NO336326B1 - Endebeslag for en slange, slange og framgangsmåte for framstilling av en slange - Google Patents
Endebeslag for en slange, slange og framgangsmåte for framstilling av en slangeInfo
- Publication number
- NO336326B1 NO336326B1 NO20140933A NO20140933A NO336326B1 NO 336326 B1 NO336326 B1 NO 336326B1 NO 20140933 A NO20140933 A NO 20140933A NO 20140933 A NO20140933 A NO 20140933A NO 336326 B1 NO336326 B1 NO 336326B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- hose
- tubular body
- axial
- layer
- load
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 71
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 41
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 25
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 188
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 31
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 22
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 17
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 8
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 8
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229920006253 high performance fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004953 Aliphatic polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920010741 Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003231 aliphatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 229920006378 biaxially oriented polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011127 biaxially oriented polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010771 distillate fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013500 performance material Substances 0.000 description 1
- 239000002984 plastic foam Substances 0.000 description 1
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
- F16L11/081—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
- F16L11/081—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
- F16L11/082—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire two layers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/12—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
- F16L33/01—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses adapted for hoses having a multi-layer wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
- F16L33/22—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L33/00—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
- F16L33/22—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts
- F16L33/23—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts the outer parts being segmented, the segments being pressed against the hose by tangentially arranged members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Joints That Cut Off Fluids, And Hose Joints (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelsen angår et endebeslag for en slange, en slange og en framgangsmåte for framstilling av en slange, slik det framgår av den innledende del av henholdsvis patentkrav 1, 10 og 15.
Bakgrunn
Typiske anvendelser for slanger involverer pumping av fluid fra et fluidreservoar under trykk. Eksempler inkluderer forsyning av lett fyringsolje eller LPG til en kjele; transportere produserte oljefeltvæsker og/eller gasser fra en fast eller flytende produksjonsplattform til lasterommet på et skip, eller fra et lasterom på et skip til en landbasert lagringsenhet; levere drivstoff til racerbiler, spesielt under fylling av drivstoff i formel 1; og transport av korrosive fluider, slik som sulfatsyrling.
Det er kjent å bruke slanger for transport av fluid, slik som flytende gass ved lav temperatur. Slike slanger er vanligvis brukt til transport av flytende gasser slik som LNG (kondensert metanblanding) og LPG (kondensert hydrokarbongass).
For at slangens skal være tilstrekkelig fleksibel, må enhver gitt lengde være i det minste delvis konstruert av fleksible materialer, det vil si ikke-stive materialer.
Oppbygningen av slangen omfatter generelt rørformet legeme av fleksibelt materiale arrangert mellom en indre og ytre spiralformet bundet støttende tråd. Det er vanlig at to trådet bindes med samme stigning, men å ha vindingene forskjøvet med en halv stignings bredde fra hverandre. Det rørformete legemet omfatter typisk indre og ytre lag med et sperrelag imellom. De indre og ytre lagene fremskaffer en oppbygning med styrke til å bære fluidet i det. Vanligvis omfatter de indre og ytre lagene hos det rørformete legemet stofflag dannet av en polyester, slik som polyetylentereftalat. Sperrelaget i mellom fremskaffer en sperring for å unngå at fluidet penetrerer slangen, og er vanligvis en polymerfilm.
De støttende trådene påføres vanligvis under spenning rundt overflatene til innsiden og utsiden av det rørformete legemet. Videre kan den ytre tråden fungere til å begrense urimelig deformasjon av slangen under høyt trykk. De indre og ytre trådene kan også fungere til å motstå klemming av slangen.
En slange av denne vanlige typen er beskrevet i den europeiske patentpublikasjonen 0076540A1. Slangen beskrevet i denne spesifikasjonen omfatter et mellomliggende lag av biaksialt orientert polypropylen, som sies å forbedre muligheten for slangen til å motstå materialtretthet forårsaket av gjentatt bøying.
En annen slange er beskrevet i GB 2223817A. Slangen som er beskrevet i denne publikasjonen er en komposittslange omfattende en indre spiralformet metallkjerne, et flertall lag av plastmateriale-fibere og -filmer bundet på kjernen, i det minste ett lag av glassduk og i det minste ett lag aluminiumsfolie anbrakt nær hverandre og bundet på plastmaterialet, og en ytre spiralformet metallformer. Denne slangen sies å være passende for transport av brennbare drivstoff og oljer.
En annen slange er beskrevet i GB 1034956 A. Denne slangen er en elektrisk slange eller kanal, det vil si den er ment for å føre elektriske kabler heller enn transport av fluid. Som et resultat av dette er vurderingene involvert i denne utformingen fullstendig annerledes enn vurderingene involvert i slangen beskrevet i EP 0076540A1 og GB 2223817A. Slangen beskrevet i GB 2223817 A omfatter: (i) en indre arrangert spiralformet bundet tråd; (ii) en ekstrudert neoprenslange som omgir den indre tråden; (iii) en flettet metallkappe som omgir neoprenslangen; (iv) en nylonsnor påført spiralformet på kappen;
(v) en duk pakket rundt nylonsnora og kappen; og
(vi) en ytre spiralformet bundet tråd arrangert rundt duk-innpakkingen.
Den flettede metallkappen er laget for å følge viklingen av den indre tråden ved videre å midlertidig binde en tråd rundt kappen under fremstilling av slangen.
GB 323352 beskriver en rørkobling for bruk med fleksible utvendig armerte slanger.
Mange anvendelser av slanger krever at slangen må støttes langs sin lengde. Dette gjelder særlig transport av produserte væsker og/eller gasser som nevnt foran. Uten ekstra støtte blir konvensjonelle slanger ofte ute av stand til å bære sin egen vekt eller vekten av fluidet opptatt i samme.
Den foreliggende oppfinnelsen er også relatert til en forbedring av termineringen av endene av slangen.
Oppfinnelsen
I henhold til ett aspekt ved oppfinnelsen er det framskaffet et endebeslag for en slange, i henhold til den karakteriserende del av patentkrav 1.
I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen er det framskaffet en slange som innlemmer endebeslaget, slik det framgår av den karakteriserende del av patentkrav 10.
I henhold til et annet aspekt ved oppfinnelsen er det anvist en framgangsmåte for framstilling av en slange som innlemmer endebeslaget, slik det framgår av den karakteriserende del av patentkrav 15.
Ytterligere trekk ved oppfinnelsen framgår av de respektive uselvstendige kravene.
Ytterligere foretrukne trekk ved slangen som innlemmer endebeslaget vil nå bli beskrevet.
Slangen omfatter fortrinnsvis et rørformet legeme av fleksibelt materiale som er arrangert mellom indre og ytre gripeorganer, hvor slangen videre omfatter et aksielt forsterkningsmiddel tilpasset til å redusere deformasjonen av det rørformete legemet når det rørformete legemet er utsatt for aksiell spenning, og det aksielle forsterkningsmidlet videre er tilpasset å utøve en radielt innoverrettet kraft på i det minste deler av det rørformete legemet når det aksielle forsterkningsmidlet utsettes for aksiell spenning. I en spesielt foretrukken utførelsesform er feilspenningen for det rørformete legemet og det aksielle forsterkningsmidlet i området 1 % til 10 %. Mer fortrinnsvis er feilspenningen i overkant av 50 % ved omgivende og kryogeniske temperaturer.
Ved hjelp av dette arrangementet forbedrer det aksielle forsterkningsmidlet slangens evne til å makte aksielle spenninger, og kan samtidig bidra til den strukturelle integriteten til slangen under aksiell spenning ved å presse mot i det minste deler av det rørformete legemet. I tillegg er materialene hos det rørformete legemet og det aksielle forsterkningsmidlet fortrinnsvis så kompatible at de hver oppfører seg på samme måte under drift, slik at ingen enkelt komponent utsettes for urimelig spenninger og forstrekninger. Dette betyr at materialene hos det rørformete legemet og det aksielle forsterkningsmidlet svarer på forstrekning på liknende måte. En bøyingsforstrekning (for en sylindrisk komponent) på minst 3 % behøves vanligvis for typen slangeanvendelser planlagt for den foreliggende oppfinnelsen. Mens den mellomliggende strimmelen og utrettingen av de spiralformet orienterte komponentene vil gjøre opp for noe av denne feiltagelsen, vil det fortsatt være en resulterende forstrekning i størrelsesorden 1 % som følger de komponentene av slangeveggen. Dette sammenliknes med en typisk resulterende forstrekning på 0,2 % for metaller.
Det er spesielt foretrukket at det aksielle forsterkningsmidlet er laget av et ikke-metallisk materiale, spesielt et plastmateriale - passende materialer er diskutert i detalj lengre ned. Dette skyldes at metalliske materialer trolig ikke har ønskete forstreknings-egenskaper.
Det er foretrukket at det rørformete legemet og det aksielle forsterkningsmidlet omfatter det samme materialet, fortrinnsvis polyetylen med ultrahøy molekylvekt (UHMWPE), som beskrevet videre i detalj lengre ned.
Det rørformete legemet omfatter fortrinnsvis i det minste ett forsterkningslag og i det minste ett sperrelag. Det er enda mer foretrukket at det er minst to forsterkningslag med sperrelaget i mellom disse.
Fortrinnsvis er det fremskaffet et ytterligere forsterkningslag mellom det ytre gripeorganet og det aksielle forsterkningsmidlet.
Den maksimale styrken til forsterkningslaget eller -lagene er fortrinnsvis mellom 100 og 700 kN for en slangediameter på 200 mm. Det er foretrukket at bøyeforstrekningen ved feil på forsterkningslaget eller -lagene er i området 2 % til 15 %. Det er videreønskelig at forsterkningslaget eller -lagene er av det samme materialet som det aksielle forsterkningsmidlet, fortrinnsvis UHMWPE.
Fortrinnsvis omfatter det aksielle forsterkningsmidlet en vesentlig rørformet kappe dannet av et sjiktmateriale fremskaffet i rørform, slik at kappen kan opprettholde integriteten til sin rørform når den utsettes for aksiell spenning. Slangen kan være fremskaffet med to eller flere kapper for å ytterligere forbedre ytelsen til slangen under aksiell spenning.
I en spesielt fordelaktig utførelsesform er det aksielle forsterkningsmidlet fremskaffet i form av et en vesentlig rørformet flette. I denne spesifikasjonen henviser uttrykket "flette" til et materiale som er dannet av to eller flere fibre eller garn som er flettet sammen for slik å danne en langstrakt oppbygning. Det er en egenskap til fletter at de kan forlenges når de utsettes for en aksiell spenning. Det er en ytterligere egenskap til fletter at når de er fremskaffet i rørform, vil diameteren reduseres når fletten utsettes for aksiell spenning. På denne måten, ved å fremskaffe en rørformet flette rundt det rørformete legemet, eller innenfor strukturen til det rørformete legemet, vil fletta utøve en radialt innoverrettet kraft på i det minste deler av det rørformete legemet når det utsettes for aksiell spenning.
Det er foretrukket at hele den rørformete kappen er fremskaffet i form av ei flette. Imidlertid er det mulig at kun en eller noen av delene av lengden til den rørformete kappen er fremskaffet i form av en flette.
Det er også foretrukket at fletta strekker seg hele veien rundt omkretsen til den rørformete kappen. Imidlertid er det mulig at kun deler av omkretsen til den rørformete kappen er fremskaffet i form av fletten.
Fletten kan være fremskaffet i biaksial form (det vil si hvor fletten er dannet av kun to tvinnede fibre eller garn) eller i triaksial form (det vil si hvor det også er fibre eller garn som strekker seg i lengderetningen, for økt aksial styrke).
Selv om det er foretrukket å fremskaffe det aksielle forsterkningsmidlet i form av en flette, kan det være fremskaffet i andre former som møter funksjonskravene nevnt ovenfor. På denne måten kan forsterkningsmidlet være fremskaffet som et passende arrangement av bånd eller tau pakket spiralformet rundt et rørformet legemet.
Materialene til konstruksjonen av slangen bør velges slik at det er mulig at slangen fungere i miljøet den er ment for. Derfor er det et behov for at slangen er i stand til å transportere fluid under trykk uten lekkasje av fluid gjennom veggene til slangen. Det er også et behov at slangen kan motstå gjentatt bøying, og å motstå de aksiale spenningene forårsaket av kombinasjonen av slange og fluidvekt. Dersom slangen er ment for transport av kryogeniske fluid, bør materialene også være i stand til å brukes ved ekstremt lave temperaturer uten vesentlig reduksjon i ytelse.
Hovedformålet med det eller hvert av forsterkningslagene er å motstå båndspenningene som slangen utsettes for under transport av fluid. Dermed vil ethvert forsterkningslag som har den påkrevde grad av fleksibilitet og som kan motstå de nødvendige spenningene, være passende.
Dersom slangen også er ment for transport av kryogeniske fluid, så må forsterkningslaget eller - lagene være i stand til å motstå/tåle kryogeniske temperaturer.
Vi foretrekker at det eller hvert av forsterkningslagene er dannet av et sjiktmateriale som er bundet i en rørform ved å vikle sjiktmaterialet på spiralformet måte. Dette betyr at det eller hvert av forsterkningslagene ikke har så mye motstand mot aksial spenning, ettersom anvendelsen av en aksial kraft vil være tilbøyelig til å trekke viklingene fra hverandre. Det eller hvert av forsterkningslagene kan omfatte ett enkelt kontinuerlig lag av arkmateriale, eller kan omfatte to eller flere enkle lag av sjiktmateriale. Imidlertid vil vanligvis (og avhengig av lengden på slangen) det eller hvert lag av sjiktmateriale være dannet av et flertall av separate lengder av sjiktmateriale arrangert langs lengden av slangen.
I den foretrukne utførelsesformen omfatter hvert forsterkningslag et stoff, fortrinnsvis et vevd stoff. Det eller hvert forsterkningslag kan være et naturlig eller syntetisk materiale. Det eller hvert forsterkningslag er passende dannet av et syntetisk polymer, slik som en polyester, en polyamid eller en polyolefin. Den syntetiske polymeren kan være fremskaffet i form av fibere, eller et garn, som stoffet lages av.
Når det eller hvert forsterkningslag omfatter en polyester, så er det fortrinnsvis polyetylentereftalat.
Når det eller hvert forsterkningslag omfatter en polyamid, så kan det være en alifatisk polyamid, slik som nylon, eller det kan være en aromatisk polyamid, slik som en aramid-sammensetting. For eksempel kan forsterkningslaget være en poly-(fenylentereftalamid), slik som KEVLAR (registrert varemerke).
Når det eller hvert forsterkningslag omfatter en polyolefin, så kan det være en polyetylen, polypropylen eller polybutylen homopolymer, eller en kopolymer eller terpolymer av denne typen, og er fortrinnsvis monoaksialt eller biaksialt rettet. Enda mer foretrukket er det om polyolefin er en polyetylen, og mest foretrukket er det om polyetylen er en polyetylen med høy molekylvekt, spesielt UHMWPE.
UHMWPE brukt i denne oppfinnelsen vil generelt ha en vektmidlere molekylvekt over 400 000, typisk over 800 000 og vanligvis over 1 000 000. Den vektmidlere molekylvekten vil vanligvis ikke overstige 15 000 000. UHMWPE er fortrinnsviskarakterisert veden molekylvekt fra omtrent 1 000 000 til 6 000 000. Den UHMWPE som er mest nyttig i den foreliggende oppfinnelsen er meget innrettet og vil vanligvis ha blitt strukket minst 2 - 5 ganger den ene retningen og minst 10 - 15 ganger i den andre retningen.
Den UHMWPE som er mest nyttig i den foreliggende oppfinnelsen vil generelt ha en parallell innretting større enn 80 %, mer vanligvis større enn 90 % og fortrinnsvis større enn 95 %. Krystalliniteten vil generelt være større enn 50 %, mer vanligvis større enn 70 %. En krystallinitet opp til 85-90% er mulig.
UHMWPE er for eksempel beskrevet i US 4344908, US 4411845, US 4422993, US 4430383, US 4436689, EP 183285, EP 0438831 og EP 0215507.
Det er spesielt fordelaktig at det eller de forsterkningslagene omfatter et orientert UHMWPE, slik som er tilgjengelig fra DSM High Performance Fibres BV (et nederlandsk selskap) under varemerket DYNEEMA, eller tilgjengelig fra det amerikanske selskapet AlliedSignal Inc, under varemerket SPECTRA.
Ekstra detaljer om DYNEEMA er vist i brosjyren med tittel "DYNEEMA; the top performance in fibers; properties and application" utgitt av DSM High Performance Fibres BV, utgave 02/98. Ekstra detaljer om SPECTRA er vist i en brosjyre med tittel "Spectra Performance Materials" utgitt av AlliedSignal Inc., utgave 5/96. Disse materialene har vært tilgjengelige siden 1980-tallet.
I den foretrukne utførelsesformen, omfatter det forsterkningslaget et vevd stoff dannet av fibre arrangert i en "veft og varp"-retning. Vi har funnet at dette er spesielt fordelaktig dersom det forsterkningslaget er arrangert slik at stoffets varp-retning er i en vinkel på mindre enn 20° i forhold til den aksielle retningen på slangen; vi foretrekker også at denne vinkelen er større enn 5°. I den foretrukne utførelsesformen er det forsterkningslaget arrangert slik at stoffets varp-retning er i en vinkel mellom 10° og 20°, fortrinnsvis 15° i forhold til slangens aksielle retning.
Formålet med sperrelaget er primært å unngå lekkasje av transporterte fluid gjennom det rørformete legemet. På denne måten vil ethvert sperrelag som har passende grad av fleksibilitet, og som kan fremskaffe denønskede sperrefunksjonen, være passende. Også dersom slangen er ment for å transportere kryogeniske fluid, så må sperrelaget være i stand til å motstå kryogeniske temperaturer.
Sperrelaget kan være laget av de samme grunnleggende materialene som det forsterkningslaget. Som et alternativ kan sperrelaget være laget av en fluorpolymer, slik som: polytetrafluoretylen (PFTE); fluoretylenpropylen-kopolymer, slik som en kopolymer av heksafluorpropylen og tetrafluoretylen (tetrafluoretylenperfluorpropylen) tilgjengelig fra DuPont Fluoroproducts under varemerket Teflon REP; eller fluor-hydrokarbon- perfluorkoksy - tilgjengelig fra DuPont Fluoroproducts under varemerket Teflon PFA. Disse filmene kan være laget ved ekstrudering eller ved blåsing.
Vi foretrekker at sperrelaget er dannet av et sjiktmateriale som har blitt spunnet til en rørform ved å rulle materialet på spiralformet måte. Som hos forsterkningslagene, betyr dette at sperrelaget ikke har mye motstand mot aksiell spenning, ettersom påføringen av en aksial kraft vil forsøke å trekke vindingene fra hverandre. Sperrelaget kan omfatte et enkelt kontinuerlig lag av sjiktmaterialet, eller kan omfatte to eller flere enkle kontinuerlige lag av sjiktmaterialet. Imidlertid og mer vanlig (og avhengig av lengden på slangen) er det at hvert lag av sjiktmateriale er dannet av et flertall av separate lengder av sjiktmateriale arrangert langs lengden av slangen. Dersom det erønskelig, kan sperrelaget omfatte en eller flere varmekrympende sperrehylser (det vil si i rørform) som arrangeres over det indre forsterkningslaget.
Vi foretrekker at sperrelaget omfatter et flertall av overliggende lag. Fortrinnsvis vil det være minst to lag, mer fortrinnsvis minst fem lag og enda mer fortrinnsvis 10 lag. I praksis vil sperrelaget omfatte 20, 30, 40, 50 eller flere lag med film. Den øvre grensen for antallet lag avhenger av den totale størrelsen til slangen, men det er usannsynlig at det vil kreves mer enn 100 lag. Vanligvis vil 50 lag være tilstrekkelig. Tykkelsen til hvert lag vil typisk være i området 50 til 100 mikrometer.
Det aksielle forsterkningsmidlet kan også være laget av det samme materialet som forsterkningslaget. Det er derfor klart at det aksielle forsterkningsmidlet, forsterkningslagene og sperrelaget kan være laget av den samme grunnleggende forbindelsen. Imidlertid må formen til forbindelsen være ulik for å fremskaffe den ønskete funksjonen, det vil si det aksielle forsterkningsmidlet fremskaffer aksiell forsterkning, det eller hvert av forsterkningslagene fremskaffer forsterkning mot båndspenninger, og sperrelaget fremskaffer en sperrefunksjon. Vi har funnet at UHMWPE-materialer er mest passende, spesielt produktene DYNEEMA og SPECTRA. Disse materialene er også funnet å fungere bra under kryogeniske betingelser. De foretrukne parameterne til UHMWPE (molekylært vektområdet etc.) diskutert ovenfor i forbindelse med forsterkningslagene er også passende for det aksielle forsterkningsmidlet. I denne sammenhengen skal det imidlertid bemerkes at parameterne for UHMWPE brukt i det aksielle forsterkningsmidlet ikke behøver å være det samme som parameterne for UHMWPE brukt i forsterkningslagene.
Det vil være mulig for det aksielle forsterkningsmidlet å være fremskaffet i lagene til det rørformete legemet. Imidlertid foretrekker vi at det aksielle forsterkningsmidlet er posisjonert mellom det rørformete legemet og det ytre gripeorganet. I en annen foretrukken utføreIsesform er det aksielle forsterkningsmidlet fremskaffet innenfor lagene til det rørformete legemet, og et ytterligere aksielt forsterkningsmiddel er også fremskaffet mellom det rørformete legemet og det ytre gripeorganet.
Når slangen er ment for kryogeniske anvendelser, så er detønskelig å fremskaffe isolasjon over det rørformete legemet. Isolasjonen kan være fremskaffet mellom den ytre tråden og den rørformete kappen og/eller på utsiden av den ytre tråden. Isolasjonen kan omfatte materiale vanligvis anvendt for å fremskaffe isolasjon i kryogenisk utstyr, slik som et syntetisk skummateriale. Det er foretrukket at det aksielle forsterkningsmidlet er fremskaffet rundt isolasjonslaget for å komprimere isolasjonslaget og opprettholde deres strukturelle integritet. Det aksielle forsterkningsmidlet rundt isolasjonslaget er fortrinnsvis fremskaffet i tillegg til det aksielle forsterkningsmidlet mellom det ytre gripeorganet og det rørformete legemet. En spesielt passende form for isolasjon er fremskaffet i detalj lengre ned.
Slangen ifølge oppfinnelsen kan videre omfatte et isolerende lag. Slangen kan videre omfatte en herdet harpiksmatrise anbrakt rundt den ytre tråden, der den ytre tråden er i det minste delvis innhyllet i harpiksmatrisen for å begrense relativ bevegelse mellom den ytre tråden og resten av slangen. Den uherdede harpiksen som utgjør harpiksmatrisen kan være et materiale slik som polyuretan, som kan være påført på det rørformede organet i væskeform
I en utførelsesform omfatter slangen i tillegg et isolerende lag som omfatter et stoff formet av basaltfibre. Eet kompresjonslag kan være forsynt rundt basaltstoffet, som tjener til å komprimere basaltstoffet. Kompresjonslaget kan omfatte polyetylen med ultrahøy molvekt.
I en utførelsesform omfatter slangen i tillegg et lag med plastmateriale rundt det rørformede legemet, der plastmaterialet omfatter gassbobler i samme. Plastmateriale kan være påført på det rørformede legemet ved å spraye plastmaterialet i væskeform over overflata av det rørformede legemet etterfulgt av herding. Gassboblene kan være innlemmet ved å injisere gassen inn i plastmaterialet før spraying, mens det fremdeles er i væskeform. Slangen kan i tillegg omfatte et ytterligere lag med plastmateriale, som ikke inneholder noen vesentlige mengder gassbobler, arrangert over det gassholdige plastmaterialet; dette ytterligere laget med plastmateriale kan være polyuretan.
I en utførelsesform har Slangen har en egenvekt på mindre enn 0,8.
Et separat endebeslag kan selvfølgelig påføres hver ende av slangen.
Det er mulig for slangen å bli fjernet fra spindelen før endebeslaget anbringes inne i denne. Alternativt kan endebeslaget anbringes inne i resten av slangen ved å skli den indre spindelen opp og langs til en ende av slangen, så feste resten av slangen til endebeslaget mens endebeslaget og resten av slangen forblir på spindelen.
I de ovenfor beskrevne aspektene ved oppfinnelsen omfatter hvert av gripeorganene typisk en spiralformet bundet tråd. Spiralen til trådene er typisk arrangert slik at de er forskjøvet fra hverandre med en avstand tilsvarende til halvparten av stigningen til spiralen. Formålet med trådene er å gripe det rørformete legemet bestemt i mellom for å holde lagene til det rørformete legemet intakt og å fremskaffe strukturell integritet for slangen. De indre og ytre trådene kan for eksempel være bløtt stål, austenittisk rustfritt stål eller aluminium. Dersom det erønskelig kan trådene være galvanisert eller dekket med en polymer.
Det vil verdsettes at selv om trådene som utgjør gripeorganene kan ha en betydelig strekkfasthet, betyr arrangementet av trådene i rullene at gripeorganet kan deformeres når de utsettes for relativt små aksielle spenninger. Enhver signifikant deformasjon av rullene vil rasktødelegge den strukturelle integriteten til slangen.
Slangen i samsvar med oppfinnelsen kan være fremskaffet for bruk under mange vekslende omgivelser, slik som temperaturer over 100 °C, temperaturer fra 0 °C - 100 °C og temperaturer under 0 °C. Med passende valg av materialer, kan slangen anvendes under -20 °C, under 50 °C og også under 100 °C. For eksempel for LNG-transport, kan slangen måtte opereres ved temperaturer under -170 °C, eller enda lavere. Videre forutsettes også at slangen kan brukes til å transportere flytende oksygen (kokepunkt -183 °C) eller flytende nitrogen (kokepunkt -196 °C), hvor slangen i disse tilfellene må opereres ved temperaturer på -200 °C eller lavere.
Slangen i samsvar med oppfinnelsen kan også være fremskaffet for en rekke andre tjenester. Typisk vil den indre diameteren til slangen variere fra 51 mm til 610 mm, mer typisk fra 203 mm til 406 mm. Generelt vil driftstrykket i slangen være i området 500 KPa opp til 2000 kPa, eller kanskje også opp til omkring 2500 kPa. Disse trykkene er relatert til driftstrykket i slangen, ikke sprengtrykket (som må være flere ganger større). Den volumetriske strømningshastigheten avhenger av fluidmediet, trykket og den indre diameteren. Strømningshastigheter fra 1000 m<3>/n til 12 000 m<3>/h er typisk.
Slangen i samsvar med oppfinnelsen kan også være fremskaffet for bruk med korrosive materialer, slik som sterke syrer.
Det henvises nå til de vedlagte tegningene, hvor:
Fig. 1 er et skjematisk diagram som viser de prinsipielle spenningene som slangen i samsvar med oppfinnelsen kan utsettes for i drift; Fig. 2 er et skjematisk tverrsnitt av en slange i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 3 er et utsnitt som viser arrangementet med et forsterkningslag hos slangen i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 4A er et utsnitt som viser arrangementet med en rørformet aksiell forsterkningskappe hos slangen, hvor den aksielle forsterkningskappen er i løsnet stilling; Fig. 4B er et utsnitt som viser arrangementet med en rørformet aksiell forsterkningskappe hos slangen, hvor den aksielle forsterkningskappen er i strammet stilling; Fig. 5A, 5B, 5C og 5D viser fire anvendelser av slangen i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 6 er et tverrsnitt som viser sperrelaget til slangen;
Fig. 7 er et tverrsnitt som viser et isolasjonslag hos slangen i fig. 2 i detalj; og
Fig. 8 er et skjematisk tverrsnitt av et endebeslag for en slange i samsvar med oppfinnelsen.
Fig. 1 viser spenningene som en slange H vanligvis utsettes for i bruk. Båndspenningen er markert med pilene HS og er de spenningene som virker tangentialt på periferien på slangen H. Den aksielle spenningen er markert FS og er spenningene som virker på tvers av lengdeaksen til slangen H når den bøyes. Torsjonsspenningen er markert TS og er vridningsspenningen som virker om lengdeaksen til slangen. Trykkspenningen er markert CS og resulterer fra lasten påført radielt på utsiden av slangen H.
Båndspenningen HS genereres av trykket til fluidet i slangen H. Den aksielle spenningen AS genereres av trykket til fluidet i slangen og også av kombinasjonen av vekten til fluidet i slangen H og av vekten til slangen H i seg selv. Bøyespenningen FS forårsakes av kravet til å bøye slangen H for å kunne posisjonere den ordentlig, og ved bevegelse av slangen H under bruk. Torsjonsspenningen TS forårsakes av vridning av slangen. Kjente slanger er vanligvis i stand til å motstå båndspenninger HS, bøyespenninger FS og torsjonsspenninger TS, men er dårligere i stand til å motstå aksielle spenninger AS. Av denne grunnen har kjente slanger vanligvis måttet bli støttet når de var utsatt for aksielle spenninger AS for å minimalisere de aksielle spenningene AS.
Problemet med å motstå de aksielle spenningene AS er løst ved den foreliggende oppfinnelsen. I fig. 2 er en slange i samsvar med oppfinnelsen markert 10. For å forbedre klarheten, er viklingen til de ulike lagene i fig. 2 og i de andre figurene, ikke vist.
Slangen 10 omfatter et rørformet legeme 12 som omfatter et indre forsterkningslag 14, et ytre forsterkningslag 16, et sperrelag 18 mellom lagene 14 og 16. En vesentlig rørformet kappe 20, som forbedrer den aksielle styrken, er anbrakt rundt den ytre overflaten til det ytre forsterkningslaget 16.
Det rørformete legemet 12 og den rørformete kappen 20 er anbrakt mellom en indre spiralformet sammenrullet tråd 22 og en ytre spiralformet sammenrullet tråd 24. De indre og ytre trådene 22 og 24 er anbrakt slik at de er forskjøvet fra hverandre med en avstand tilsvarende en halv stigningslengde for spiraIvinkelen til rullene.
Et isolasjonslag 26 er anbrakt rundt den ytre tråden 24. Isolasjonslaget kan være et vanlig isolasjonsmateriale, slik som plastskum, eller kan være et materiale beskrevet nedenfor relatert til fig. 7.
Forsterkningslagene 14 og 16 omfatter vevde stoffer at et syntetisk materiale, slik som UHMWPE eller aramidfibre. Fig. 3 illustrerer det indre forsterkningslaget 14, hvor det sees at det indre forsterkningslaget 14 omfatter fibre 14a arrangert i varp-retning W og fibre 14b arrangert i veft-retning F. I fig. 3 er kun laget 14 vist, for å forbedre tydeligheten. Vi har uventet funnet at den aksielle forsterkningen av slangen 10 kan forbedres ved å arrangere forsterkningslaget 14 slik at varp-retningen W har en lav vinkel på mindre enn 20 °C og typisk rundt 15 °C i forhold til lengdeaksen til slangen 10. Denne vinkelen er markert med a i fig. 3 Strukturen og retningen til det ytre forsterkningslaget 16 er vesentlig identisk med det indre forsterkningslaget 14; vinkelen a for det ytre forsterkningslaget 16 kan være den samme som, eller ulik vinkelen a for det indre forsterkningslaget 14.
Sperrelaget 18 omfatter et flertall av lag med plastfilm som er pakket rundt den ytre overflaten til det indre forsterkningslaget 14 for å fremskaffe en fluidtett sperring mellom de ytre og indre forsterkningslagene 14 og 16.
Slangen 10 omfatter ytterligere et forsterkningslag 21 anbrakt mellom kappen 20 og de ytre trådene 24. Forsterkningslaget 21 kan ha liknende karakteristikker som kappen 20 og det rørformete legemet 12.
Den rørformete kappen 20 er dannet av to sett fibre 20a og 20b, som er flettet for slik å danne en rørformet flette. Dette er vist i fig. 4A og 4B - i disse figurene er kun den rørformete kappen 20 vist for å forbedre tydeligheten. Det er rom 28 mellom settene med fibrene 20a og 20b, slik at når den rørformete kappen 20 utsettes for aksiell spenning, kan fibrene 20a og 20b trekke seg sammen ved å bevege seg inn i rommene 28. Dette fungerer på en måte for å forsøke å redusere diameteren til den rørformete kappen 20, som forårsaker denne å stramme rundt det rørformete legemet 12, for igjen å øke den strukturelle integriteten og sprengtrykket på slangen 10. Fig. 4B viser den rørformete kappen 20 i strammet forhold.
Sperrelaget 18 er vist i større detalj i fig. 6. Anskaffelsen av sperrelaget 18 forbedrer motstanden til slangen mot bøyespenninger FS og båndspenninger HS.
Som vist i fig. 6 omfatter sperrelaget 18 et flertall av lag 18a hos en film laget av en første polymer (slik som høyt orientert UHMWPE) innskutt med et flertall av lag 18b av en film laget av en andre polymer (slik som PFTE eller FEP), hvor de to polymerene har ulik stivhet. Lagene 18a og 18b er pakket rundt den ytre overflaten til det indre forsterkningslaget 14 for å fremskaffe en fluidtett sperring mellom de indre og ytre forsterkningslagene 14 og 16. Som nevnt ovenfor må ikke lagene 18a og 18b nødvendigvis være arrangert på skiftende måte. For eksempel kan alle lagene 18a være arrangert sammen, og alle lagene 18b kan være arrangert sammen.
Isolasjonslaget 26 er vist i større detalj i fig. 7, som viser isolasjonslaget 26 i større detalj. Isolasjonslaget dreier seg først og fremst om å forbedre slangens motstand mot bøyespenningene FS og med å isolere slangen.
Isolasjonslaget 26 omfatter et indre lag 26a som er dannet av en polyuretan som er sprayet, helt eller på annen måte påført over det rørformete legemet 12 og den ytre tråden 24. Etter herding danner polyuretan-laget 26a en solid matriks hvor den ytre tråden 24 innlemmes. Dette hjelper til med å holde den ytre tråden 24 i fast posisjon.
Isolasjonslaget 26 omfatter et lag 26b over laget 26a. Laget 26b omfatter et stoff dannet av basalt fibre. Laget 26b fremskaffer det meste av isolasjonsegenskapene til slangen 10.
Isolasjonslaget 26 omfatter videre et lag 26c over laget 26b. Laget 26c omfatter en UHMWPE slik som DYNEEMA eller SPECTRA. Formålet med laget 26c er først og fremst å forbedre forsterkningen mot båndspenninger og bøyespenninger.
Isolasjonslaget 26 omfatter videre et kompresjonslag 26d. Formålet med kompresjonslaget 26d er å komprimere laget 26b, ettersom vi har funnet at isolasjonsegenskapene hos basaltfiberlaget 26b forbedres mye under kompresjon. Kompresjonslaget 26d kan for eksempel omfatte et rep eller en streng som pakkes tett rundt laget 26c. Fortrinnsvis omfatter kompresjonslaget 26d en aksiell forsterkningskappe som kappen 20 beskrevet ovenfor.
Et ytterligere lag (ikke vist) inneholdende gassbobler kan være fremskaffet over laget 26 for ytterligere å forbedre isolasjonsegenskapene og oppdriftsegenskapene til slangen 10. Et ytterligere polyuretanlag (ikke vist) som ikke inneholder gassbobler kan være fremskaffet over det gassinneholdende polyuretanlaget. Det ytterligere polyuretanlaget kan i tillegg, eller istedenfor, være fremskaffet i laget 26d. Det er også mulig at laget 26a i seg selv inneholder gassbobler.
Slangen 10 kan fremstilles ved den følgende teknikken. Som et første trinn vikles den indre tråden 22 rundt en støttespindel (ikke vist), for å fremskaffe et spiralformet arrangement med en ønsket stigning. Diameteren til støttespindelen tilsvarer den ønskete indre diameteren på slangen 10. Det indre forsterkningslaget 14 pakkes så rundt den indre tråden 22 og støttespindelen, slik at varp-retningen W settes til denønskete vinkelen a.
Et flertall av lag med plastfilmer 18a og 18b som utgjør sperrelaget 18 pakkes så rundt den ytre overflaten til det indre forsterkningslaget 14. Vanligvis vil filmene 18a og 18b ha en lengde vesentlig mindre enn lengden på slangen 10, slik at et flertall av separate lengder på filmene 18a og 18b vil måtte vikles rundt det indre laget 14. Filmene 18a og 18b er fortrinnsvis arrangert i på en vekslende måte gjennom tykkelsen til sperrelaget 18. Typisk kan det være fem separate lag av filmer 18a og 18b gjennom tykkelsen til sperrelaget.
Det ytre forsterkningslaget 16 pakkes så rundt sperrelaget 18, slik at varp-retningen E settes til denønskete vinkelen (som kan være a, eller en annen vinkel nært a). Den rørformete forsterkningskappen 20 trekkes over utsiden av det ytre forsterkningslaget 16. Det ytterligere forsterkningslaget 21 pakkes så rundt kappen 20.
Den ytre tråden 24 pakkes så rundt det ytterligere forsterkningslaget 21, for å fremskaffe et spiralformet arrangement med en ønsket stigning. Stigningen til den ytre tråden 24 vil normalt være den samme som stigningen til den indre tråden 22, og posisjonen til tråden 24 vil normalt være slik at rullene på tråden 24 er forskjøvet fra rullene på tråden 22 med en avstand tilsvarende halvparten av stigningslengden, dette er vist i fig. 2, hvor stigningslengden er markert med p.
En polyuretan-harpiks sprayes så over den ytre overflaten til forsterkningslaget 21 for slik å danne et harpiksbelegg over det forsterkende laget 21 og den ytre tråden 24. Harpiksen kan så etterlates for å herde, for slik å danne laget 26A. Harpiksen kan luftes før herding (typisk før spraying eller maling, for slik å fremskaffe gassbobler i denne). BasaItstofflaget 26b pakkes så rundt polyuretan-laget 26a, og UHMWPE-laget 26c pakkes så rundt laget 26c.
Endene av slangen 10 kan sperres ved krymping på ei hylse på en innsats på innsiden av slangen 10. Denne termineringen gjøres generelt etter at slangen 10 er fjernet fra spindelen.
Endene til slangen 10 kan sperres ved bruk av endebeslaget 200 som vist i fig. 8. I fig. 8, er ikke slangen 10 vist, for å forbedre tydeligheten. Endebeslaget 200 omfatter et rørformet indre organ 202 med en slangeende 202a og en haleende 202b. Endebeslaget 200 omfatter videre et sperreorgan som omfatter en PTFE-sperrering 204 og en splittring 206 av rustfritt stål rundt PTFE-sperreringen 204.
Endebeslaget 200 omfatter videre et lastoverførende middel omfattende et slangeinngripende organ 208, et lastoverførende organ 210 og et endeorgan i form av en skiveformet plate 212. Det lastoverførende organet omfatter en skiveformet plate 214 og i det minste en lastoverførende stang 216. I fig. 2 er det to av stengene 216, men det er mulig å fremskaffe tre eller flere av stengene 216. En strammemutter 218 er fremskaffet på hver stang 216. Platene 212 og 214 har henholdsvis åpninger 212a og 214a for å motta stengene 216.
Platene 212 og 214 kan være en Simonplate, det slangeinngripende organet 202 kan være en Gedring og splittringen 206 kan være en Ericring.
Plata 212 er videre fremskaffet med åpninger 212b og haleenden 202b hos det indre organet 202 er fremskaffet med åpninger 202c. Festebolter 220 strekker seg gjennom åpningene 202b og 212b for å feste plata 212 til haleenden 202a hos det indre organet 202.1 fig. 2 er det to festebolter 220 og tilhørende åpninger, men det vil verdsettes om færre eller flere festebolter 220 og tilhørende åpninger kan fremskaffes.
Det slangeinngripende organet 208 er fremskaffet med indre spiralformete utsparinger i form av spor 208a som er tilpasset til å motta den ytre tråden 24 av slangen 10. Det indre organet 202 er fremskaffet med en ytre spiralformet utsparing i form av spor 202d som er tilpasset til å motta den indre tråden 22 i seg. Det vil sees fra fig. 2 at som hos de indre og ytre trådene 22 og 24, har sporene 208a og 202d rom med halvannen stigningslengde p.
Det indre organet 202 er fremskaffet med to projeksjoner 202e om omkretsen, som er plassert under sperreringen 204. Projeksjonene 202e tjener for å forbedre sperringen av det rørformete organet 20 mellom det indre organet 202 og sperreringen 204, og hjelper til å unngå at det rørformete organet i vanvare trekkes ut av posisjon.
Slangen 10 er festet til endebeslaget 200 som følger. Det indre organet 202 gjenges inn i enden av slangen 10, slik at slangen 10 ligger nært plata 212. Den indre tråden 22 mottas i sporene 202d og den ytre tråden 24 mottas i sporene 208a. De indre og ytre trådene 22 og 24 er forkortet slik at de ikke strekker seg langs det indre organet 202 utover sporene 202d og 208a. Isolasjonen 26 forkortes også til dette punktet. Det indre forsterkningslaget 14 kuttes også tilbake ved dette punktet eller ved et punkt før det indre forsterkningslaget 14 når sperreringen 204. Dette betyr at sperrelaget 18 direkte griper inn i den ytre overflaten til det indre organet 202. Resten av det rørformete legemet 12 er imidlertid tillatt å strekke seg langs det indre organet 202 mellom det indre organet 202 og sperreringen 204.
Det slangeinngripende organet 208 strammes så for å forårsake den til å klemmes ned på slangen 10 for å bringe den til solid inngrep med slangen 10. Mutterne 218 strammes så, som induserer en viss aksiell spenning i slangen 10, for dermed å ta opp slark i systemet. Disse kreftene overføres til det slangeinngripende organet 208, til plata 214, til stanga 216, til plata 212 og til haleenden 202b hos det indre organet 202. Det rørformete organet 20 trekkes tilbake over den øvre overflaten til det slangeinngripende organet 208 og festes til projeksjonene 208b som strekker seg fra den øvre overflaten til det slangeinngripende organet 208.
Det rørformete legemet 12 strekker seg under sperreringen 204. Etter at det slangeinngripende organet 208 og mutterne 218 er strammet, strammes splittringen 206 for å øke kraften påført på det rørformete legemet 12 av sperreringen 204.
Endebeslaget 200 kjøles så ned til en lav temperatur med flytende nitrogen. Dette forårsaker at sperreringen 204 trekker seg mer sammen enn splittringen 206, hvorved kompresjonskrafta påført sperreringen 204 av splittringen 206 er redusert. Mens splittringen 206 og sperreringen 204 er ved en relativt lav temperatur, strammes splittringen 206 igjen. Temperaturen tillates så å stige til omgivelsestemperatur, hvorved kompresjonskrafta på sperreringenøker i kraft av større ekspansjon av sperreringen 204 relativt splittringen 206.
Dette fullfører endebeslaget for slangen 10. Det slangeinngripende organet 208 fremskaffer noe sperring av enden av slangen 208 og hjelper til å ta aksielle krefter i slangen 10 rundt sperreringen 204. Sperreringen 204 fremskaffer den gjenværende sperringen av slangen 10.
Fig. 5A til 5D viser tre anvendelser for slangen 10. I hver av fig. 5A til 5C er et fartøy for flytende produksjon, lagring og lossing (FPSO) 102 koblet til en LNG-tanker 104 ved hjelp av en slange 10 i samsvar med oppfinnelsen. Slangen 10 frakter LNG fra en lagringstank hos FPSO 102 til en lagringstank hos LNG-tankeren 104. I fig. 5A ligger slangen over sjønivå 106. I fig. 5b ligger slangen 10 senket under havnivå 106. I fig. 5c flyter slangen nær overflaten til sjøen. I hvert tilfelle frakter slangen 10 LNG uten mellomliggende støtte. I fig. 5d er LNG-tankeren koblet til en landbasert lagringsfasilitet 108 via slangen 10.
Slangen 10 kan anvendes for mange andre anvendelser enn vist i fig. 5a - 5c. Slangen kan anvendes i kryogeniske og ikke-kryogeniske omgivelser.
Det vil verdsettes at oppfinnelsen kan modifiseres. For eksempel kan den rørformete kappen 20 være plassert på utsiden av den ytre tråden 24. Slangen 10 kan også omfatte ekstra forsterkende lag 14, 18, sperrelag 16 og/eller rørformete kapper 20. Ett eller flere av, eller alle, sperrelagene 18a kan være en polymerdekket metallisk film, eller metallisert polymerfilm. På samme måte kan en eller flere av, eller alle, sperrelagene 18b være polymerdekket metallisk film, eller metallisert polymerfilm.
Claims (18)
1. Endebeslag (200) for å avslutte en ende på en slange (10) omfattende et rørformet legeme (12) av fleksibelt materiale arrangert mellom indre og ytre gripeorgan (22,24), hvorved endebeslaget omfatter: et indre organ (202) tilpasset til å bli anbrakt i det minste delvis inne i slangen; et sperreorgan (204,206) tilpasset til å sperre i det minste deler av det rørformete legemet fullstendig rundt omkretsen mellom sperreorganet og det indre organet; og et separat lastoverførende middel (208,210,212) tilpasset til å overføre aksielle laster påført slangen rundt sperreorganet for å redusere eller eliminere den aksielle lasten på slangen mellom sperreorganet og det indre organet,karakterisert vedat sperreorganet omfatter en indre sperrering (204) og en ytre splittring (206) som kan strammes for å tvinge sperreringen til inngrep med det rørformete legemet og det indre organet.
2. Endebeslag i samsvar med patentkrav 1, hvor det indre organet er vesentlig sylindrisk, og sperreorganet er i form av en ring tilpasset til å motta det indre elementet, slik at det rørformete legemet kan klemmes mellom den ytre overflaten til det indre organet og den indre overflaten til ringen.
3. Endebeslag i samsvar med patentkrav 1 eller 2, hvor splittringen er av rustfritt stål og sperreringen er polytetrafluoretylen.
4. Endebeslag i samsvar med et av patentkravene 1 til 3, hvor det lastoverførende midlet omfatter et slangeinngripende organ (208), et lastoverførende organ (210) og et endeorgan (212), festet til det indre organet, hvor arrangementet er slik at sperreorganet er anbrakt mellom det lastoverførende organet og endeorganet, og at det slangeinngripende organet og endeorganet er koblet via det lastoverførende organet.
5. Endebeslag i samsvar med patentkrav 4, hvor det slangeinngripende organet er tilpasset til å gjøre inngrep i slangen på en slik måte at i det minste deler av de aksielle kreftene inne i slangen overføres fra slangen til det slangeinngripende organet.
6. Endebeslag i samsvar med patentkrav 4 eller 5, hvor det lastoverførende organet omfatter en lastoverførende plate (214) med en åpning (212b) tilpasset til å motta slangen, hvor plata har en overflate i stand til å gjøre inngrep med det slangeinngripende organet, hvorved last kan overføres fra det slangeinngripende organet til plata.
7. Endebeslag i samsvar med patentkrav 6, hvor det lastoverførende organet videre omfatter en lastoverførende stang (216) festet mellom plata og endeorganet for overføring av last fra plata til endeorganet.
8. Endebeslag i samsvar med et av patentkravene 1 til 7, hvor det indre organet har en slangeende (202a) som er tilpasset til å strekke seg inne i en endedel av slangen, og en haledel (202b) fjernt fra slangeenden, og hvor endedelen er arrangert på en side av sperreorganet nær haleendene, og det slangeinngripende organet er arrangert på den andre siden av sperreorganet nær slangeenden.
9. Endebeslag i samsvar med et av patentkravene 1 til 8, hvorved sperreorganet er tilpasset til å tette mot det rørformede legemet uavhengig av utøvelsen av aksial last mellom slangen og det indre organet.
10. Slange omfattende et rørformet legeme av fleksibelt materiale arrangert mellom en indre og en ytre spiralviklet tråd, hvor det rørformete legemet tjener til å transportere fluid gjennom slangen og å unngå fluidlekkasje gjennom legemet,karakterisert vedat slangen videre omfatter et endebeslag i samsvar med et av patentkravene 1 til 8 tilpasset enden til denne.
11. Slange i samsvar med patentkrav 10, hvor det slangeinngripende organet er tilpasset til å feste en del av slangen som er foldet tilbake over en ytre del av det slangeinngripende organet.
12. Slange i samsvar med patentkrav 11, videre omfattende et aksialt forsterkningsorgan i form av ei flette (20) rundt det rørformete legemet, og hvor fletta er den delen av slangen som er foldet tilbake over den ytre delen av det rørformete legemet.
13. Slange i samsvar med et av patentkravene 10 til 12, hvor det rørformete legemet strekker seg mellom det indre organet og sperreorganet.
14. Slange i samsvar med et av patentkravene 10 til 13, hvor det rørformete legemet omfatter i det minste ett forsterkningslag og minst ett sperrelag.
15. Fremgangsmåte for framstilling av en slange, omfattende: (a) pakke en tråd rundt en rørformet spindel for slik å danne en indre rull; (b) pakke et sjiktmateriale rundt den rørformete spindelen og den indre rullen for å fremskaffe et rørformet legeme dannet av sjiktmaterialet; (c) pakke en tråd rundt det rørformede legemet for slik å danne en ytre rull; og (d) fjerne slangen fra spindelen;karakterisert vedfølgende trinn: (e) anbringe et indre organ i en åpen ende av slangen; (f) klemme et lastoverførende organ på ei ytre overflate av slangen; og (g) klemme et sperreorgan som omfatter en indre sperrering og en ytre splittring til ei ytre overflate av det rørformede legemet, og stramme splittringen for å tvinge tetningsringen til inngrep med det rørformede legemet og det indre organet.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvorved det lastoverførende organet tjener til å overføre aksiale belastninger påført mellom slangen og det indre organet på en slik måte at de aksiale belastningene omdirigeres rundt sperreorganet for å redusere, eller eliminere, eventuell aksial belastning på slangen mellom sperreorganet og det indre organet, og hvorved i trinn (g) klemmingen av sperreorganet til den utvendige overflata av det rørformede legemet tetter sperreorganet mot det rørformede legemet uavhengig av utøvelsen av aksiale belastninger mellom slangen og det indre organet.
17. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 15 eller 16, videre omfattende følgende trinn mellom trinn (b) og (c): (h) trekke et rørformet aksielt forsterkningsorgan over en fri ende hos spindelen, slik at spindelen strekker innenfor det aksielle forsterkningsorganet, for så å trekke det aksielle forsterkningsorganet langs spindelen slik at det i det minste delvis dekker det rørformete legemet.
18. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 17, hvor det aksielle forsterkningsorganet klemmes ved hjelp av det lastoverførende organet, og videre omfattende følgende trinn etter trinn (f): (i) folde tilbake det rørformete aksielle forsterkningsorganet over en del av det aksielle forsterkningsmidlet.
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB0014355A GB2363439B (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | End fitting for a hose |
GB0014352A GB0014352D0 (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | End fitting for a hose |
GB0014354A GB0014354D0 (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Hose having improved axial strength |
GB0014353A GB2366345A (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Hose incorporating an improved sealing layer |
GB0014350A GB2366344B (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Hose having improved flexing capabilities |
GB0109011A GB2363440B (en) | 2000-06-12 | 2001-04-10 | End fitting for a hose |
GB0109012A GB2366347B (en) | 2000-06-12 | 2001-04-10 | Improvements to an outer portion of a hose |
PCT/GB2001/002562 WO2001096772A1 (en) | 2000-06-12 | 2001-06-12 | Improvements relating to hose |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20140933L NO20140933L (no) | 2002-12-13 |
NO336326B1 true NO336326B1 (no) | 2015-08-03 |
Family
ID=45907999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20140933A NO336326B1 (no) | 2000-06-12 | 2014-07-23 | Endebeslag for en slange, slange og framgangsmåte for framstilling av en slange |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP4897182B2 (no) |
NO (1) | NO336326B1 (no) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2004217736B2 (en) * | 2003-03-05 | 2010-01-07 | Dunlop Oil and Marine Ltd. | Hose end fitting |
AU2007246827B2 (en) * | 2006-05-08 | 2013-06-27 | Dunlop Oil and Marine Ltd. | Improvements relating to hose |
AU2007352536B2 (en) * | 2006-05-08 | 2013-06-27 | Dunlop Oil and Marine Ltd. | Improvements relating to hose |
GB0609079D0 (en) * | 2006-05-08 | 2006-06-21 | Bhp Billiton Petroleum Pty Ltd | Improvements relating to hose |
GB0616054D0 (en) * | 2006-08-11 | 2006-09-20 | Bhp Billiton Petroleum Pty Ltd | Improvements relating to hose |
MY152207A (en) * | 2007-09-14 | 2014-08-29 | Bhp Billiton Petroleum Pty Ltd | Improvements relating to hose end fittings |
US8881436B2 (en) | 2008-04-15 | 2014-11-11 | Trelleborg Industrie Sas | Fluid-tight end fitting for a composite hose and method of assembling a composite hose on such end fitting |
JP5306877B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-10-02 | 古河電気工業株式会社 | 可撓管の端末構造 |
DE102016003736A1 (de) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | FKM Walzentechnik Dr. Freudenberg GmbH | Verfahren zur Herstellung eines schlauchförmigen Körpers |
IT201800009085A1 (it) * | 2018-10-02 | 2020-04-02 | Manuli Hydraulics Italia Srl | Tubo idraulico flessibile |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1425453A1 (de) * | 1962-08-02 | 1969-07-10 | Continental Gummi Werke Ag | Druck- und/oder Saugschlauch |
GB2104992B (en) * | 1981-08-28 | 1985-07-24 | Ti Flexible Tubes Ltd | Hose end fitting |
DE3231858A1 (de) * | 1981-08-28 | 1983-03-17 | Ti Flexible Tubes Ltd., Enfield, Middlesex | Endfitting fuer schlaeuche |
GB2107819B (en) * | 1981-10-02 | 1985-01-23 | Shell Res Ltd | Flexible hose for liquefied gases |
DE3440459A1 (de) * | 1984-11-06 | 1986-05-07 | Phoenix Ag, 2100 Hamburg | Folienschlauch |
JPS6359292U (no) * | 1986-07-31 | 1988-04-20 | ||
JPH067266Y2 (ja) * | 1988-08-12 | 1994-02-23 | 株式会社明治フレックス | 露線式積層体ホース |
US5182147A (en) * | 1988-10-14 | 1993-01-26 | Dantec Ltd. | Composite hose |
JPH0627401Y2 (ja) * | 1989-06-15 | 1994-07-27 | 東レ株式会社 | 炭素繊維強化炭素複合材料製管体 |
JP2652249B2 (ja) * | 1989-08-22 | 1997-09-10 | 進 根本 | キーのつまみ部カバー |
JPH0381478U (no) * | 1989-12-09 | 1991-08-20 | ||
JP3556278B2 (ja) * | 1994-07-15 | 2004-08-18 | 株式会社明治フレックス | コンポジットホース |
FR2758588B1 (fr) * | 1997-01-23 | 1999-02-19 | Hutchinson | Flexible de decouplage monte dans une ligne d'echappement d'un moteur de vehicule automobile |
JP3156775B2 (ja) * | 1998-06-18 | 2001-04-16 | 日本電気株式会社 | 軽量立体形導波路 |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2002510861A patent/JP4897182B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2011
- 2011-10-25 JP JP2011233849A patent/JP5744701B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-07-23 NO NO20140933A patent/NO336326B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20140933L (no) | 2002-12-13 |
JP2004503732A (ja) | 2004-02-05 |
JP5744701B2 (ja) | 2015-07-08 |
JP2012087934A (ja) | 2012-05-10 |
JP4897182B2 (ja) | 2012-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO335227B1 (no) | Forbedringer angående slanger | |
NO336326B1 (no) | Endebeslag for en slange, slange og framgangsmåte for framstilling av en slange | |
AU2007246823B2 (en) | Improvements relating to hose | |
CA2660417C (en) | Reinforced hose | |
AU2001264075A1 (en) | Improvements relating to hose | |
AU2003285494B2 (en) | Improvements relating to hose | |
GB2368377A (en) | Hose having improved axial strength | |
AU2007200462B2 (en) | Improvements relating to hose |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |