40；40A；40C；40E)具有多个扣锁的匝圈(42)，每个匝圈(42)在沿轴向中平面的截面具有这样的型廓：型廓限定至少一个凸头(50，56)而且对于凸头(50，56)还限定与凸头(50，56)邻接的凹槽(52，58)，所述凸头(50，56)能够被扣锁到压力拱(27)的异型丝(40；40A；40C；40E)的相邻匝圈的凹槽(58，52)中；

-在压力拱(27)外布置至少一个铠装层(24，25)，

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过在凸头(50，56)中开设沟槽(70)和/或穿过凹槽(58，52)的底部(60，54)开设通孔(80)而形成附加通道(68)。

15.一种根据权利要求1至12中任一项所述的柔性管(10)的用途，使用所述柔性管以通过流体流道(16)输送流体，所述使用包括使流体中含有的气体穿过管形护套(20)、继而从压力拱(27)内到压力拱(27)外经由附加通道(68)穿过压力拱(27)扩散。