NO336344B1 - Slange for transport av fluider under kryogene betingelser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår slange og mer spesielt slange som kan benyttes ved kryogene betingelser.

Typiske anvendelser for slange involverer pumping av fluider fra et fluid reservoar under trykk. Eksempler inkluderer tilførsel til hjemlig olje for oppvarming eller LPG til en koker, transport av væsker og/ eller gasser produsert i et oljefelt fra en fast eller flytende produksjonsplattform til et skipslager eller fra et skipslager til en landbasert lagerenhet, levering av brensel til racerbiler, spesielt for fylling under formel 1 billøp, samt overføring av korrosive fluider, så som svovelsyre.

Det er velkjent å benytte slange for transport av fluider, så som kondenserte gasser, ved lave temperaturer. Slike slanger benyttes normalt til transport av kondenserte gasser så som kondensert naturgass (LNG) og kondensert petroleumsgass (LPG).

For at slangen skal være tilstrekkelig fleksibel kan en hvilken som helst gitt lengde være i det minste delvis laget av fleksibelt materiale, det vil si et ikke-rigid materiale.

Strukturen av slike slanger omfatter generelt et rørformet legeme av fleksibelt materiale anordnet mellom en indre og en ytre helisk viklet holdetråder ("wirer"). Det er vanlig at de to tråder er viklet med samme stigning, men at den ene vikling er forskjøvet en halv vikling i forhold til den andre. Det rørformede legeme omfatter typisk indre og ytre sjikt med et mellomliggende tettende sjikt. Det indre og det ytre sjikt gir strukturen styrke til å bære væsken i den. Normalt vil indre og ytre sjikt av det rørformede legeme omfatte stoffsjikt formet av en polyester så som polyetyenterftalat. Det mellomliggende, tettende sjikt danner en tetning for å hindre at væsken kan trenge gjennom slangen og er typisk en polymer film.

Holdetrådene blir typisk satt på under strekk rundt de indre og ytre flater av det rørformede legeme. Holdetrådene virker primært til å preservere geometrien av det rørformede legeme. Videre kan den ytre tråd virke til å begrense unødig bånddeformasjon av slangen under høyt trykk. Den indre og den ytre tråd virker også til å motstå sammenklemming av slangen.

En slange av denne generelle type er beskrevet i europeisk patentpublikasjon nr. 0076540 Al. Slangen beskrevet i denne beskrivelse inkluderer et mellomliggende sjikt av biaksialt orientert polypropylen som hevdes å forbedre slangens evne til å motstå tretthetsbrudd forårsaket av gjentatt bøying.

En annen slange er beskrevet i GB 2223817 A. Slangen beskrevet i denne publikasjon er en komposittslange omfattende en indre sylindrisk viklet metalliske kjerne, et antall sjikt av plastfibere og filmer viklet på kjernen, i det minste ett sjikt av glasslerret og i det minste ett sjikt av aluminiumfolie plassert inntil hverandre og viklet på plastmaterialet, og en ytre helisk metallisk sjablong. Denne slange hevdes å være egnet til transport av brennbare væsker og oljer.

En annen slange er beskrevet i GB 1034 956 A.

Videre er det kjent slanger med heliske viklinger av forsterkende, fleksibelt materiale i publikasjonene GB 2 336 886 A, GB 1 034 956 A samt WO 01 96772 A. GB 2 336 886 beskriver blant annet et trykkarmeringssjikt som er anordnet helisk mellom andre sjikt av slangen og har sammenlåsende formasjoner for å låse sammen viklingene av det trykkarmerende sjikt.

Oppfinnelsen er spesielt egnet for slangen beskrevet i WO01/96772. Vi har laget ytterligere forbedringer til slangen beskrevet i denne søknad.

Slanger ifølge den kjente teknikk har meget begrenset bøyestivhet noe som gjør den utsatt for skadelig skarpe lokale bend. Slangene er også svært ofte utsatt fir skade som følge av slag, slitasje og andre eksterne mekaniske påvirkninger. Vi har nå funnet en måte for å forbedre disse problemer.

I henhold til et første aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en slange som definert i patentkrav 1.

Det langstrakte organ begrenser bøyeradius uten å ødelegge den nødvendige fleksibilitet av slagen. Dette sjiktet tilveiebringer også mekanisk beskyttelse av slangen.

Samvirket av viklingen muliggjør geometriske endringer å bli fordelt jevnt langs slangens lengde. Fortrinnsvis er de samvirkende formasjoner slik arrangert at de tilveiebringer en kontinuerlig tetning som innebærer at sjiktet er vanntett.

Det er mulig for de sammenkoblbare formasjoner å være anordnet med intervaller langs de langsgående kanter, men det er foretrukket at de strekker seg hovedsakelig kontinuerlig langs respektive kant. Ved en utførelsesform er de sammenkoblbare formasjoner hovedsakelig kontinuerlige langs en langsgående kant og anordnet diskontinuerlig med intervaller langs den andre langsgående kant.

Det er foretrukket at det langstrakte organ er laget av et materiale som er i stand til å bli prosessert til et bånd, for eksempel ved ekstrusjon. Egnede materialer kan inkludere termoplastiske materialer så som polyvinylklorid eller et polyolefin (for eksempel polyetylen). Som et alternativ kan et polyuretan benyttes.

Ved én utførelsesform er den sammenkoblbare formasjon på én langsgående kant fastgjort til den sammenkoblbare formasjon på den motstående langsgående kant for å hindre formasjonene i å slippe ut av inngrep med hverandre. Festingen kan oppnås for eksempel ved ultralydssveising, binding med kjemiske løsningsmidler (for eksempel bruk av løsemiddel som gjennom reaksjon danner en kjemisk binding av det langstrakte organ). Valg av kjemikalium avhenger av konstruksjonsmaterialet for det langstrakte organ. Eksempler på egnede klebemidler for PVC inkluderer Stelmax Flexible PVC Solvent Cement, Bostik PVC Weld Cement M5417 og Bondloc PVC Weld Cement S1800. Eksempler på klebemidler egnet for polyuretaner og termoplastiske materialer inkluderer Bondloc S1400 og Araldit lim, så som Araldit 2018 og Araldit 2026.

I henhold til et annet eksempel er konfigurasjonen slik at formasjonene kan låses gjensidig til hverandre for å hindre formasjonene fra å slippe ut av inngrep med hverandre. Ved denne utførelsesform omfatter de sammenkoblbare formasjoner låsende formasjoner.

Det er foretrukket at hver sammenkoblbare formasjon omfatter en profil anordnet langs kanten, som er formet for å kunne samvirke eller komme i inngrep med den andre formasjon.

Det er spesielt foretrukket av profilene er slik at når det langstrakte organ er blitt viklet rundt det rørformede legeme, kan formasjonen på kanten som blir viklet, bli skjøvet til inngrep med formasjonen på motsatt side av den kant som allerede er på plass på det rørformede legeme.

Som bemerket ovenfor kan formasjonene ved en utførelsesform bli klebet sammen med et klebemiddel.

Ved en annen utførelsesform er hver sammenkoblbare formasjon konfigurert til å tilveiebringe en "klem-pass" eller "snepplås" fastgjøring til formasjonen på motsatt langsgående kant. Hver formasjon kan langs hver langsgående kant inkludere et holdeorgan, tilpasset til å samvirke med et holdeorgan på den formasjon som den låses til, slik at formasjonene som blir låst sammen, blir fastholdt av nevnte holdeorganer.

Formasjonene som låses sammen har fortrinnsvis en C-form, idet formasjonene på motstående kant er orientert i motsatt retning, slik at de C-formede formasjoner kan bli låst sammen når det langstrakte organ blir viklet rundt det rørformede legeme.

Holdeorganene omfatter fortrinnsvis en innover rettet flens anordnet ved eller nær en av endene på det C-formede organ.

Fortrinnsvis omfatter det langstrakte organ i det minste ett kammer som inneholder et materiale som har en tetthet lavere enn resten av det langstrakte organ, så som et skum eller en skummet polymer. Kammeret eller hvert kammer kan ganske enkelt inneholde et fluid som fortrinnsvis er en gass, så som luft.

Ved en utførelsesform er kammeret et langstrakt kammer. En rekke kamre kan være anordnet med intervaller i avstand fra hverandre langs lengden av det langstrakte organ, eller alternativt kan kammeret strekke seg langs i hovedsak hele lengden av det langstrakte organ. Kammeret tjener til å gi en oppdrift til slangen. Kammeret tjener også til å forbedre den termiske isolasjon av slangen. Det er mulig at mer enn ett langstrakt kammer kan være anordnet langs samme lengde av slangen. For eksempel er det spesielt foretrukket med et arrangement hvor to inntil hverandre beliggende kamre strekker seg i hovedsak langs hele lengden av slangen.

Kammeret eller kamrene kan ha en hvilken som helst form, men det er foretrukket at formen er sylindrisk.

Ved en utførelsesform omfatter oppdriftskammeret eller -kamrene et antall lukkede kamre som er anordnet slik at de danner en svamplignende struktur inne i det langstrakte kammer. En struktur av denne type hjelper til å hindre inntrengning av væske i hele kammeret selv om kammeret skulle bli punktert.

Det er foretrukket at oppdriftskammeret eller -kamrene har en lengde som tilsvarer hovedsakelig 0,5 til 5 ganger stigningsavstanden av gripeorganene, fortrinnsvis i området 1-2 ganger stigningsavstanden.

Det totale volumet som opptas av kammeret er fortrinnsvis over 50 % av hele volumet som opptas av det langstrakte organ.

En av fordelene ved slangen ifølge forliggende oppfinnelse er at det langstrakte kammer kan skreddersys til en gitt applikasjon. For en slange som vil bli benyttet i luft som en kryogen ledning, kan et relativt tynt sjikt være optimalt. For anvendelse i væsker, så som i sjøen, kan det være ønskelig med vesentlig mer oppdrift og bøyningsstivhet, og både oppdriftskammeret og den sammenkoblbare mekanisme kan derfor med fordel ha større dimensjoner.

Ved en foretrukket utførelsesform har det langstrakte kammer en tykkelse som er større enn avstanden mellom de langsgående kanter.

Det langstrakte organ kan være plassert mellom det rørformede legeme og det ytre gripeorgan.

Det langstrakte organ tilveiebringer et antall fordeler til slangen. Det tilveiebringer slangen en forbedret motstandsevne mot slag og er enkelt å passe inn i en eksisterende slange. Det har ikke den samme følsomhet for belastnings-lokalisering som oppleves med et kontinuerlig, rørformet sjikt (det vil vi et sjikt som er blitt påført som en sokk snarere enn ved bandasjering). Med et rørformet ark er det vanskelig å oppnå konsistent veggtykkelse og belastninger vil forekomme ved svake punkter i stedet for å bli jevnt fordelt over hele slangens lengde. Oppdriftskammeret forbedrer oppdriften av slangen samt dens termiske motstand.

Ved en foretrukket utførelsesform er de indre og ytre gripeorganer forsynt med profilert tverrsnitt for å redusere slangens friksjonsfaktor.

Spesielt foretrukne profiler inkluderer en oval tverrsnittsform eller et halvsirkelformet tverrsnitt, innrettet for å tilveiebringe minst mulig motstand mot strømning.

Slangen ifølge aspektene av oppfinnelsen beskrevet ovenfor kan også være utstyrt med ett eller flere av de trekk som allerede er beskrevet i WO01/96772. Disse vil bli nærmere omtalt nedenfor.

Således kan slangen videre omfatte aksiale forsterkninger som er tilpasset for å redusere deformasjon av det rørformede legeme når dette blir utsatt for aksialt strekk, og den aksiale forsterkning er videre tilpasset til å utøve en radielt innover rettet kraft på i det minste en del av rørformede legeme når den aksiale forsterkning blir utsatt for aksialt strekk. Forlengelsen ved brudd for det rørformede legeme og den aksiale forsterkning er fortrinnsvis innen området 1 til 10 %. Mer foretrukket er forlengelsen ("strekket") ved brudd mer enn 5 % ved omgivelsestemperatur og ved kryogen temperatur. I tillegg er materialene av det rørformede legeme og den aksiale forsterkning med fordel kompatible, slik at de opptrer på samme måte under drift, slik at ikke en enkelt komponent blir utsatt for skadelig belastning og strekk. Dette betyr at materialene for det rørformede legeme og den aksiale forsterkning svarer på samme måte overfor strekk. Et "bøyestrekk" (for en sylindrisk komponent) på minst 3 % er generelt påkrevd for den type slangeanvendelser som det primært tas sikte på ved foreliggende oppfinnelse. Mens det vil være et "slipp" mellom sjiktene og utretting av helisk orienterte komponenter som besørger slik "slipp", vil det likevel være en resultantbelastning av størrelsesorden 1 % som virker på strukturelle komponenter i slangeveggen. Dette kan sammenlignes med en flytegrense ("yield strain") på 0,2 % for metaller.

Det er foretrukket at den aksiale forsterkning er laget av ikke-metallisk materiale, spesielt er et plastbasert materiale nærmere omtalt nedenfor. Dette skyldes at metalliske materialer sjelden har ønsket belastningskarakteristikk.

Det er foretrukket at det rørformede legeme og den aksiale forsterkning omfatter samme materiale, mest foretrukket ultra høymolekylærvekts polyetylen (HHMWPE) som beskrevet mer i detalj nedenfor.

Det rørformede legeme omfatter minst ett forsterkende sjikt og minst ett barrieresjikt. Mer foretrukket finnes det i det minste to forsterkende sjikt med barrieresjiktet plassert i "sandwich" mellom de to. Ved den foretrukne utførelsesform er de forsterkende sjikt og barrieresjiktet viklet rundt det indre gripeorgan.

Fortrinnsvis er et ytterligere forsterkningssjikt anordnet mellom det ytre gripeorgan og den aksiale forsterkning.

Den ultimative styrke for den forsterkende sjikt er fortrinnsvis mellom 100 og 700 kN for en 8 tommers (200 mm) diameter slange. Det er foretrukket at bøyestrekket ved svikt av det eller de forsterkende sjikt er i området 2 % til 15 %. Det er ønskelig at ytterligere forsterkende sjikt er av samme materiale som den aksiale forsterkning, mest foretrukket UHMWPE.

Fortrinnsvis omfatter den aksiale forsterkning en generelt rørformet kappe dannet av et ark av materiale tilveiebrakt i rørform, så som en kappe som er i stand til å opprettholde rørformen også når den utsettes for aksial strekkbelastning. Slangen kan være tilveiebrakt med to eller flere rørformede kapper for ytterligere å forbedre ytelsen til slangen under aksial belastning.

Det er foretrukket at den aksiale forsterkning er tilveiebrakt i form av en generelt rørformet flette. I denne beskrivelse menes med "flette" et materiale som er dannet av to eller flere fibere eller tråder som er blitt tvunnet til å danne en langstrakt struktur. Det er et trekk ved en flette at den kan forlenges når den utsettes for aksial strekkbelastning.

Det er videre et trekk ved en flette at når den tilveiebringes i en rørform, vil dens diameter bli redusert når fletten utsettes for aksial strekkbelastning. Således vil den rørformede fletten som omgir det rørformede legeme eller inngår i strukturen av det rørformede legeme, påføre en radielt innover rettet kraft på i det minste en del av det rørformede legeme, når den blir utsatt for aksial strekkbelastning.

Det er foretrukket at hele den rørformede kappe er tilveiebrakt i form av fletten.

Imidlertid er det mulig for bare en eller flere deler av lengden av den rørformede kappe å være tilveiebrakt i form av fletten.

Det er også foretrukket at fletten strekker seg hele veien rundt omkretsen av den rørformede kappe. Imidlertid er det mulig at bare en del av omkretsen av den rørformede kappe er tilveiebrakt i form av fletten.

Fletten kan være tilveiebrakt i en biaksial form(det vil si hvor fletten er dannet av bare to sammentvinnede fibere eller tråder) eller i triaksial form (det vil si hvor der også er langsgående fibere eller tråder, for økt aksial styrke).

Skjønt det er foretrukket å tilveiebringe den aksiale forsterkning i form av en flette, kan den være tilveiebrakt i andre former som oppfyller de funksjonelle krav spesifisert ovenfor. Således kan den aksiale forsterkning være tilveiebrakt som et egnet arrangement av strenger eller tau som er helisk viklet rundt det rørformede legeme.

Konstruksjonsmaterialene for disse bør velges slik at de muliggjør bruk av slangen i det miljø den er tenkt for. Således er det er behov for at slangen er i stand til å transportere fluider under trykk uten lekkasje av fluidene gjennom slangens vegger. Det er også et behov for at slangen er i stand til å motstå gjentatt bøying og til å motstå aksial belastning som forårsakes av kombinasjonen av slangens og fluidets vekt. Videre, hvis slangen er beregnet for bruk til transport av kryogene fluider, må materialene være i stand til å tåle ekstremt kalde temperaturer uten vesentlig reduksjon i sin ytelse.

Hovedformålet med det eller de forsterkende sjikt er å motstå båndbelastningen som slangen utsettes for under transport av fluider gjennom den. Således vil ethvert forsterkende sjikt som har den nødvendige grad av fleksibilitet og som er i stand til å motstå den aktuelle belastning være adekvat. Videre, hvis slangen er beregnet for transport av kryogene fluider, må det eller de forsterkende sjikt være i stand til å tåle kryogene temperaturer.

Vi foretrekker at for det eller hvert forsterkende sjikt er dannet av et ark av et materiale som er blitt viklet til en rørform gjennom vikling av materialet på en helisk form.

Dette betyr at det eller hvert forsterkende sjikt ikke har mye motstand mot aksial strekkbelastning, siden påføring av en aksial kraft vil tendere til å trekke viklingene fra hverandre. Det eller hvert forsterkende sjikt kan omfatte ett enkelt kontinuerlig sjikt av arkmaterialet eller to eller flere enkle, kontinuerlige sjikt av arkmaterialet. Imidlertid er det mer vanlig (og i avhengighet av lengden på slangen) at sjiktet eller hvert sjikt av arkmaterialet er dannet av et antall av separate lengder av arkmaterialet anordnet langs lengden av slangen.

Ved en foretrukket utførelsesform omfatter hvert lag et stoff, mest foretrukket et vevd stoff. Det eller hvert sjikt er hensiktsmessig formet av en syntetisk polymer, så som polyester, et polyamid eller et polyolefin. Den syntetiske polymer kan være tilveiebrakt i form av fibere eller et garn som stoffet er dannet fra.

Når det eller de forsterkende sjikt omfatter en polyester er det foretrukket at det er polyetylen tereftalat.

Når det eller de forsterkende sjikt omfatter et polyamid, kan det være et alifatisk polyamid, så som nylon, eller det kan være et aromatisk polyamid, så som en aramid forbindelse. For eksempel kan det eller hvert forsterkende sjikt være et poly-(p-fenylentereftalamid) så som KEVLAR®.

Når det eller hvert forsterkende sjikt omfatter en polyolefin, kan det være polyetylen, polypropylen eller polybutylen homopolymer, eller en kopolymer av denne og er fortrinnsvis monoaksialt eller biaksialt orientert. Mer foretrukket er polyolefinet polyetylen og mest foretrukket er polyetylenet en høymolekylvekts polyetylen, spesielt UHMWPE.

UHMWPE som benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse vil generelt ha en vekt-gjennomsnittlig molekylvekt over 400 000, typisk over 800 000 og normalt over 1 000 000. Den

vektgjennomsnittlige molekylvekt vil vanligvis ikke overskride omtrent 15 000 000. UHMWPE er fortrinnsviskarakterisert veden molekylvekt fra omtrent 1 000 000 til 6 000 000. Den UHMWPE som er mest nyttig ved foreliggende oppfinnelse er sterkt orientert og vil normalt ha blitt strukket i det minste 2-5 ganger i en retning og minst 10-15 ganger i en annen retning.

Den UHMWPE som er mest nyttig ved foreliggende oppfinnelse vil generelt ha en parallell orientering som er større enn 80%, mer vanlig større enn 90% og fortrinnsvis større enn 95%. Krystalliniteten vil generelt være større enn 50%, mer vanlig større enn 70%. En krystallinitet opp til 85-90% er mulig.

UHMWPE er beskrevet i for eksempel US-A-4344908, US-A-4411845, US-A- 4422993, US-A-4430383, US-A-4436689, EP-A-183285, EP-A-0438831, og EP-A- 0215507.

Det er spesielt fordelaktig at det eller hvert forsterkende sjikt omfatter en sterkt orientert HHMWPE, så som tilgjengelig fra DSM High Performance Fibres BV (et nederlandsk selskap) under handelsnavnet DYNEEMA, eller tilgjengelig fra US selskapet Allied Signal Inc. under handelsnavnet SPECTRA.

Ytterligere detaljer om DYNEEMA er angitt i brosjyren med tittel" DYNEEMA; the top performance in fibers; properties and application" utgitt av DSM High Performance Fibers BV, utgave 02/98. Ytterligere detaljer om SPECTRA er gitt i en handelsbrosjyre med tittel Spectra Performance Materials", utgitt av AlliedSignal Inc., utgave 5/96. Disse materialene har vært tilgjengelige siden 1980-årene.

Ved en foretrukket utførelsesform kan det eller hvert forsterkende sjikt omfatte et vevd stoff dannet av fibere anordnet i en veft og varp retning. Vi har funnet at det er spesielt fordelaktig om det eller hvert forsterkende sjikt er arrangert slik at stoffets varp retning er med en vinkel som er mindre enn eller lik 20 grader i forhold til den aksiale retning av slangen. Det er også foretrukket at denne vinkelen er større enn eller lik 5 grader. Ved en foretrukket utførelsesform er det eller hvert forsterkende sjikt arrangert slik at stoffets varp retning er ved en retning fra 5 til 15 grader, mer foretrukket omtrent 10 grader, i forhold til den aksiale retning av slangen. Toleransen av disse tallene er omtrent 1-2 grader.

Den aksiale forsterkning kan også bli dannet i samme materiale som det eller hvert forsterkende sjikt. Således vil det være klart at den aksiale forsterkning, det eller hvert forsterkende sjikt og det tettende sjikt alle kan være laget fra samme basisforbindelse. Imidlertid må formen av komponentene være forskjellige for å tilveiebringe den tilsiktede funksjon, det vil si aksial forsterkning tilveiebringer en aksialt forsterkende funksjon, det eller hvert forsterkende sjikt tilveiebringer forsterkning mot båndbelastninger og det tettende sjikt tilveiebringer en tettende funksjon. Vi har funnet at UHMWPE materialer er best egnet, spesielt DYNEEMA og SPECTRA produkter. Disse materialer er også blitt funnet å virke bra under kryogene betingelser. De foretrukne parametere for den UHMWPE (molekylvektsområde etc.) omtalt ovenfor i forbindelse med forsterkningssjiktene, er også hensiktsmessige når det gjelder den aksiale forsterkning. I denne forbindelse skal det imidlertid bemerkes at parameterne av UHMWPE materialet som benyttes i den aksiale forsterkning ikke trenger være de samme som parameterne av UHMWPE materialet som benyttes i forsterkningssj iktene.

Det vil være mulig for den aksiale forsterkning å bli tilveiebrakt inne i sjiktet av det rørformede legeme. Imidlertid foretrekker vi at den aksiale forsterkning er posisjonert mellom det rørformede legeme og det ytre gripeorgan. Ved en annen foretrukket utførelsesform er den aksiale forsterkning tilveiebrakt inne i sjiktet av det rørformede legeme og en ytterligere aksial forsterkning er også tilveiebrakt mellom det rørformede legeme og det ytre gripeorgan.

Formålet med det tettende sjikt er primært å hindre lekkasje av fluider som transporteres gjennom det rørformede legeme. Således vil ethvert tettende sjikt som har tilstrekkelig grad av fleksibilitet og som kan tilveiebringe en hensiktsmessig tetningsfunksjon, være adekvat. Videre, hvis slangen er beregnet for transport av kryogene fluider, må tetningssjiktet være i stand til å tåle kryogene temperaturer.

Det tettende sjikt kan være laget av samme basismateriale som det eller hvert forsterkningssj ikt. Som et alternativ kan det tettende sjikt være en fluorpolymer, så som polytetrafluoretylen (PTFE), en fluorinert etylen propylen kopolymer, så som en kopolymer av heksafluorpropylen og tetrafluoretylen (tetrafluoretylen-perfluorpropylen) tilgjengelig fra DuPont Fluoroproducts under handelsnavnet Teflon FEP eller et fluorinert hydrokarbon perfluoralkoksy, tilgjengelig fra DuPont Fluoroproducts under handelsnavnet Teflon PFA. Andre egnede materialer er etylen kloro-trifluoretylenfilm (ECTFE), spesielt Halar ECTFE. Disse filmene kan lages ved ekstrusjon eller ved blåsing.

Vi foretrekker at det tettende sjikt er laget av et ark av materiale som er blitt viklet til en rørform gjennom vikling av materialet på en helisk måte. Som med forsterkningssj iktene innebærer dette at det eller hvert tettende sjikt ikke trenger å ha motstand mot aksial belastning, idet påføringen av en aksial kraft vil tendere til å trekke viklingene fra hverandre. Tetningssjiktet kan omfatte ett enkelt kontinuerlig sjikt av arkmaterialet eller kan omfatte to eller flere enkle kontinuerlige sjikt av arkmaterialet.

Imidlertid, mer vanlig (og i avhengighet av lengden på slangen) vil det eller hvert sjikt av arkmaterialet være laget av et antall av separate lengder av arkmaterialet anordnet langs lengden av slangen. Hvis det er ønskelig kan det tettende sjikt omfatte en eller flere varmekrympbare tettende krager (det vil si med rørform) som er anordnet over det indre forsterkningssjikt.

Vi foretrekker at det tettende sjikt omfatter en rekke av overlappende sjikt av film. Fortrinnsvis vil det være minst 2 sjikt, mer foretrukket minst 5 sjikt og enda mer foretrukket minst 10 sjikt. I praksis kan det tettende sjikt omfatte 20, 30,40, 50 og flere sjikt av film. Den øvre grense for antall sjikt vil avhenge av størrelse på slangen, men det er usannsynlig at mer enn 100 sjikt vil være nødvendig. Vanligvis vil det ikke være nødvendig med mer enn 50 sjikt. Tykkelsen av hvert sjikt av film vil typisk være i området 50 til 100 mikrometer.

Det er selvsagt underforstått at mer enn ett tettende sjikt kan benyttes.

Ved en utførelsesform kan det tettende sjikt omfatte i det minste to polymerfilmer, en av filmene laget av en første polymer og en annen film laget av en annen polymer som er forskjellig fra den første polymer.

Ved denne utførelsesform er en av polymerfilmene stivere enn den andre film, hvorved en forskjell i flytegrense ("yield strain") vil være tilstede i materialegenskapene ved driftstemperatur og trykk. Fortrinnsvis er den ytre film stivere enn den indre film. Virkningen av dette er at ved den uheldige omstendighet at slangen ryker, vil det skje en kontrollert sikt hvor den stivere, ytre polymer svikter først mens den mer seige polymer holder det indre trykk i et begrenset tidsrom og tillater trykket å avta mer gradvis.

Ved denne foretrukne utførelsesform er den maksimale belastning ved svikt over 100 % ved omgivelsestemperatur for det mest seige sjikt og det er minst 20 % mindre for det andre sjikt.

Hver polymerfilm av det tettende sjikt er fortrinnsvis et polyamid, et polyolefin eller en fluorpolymer.

Når den polymere film eller det tettende sjikt omfatter et polyamid, kan det være et alifatisk polyamid så som nylon, eller det kan være et aromatisk polyamid, så som en aramidforbindelse.

Vi foretrekker at en av polymerfilmene i det tettende sjikt er polyolefin og at en annen av polymerfilmene av det tettende sjikt er en fluorpolymer.

Egnede polyolefiner inkluderer et polyetylen, polypropylen eller polybutylen homopolymer eller en kopolymer eller terpolymer av slike. Fortrinnsvis er polyolefinfilmen monoaksialt eller biaksialt orientert. Mer foretrukket er polyolefinet polyetylen, og mest foretrukket er polyetylenet et høymolekylært polyetylen, spesielt UHMWPE, som er beskrevet i detalj ovenfor. De foretrukne parametere av UHMWPE materialet (molekylvektsområde etc.) omtalt ovenfor i forbindelse med de forsterkende sjikt, er også egnede for det tettende sjikt. I denne forbindelse skal det imidlertid bemerkes at parameterne av UHMWPE materialet som benyttes i det tettende sjikt ikke trenger være de samme som parameterne av UHMWPE materialet som benyttes i forsterkningssjiktene.

Siden det tettende sjikt er beregnet til å gi en tettende funksjon, bør dette sjiktet være tilveiebrakt i form av en film som er hovedsakelig ugjennomtrengelig for de fluider som skal transporteres. Således trenger de høyt orienterte UHMWPE materialer å være tilveiebrakt i en form som har tilfredsstillende tettende egenskaper. Disse produktene blir vanligvis tilveiebrakt i form av en fast blokk som kan bli videre prosessert for å oppnå materialet på ønsket form. Filmen kan bli produsert ved å skjære av en tynn film av flaten på den faste blokk. Alternativt kan filmer bli blåst av

UHMWPE.

Egnede fluorpolymere inkluderer polytetrafluoretylen (PFTE), et fluorinert etylen propylen kopolymer, så som en kopolymer av heksafluorpropylen og tetrafluoretylen (teetrafluoretylen-perfluorpropylen) tilgjengelig fra DuPont Fluoroproducts under handelsnavnet Teflon FEP eller et fluorinert hydrokarbon perfluoralkoksy, tilgjengelig fra DuPont Fluoroproducts under handelsnavnet Teflon PFA. Et annet egnet materiale er etylen klor-trifluoretylenfilm (ECTFE), spesielt Halar ECTFE. Disse filmene kan lages ved ekstrusjon eller blåsing.

Fortrinnsvis omfatter det tettende sjikt et antall sjikt av hver av polymerfilmene. Ved en utførelsesform kan sjiktene være arrangert slik at den første og den andre polymer alternerer gjennom tykkelsen av det tettende sjikt. Dette er imidlertid ikke det eneste mulige arrangement. Ved et annet arrangement er alle sjiktene av det første polymermateriale omgitt av alle sjiktene av det andre polymermateriale eller vice versa.

Det skal naturligvis forstås at mer enn ett tettende sjikt kan bli tilveiebrakt.

Fortrinnsvis omfatter det tettende sjikt i det minste ett sjikt som delvis eller helt omfatter et metall, et metalloksid eller en blanding av metall og metalloksid. I denne beskrivelse menes med henvisning til metallfilmer også metalloksid-inneholdende filmer med mindre annet er angitt. Således kan sjiktet av metall være et sjikt av en metallisk fil, (for eksempel et sjikt bestående i hovedsak kun av metall, et sjikt av metalloksid eller en blanding av slike komponenter), eller en polymerbelagt metallisk eller en metallisert polymerfilm. Vi foretrekker at metallsjiktet er en polymerbelagt metallisk film. Metallet kan være for eksempel aluminiumoksid. Polymeren kan være for eksempel en polyester.

Egnede polymerbelagte metallfilmer inkluderer filmer som er tilgjengelige fra HiFi Industrial Film I Stevenage, England, under handelsnavnene MEX505, MET800, MET800B og MET 852. MET800B er foretrukket.

Et ytterligere metallsjikt kan være anordnet utenfor det tettende sjikt. Fortrinnsvis er det ytterligere metallsjikt anordnet mellom det rørformede legeme og det ytre gripeorgan. Sjikt av steinull kan også være tilveiebrakt for å forbedre den termiske isolasjon, fortrinnsvis mellom det tettende sjikt og det ytre metallsjikt. Hensikten er å skape et termisk ringrom mellom to sjikt av metall.

Metallinneholdende film er reflekterende og reduserer derfor varmetap eller varmeopptak, hvilket er spesielt nyttig for kryogene anvendelser. I tillegg tilveiebringer metallinneholdende film gode barriereegneskaper og reduserer dampgjennomgang, hvilket er nyttig for å hindre materialtap når gasser blir transportert.

Et annet trekk ved det tettende sjikt er at det omfatter en UHMWPE. Hvis det UHMWPE tettende sjikt er dannet av varmekrympende krager, er det ikke vesentlig at kragene er laget av forskjellige materialer, men de bør fortrinnsvis være laget av UHMWPE.

Fortrinnsvis omfatter det tettende sjikt i det minste to polymerfilmer av forskjellig materialer og i det minste en av filmene omfatter en ultra høymolekylvekts polyetylen.

En annen foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen angår herdet harpiksmatrise anordnet rundt det rørformede legeme, idet det ytre gripeorgan er i det minste delvis omgitt av harpiksmatrisen for å begrense relativ bevegelse mellom det ytre gripeorgan og resten av slangen.

Den herdede harpiksmatrise må ha tilstrekkelig fleksibilitet til å tillate at slangen kan bøyes i den grad som er nødvendig for slangens spesifikke anvendelse. Det er åpenbart at enkelte anvendelser krever mer fleksibilitet enn andre.

Harpiksmatrisen omfatter fortrinnsvis en syntetisk polymer så som polyuretan.

Det er spesielt foretrukket at harpiksmatrisen er laget av et materiale som forut for herding er i stand til å bli påført i flytende form på slangen. Typisk vil den ikke herdede harpiks bli å applisere på slangen i form av spraying, helling eller maling. Dette gjør det mulig for den ikke herdede harpiks å bli påført over hele den ytre flate av det rørformede legeme og det ytre gripeorgan og deretter in situ å danne et fast, fleksibelt belegg. Mekanismen for herding kan være lys, fuktighet, etc.

Harpiksmatrisen kan binde seg til et sjikt under det ytre gripeorgan og også til ethvert sjikt tilveiebrakt på den ytre flate av harpiksmatrisen. Det er foretrukket at i det minste ett av sjiktene inntil den herdede harpiks er i stand til å tåle kryogene temperaturer, slik at hvis harpiksmaterialet sprekker som følge av de kryogene temperaturer, vil de inntilliggende sjikt holde harpiksmatrisen sammen som følge av adhesjon mellom harpiksmatrisen og det tilgrensende sjikt. Den mast stabile struktur oppnås når begge sider av harpiksmatrisen er bundet til tilgrensende sjikt.

Vi har også funnet at visse materialer kan gi slangen spesielt god isolasjon, spesielt ved kryogene temperaturer. Spesielt har vi funnet at stoff dannet av basaltfibere tilveiebringer spesielt god isolasjon.

Egnede basaltfibere er tilgjengelige fra Sudaglass Fiber Company under handelsbetegnelser BT-5, BT-8, BT-10, BT-11 og BT-13. Den foretrukne tykkelse av stoffet er fra 0,1 mm opp til omtrent 0,3 mm. Om ønskelig kan et antall sjikt av basaltfibere bli benyttet.

Vi har altså funnet at isolasjonsegenskapene av basalte stoff forbedres under kompresjon, derfor foretrekker vi å tilveiebringe et kompresjonssjikt rundt det basalte stoff, som tjener til å komprimere basaltsjiktet.

Det isolerende sjikt kan videre inneholde sjikt laget av andre isolasjonsmaterialer, slik som polymere skum, i tillegg til sjikt av basalte stoff.

Vi foretrekker at isolasjonssjiktet videre inkluderer i det minste ett forsterkningssj ikt. Forsterkningssjiktet kan inneholde en syntetisk polymer så som en polyester, et polyamid eller et polyolefin. Forsterkningssjiktet kan være laget av samme materiale som det indre og ytre forsterkningssj ikt av det rørformede legeme som er beskrevet ovenfor.

Det er spesielt foretrukket at forsterkningssjiktet av isolasjonssjiktet er en ultra høymolekylvekts polyetylen (UHMWPE) så som DYNEEMA eller SPECTRA som beskrevet ovenfor.

En annen foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse inkluderer et sjikt som omfatter et plastmateriale som inneholder gassbobler.

Plastmaterialet er fortrinnsvis et polyuretan. Det er foretrukket at plastmaterialet blir påført på et rørformet legeme ved spraying, idet plastmaterialet er på væskeform, over flaten av det rørformede legeme, og deretter lar det herde. Igjen kan herdingen finne sted ganske enkelt ved å la den belagte slange stå i luft, eller kan bli bevirket eller akselerert på en aktiv måte, så som gjennom oppvarming.

Gassboblene kan være inkorporert ved å injisere gass i plastmaterialet før spraying, mens det fortsatt er på væskeform.

Resultantsjiktet av gassinneholdende plastmateriale har noen av de fordelaktige strukturelle egenskaper av selve plastmaterialet, så som god slitasjemotstand og knusningsmotstand, men har også vesentlig forbedrede isolerende egenskaper. Det har også økt oppdrift forårsaket av nærværet av gass, og kan bli benyttet til å danne en slange som er i stand til å flyte i vann og med jevnt fordelt oppdrift langs dens lengde.

Fortrinnsvis er det gassinneholdende materiale dekket av et ytterligere sjikt av plastmateriale som ikke inneholder en vesentlig andel av gassbobler.

Fortrinnsvis er detter ytterligere sjikt av plastmateriale bundet godt til det gassinneholdende sjikt. Fortrinnsvis omfatter det ytterligere sjikt av plastmateriale et polyuretan.

Begge sjikt av plastmateriale kan bli påført ved teknikker andre enn spraying, så som helling, maling eller ekstrusjon.

Enhver egnet gass kan bli benyttet til å danne boblene, inkludert luft, nitrogen eller en inert gass.

Den spesifikke tetthet av polyuretan forut for innblåsing av gass, er fortrinnsvis omtrent 1,2.

Slangen har typisk er spesifikk tetthet på rundt 1,8 uten det gassinneholdende sjikt. Fortrinnsvis har slangen er total spesifikk tetthet mindre enn 1, fortrinnsvis mindre enn 0,8, etter tilførsel av det gassinneholdende sjikt. Polyuretanets beleggtykkelse kan for eksempel være omtrent 4-8 mm, fortrinnsvis omtrent 6 mm. Gassboblene er fortrinnsvis mindre enn omtrent 2 mm i diameter.

Spesielt kan oppfinnelsen inkludere et sjikt omfattende en herdet harpiksmatrise så som beskrevet ovenfor, i tillegg til et gassinneholdende sjikt. I denne konstruksjon vil det gassinneholdende sjikt typisk være anordnet utenfor den herdede harpiksmatrise. Det er mulig at det gassinneholdende sjikt kan erstatte den herdede harpiksmatrise slik at det gassinneholdende sjikt omgir gripeorganet inkludert i slangen og begrenser den relative bevegelse av det ytre gripeorgan.

I en annen foretrukket utførelsesform kan slangen være utstyrt med en endekopling omfattende et indre organ tilpasset til å være plassert i det minste delvis inne i slangen, et tetningsorgan tilpasset til å tette i det minste en del av det rørformede legeme fullt rundt omkretsen mellom tetningsorganet og det indre organ, samt et separat belastningsoverførende middel tilpasset til å overføre aksiale belastninger mellom slangen og det indre organ på en slik måte at nevnte aksiale belastning blir fordelt rundt tetningsorganet for å redusere eller eliminere de aksiale belastninger på slangen mellom tetningsorganet og det indre organ, samt idet tetningsorganet er tilpasset til å tette mot det rørformede legeme uavhengig av påføring av aksiale belastninger mellom slangen og det indre organ.

Fortrinnsvis er tetningsorganet tilpasset til å tette i det minste en del av det rørformede legeme hele omkretsen mellom tetningsorganet og det indre organ.

Det indre organ er fortrinnsvis hovedsakelig sylindrisk og tetningsorganet er fortrinnsvis i form av en ring tilpasset til å motta det indre organ slik at det rørformede legeme kan bli fastspent mellom den ytre flate av den indre organ og den indre flate av ringen.

Tetningen mellom tetningsorganet og det indre organ kan bli sikret på ulike måter. For eksempel, ved en utførelsesform, kan tetningsorganet bli tilveiebrakt i form av en splittring som kan bli strammet for å tilveiebringe en adekvat tetning.

Ved en annen utførelsesform kan tetningsringen ganske enkelt bestå av en tetningsring som er i tett inngrep med det indre organ.

Imidlertid, ved den foretrukne utførelsesform, består tetningsorganet av en indre tetningsring og en ytre splittring som kan bli strammet for å tvinge tetningsringen til inngrep med det rørformede legeme og det indre organ. Ved denne utførelsesform er det foretrukket at tetningsringen er en (av type) "interference fit" med det indre organ for ytterligere å forbedre tetningen.

Det indre organ, tetningsringen og splittringen kan være av et hvilket som helst egnet materiale. Typisk kan det indre organ og splittringen vøre laget av rustfritt stål. Tetningsringen kan være laget av rustfritt stål, men det er foretrukket at den er laget av polytetrafluoretylen (PTFE).

Tetningsorganet har fortrinnsvis de egenskaper som er beskrevet i det følgende.

Det belastningsoverførende middel omfatter fortrinnsvis et organ for inngrep med slangen (heretter: slangeinngrepsorgan), et belastningsbefordrende middel og et endeorgan som er festet til det indre organ. Denne sammenstilling er slik at tetningsorganet er plassert mellom det belastningsbefordrende middel og endeorganet mens slangeinngrepsorganet og endeorganet er forbundet via det belastningsbefordrende organ.

Slangeinngrepsorganet er tilpasset til å gå i inngrep med slangen på en slik måte at i det minste en del av de aksiale krefter inn i slangen blir overført fra slangen til slangeinngrepsorganet. Slangeinngrepsorganet overfører disse krefter til det belastningsoverførende organ som igjen overfører kreftene til endeorganet. På denne måten går i det minste en del av de aksiale krefter i slangen utenom tetningsorganet, hvilket forbedrer påliteligheten av tetningen som tilveiebringes av tetningsorganet.

Det er foretrukket at det indre organ og det belastningsoverførende organ inkluderer en del konfigurert til å motta kablene av slangen. Det indre organ kan være forsynt med heliske utsparinger tilpasset til å motta den indre kabel og det belastningsoverførende middel kan være forsynt med heliske utsparinger tilpasset til å motta den ytre kabel.

Fortrinnsvis er det slangeinngrepsorganet av det belastningsoverførende middel som er forsynt med de heliske utsparinger.

Det belastningsoverførende organ omfatter fortrinnsvis en belastningsoverførende plate som typisk er diskosformet, med en åpning tilpasset til å omslutte slangen idet platen har en overflate som kan samvirke med slangeinngrepsorganet slik at belastninger kan bli overført fra slangeinngrepsorganet til platen. Det belastningsoverførende organ omfatter videre en belastningsoverførende bolt festet mellom platen og endeorganet for å overføre belastninger fra platen til endeorganet. Et strammeorgan, så som en mutter, kan være anordnet på bolten.

Det indre organ har fortrinnsvis en slangeende som er tilpasset til å strekke seg inn i en endedel av slangen, og en bakende i avstand fra slangeenden. Endeorganet er anordnet på en side av tetningsorganet, inntil bakenden, og slangeinngrepsorganet er anordnet på den andre siden av tetningsorganet inntil slangeenden.

Fortrinnsvis er den ytre flate av det indre organ forsynt med i det minste en formasjon som er tilpasset til å komme i inngrep med nevnte del av det rørformede legeme under tetningsringen. Formasjonen - eller hver formasjon - virker til å forbedre tetningen av det rørformede legeme og gjøre det vanskeligere for det rørformede legeme å bli trukket fra mellom det indre organ og tetningsringen. Det er foretrukket at formasjonen, eller hver formasjon, omfatter et fremspring som strekker seg rundt omkretsen av den ytre flate av det indre organ.

Det er hensiktsmessig at det finnes to eller tre slike formasjoner.

I henhold til en annen foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er slangen utstyrt med en endekopling som omfatter et indre organ tilpasset til å plasseres i det minste delvis inne i slangen og en tetningsring tilpasset til å tette i det minste en del av det rørformede legeme mellom tetningsringen og det indre organ, idet tetningsorganet omfatter en tetningsring og et kompresjonsorgan for å komprimere tetningsringen til tettende inngrep med den aktuelle del av det rørformede legeme, samt at kompresjonsorganet lar seg stramme mot tetningsorganet for selektivt å øke eller redusere kompresjonskraften fra kompresjonsorganet mot tetningsorganet.

Ved en foretrukket utførelsesform er kompresjonsorganet anordnet til å bli strammet mot tetningsorganet for selektivt å øke eller redusere kompresjonskraften fra kompresjonsorganet mot tetningsorganet.

Ved an annen foretrukket utførelsesform er kompresjonsorganet og tetningsringen fjernbart festet til slangen.

Således, i samsvar med foreliggende oppfinnelse er det ikke noen uopprettelig plastisk deformasjon i komponentene av endekoplingen.

Fortrinnsvis er kompresjonsorganet tilpasset til å komprimere tetningsringen likt i alle retninger.

Fortrinnsvis har kompresjonsorganet en regulerbar diameter og omfatter videre strammemidler som kan påføre en kraft for å redusere diameteren av kompresjonsorganet, slik at tetningsringen blir komprimert inne i kompresjonsorganet. Vi foretrekker at kompresjonsorganet omfatter en splittring eller en "jubilé" klemme.

Ved en foretrukket utførelsesform er kompresjonsorganet laget i et materiale som trekker seg sammen mindre enn tetningsringen når det utsettes for avkjøling. Dette gir en fordelaktig måte for å lage slangen, som beskrevet nedenfor. Tetningsringen og kompresjonsorganet kan være av et hvilket som helst egnet materiale. Det finnes et antall materialer som har den ønskede forskjell i sammentrekning under avkjøling. Vi foretrekker at kompresjonsorganet er i rustfritt stål og at tetningsringen er av polytetrafluoretylen (PTFE). Mer foretrukket består tetningsringen av forsterket PTFE, sås om glass- eller metallfylt PTFE, idet det hjelper til å unngå "krymp". Tetningsringen omfatter fortrinnsvis 10 til 40 vekt-%, spesielt 10 til 20 vekt-% av glassfylling. Eksempler på egnete fyllstoffer inkluderer bronse og/ eller rustfritt stål.

Det er foretrukket at det indre organ er laget av et materiale som trekker seg sammen mindre enn tetningsringen når det utsettes for avkjøling. Dette trekk har den virkning at når endekoplingen blir avkjølt, trekker tetningsringen seg sammen mer enn det indre organ, og strammer derved grepet rundt som tetningsringen har om det indre organ og forbedrer tetningen. Det indre organ kan være laget av et hvilket som helst egnet materiale. Rustfritt stål har blitt funnet å være spesielt egnet.

Fortrinnsvis er den ytre flate av det indre organ utstyrt med i det minste en formasjon som er tilpasset til å gå i inngrep med nevnte del av det rørformede legeme nedenfor tetningsringen. Formasjonen, eller hver formasjon, strekker filmen, hvilket virker til å forbedre tetningen av det rørformede legeme og gjøre det vanskeligere for det rørformede legeme å bli trukket fra mellom det indre organ og tetningsringen, idet strekkingen lager en jevnere og glattere film overflate under tetningen. Det er foretrukket at formasjonen eller hver formasjon omfatter et fremspring som strekker seg rundt omkretsen av den ytre flate av det indre organ. Det er ønskelig at det finnes to eller tre slike formasjoner.

Det er foretrukket tetningsringen er en "interference fit" med det indre organ.

I en foretrukket utførelsesform er endekoplingen dessuten utstyrt med belastningsoverførende midler som beskrevet ovenfor.

Slangeinngrepsorganet kan overføre belastninger fra slangen ganske enkelt gjennom friksjonskrefter mellom slangen og slangeinngrepsorganet. Imidlertid er det foretrukket at slangeinngrepsorganet er tilpasset til å feste en del av slangen som er foldet tilbake over en ytre del av slangeinngrepsorganet. Dette arrangementet gjør det mulig for den foldete del av slangen å overføre belastninger til slangeinngrepsorganet. Den foldete del av slangen kan være en del av det rørformede legeme, men det er fortrinnsvis en aksial forsterkning i form av en flette som beskrevet nedenfor.

Når slangen er beregnet for kryogene applikasjoner, er det ønskelig å tilveiebringe isolasjon over det rørformede legeme. Isolasjonen kan tilveiebringes mellom en ytre tråd og det rørformede sjikt og/ eller utenfor den ytre tråd. Isolasjonen kan omfatte materialer som konvensjonelt blir benyttet for å isolere kryogent utstyr, så som et syntetisk skummateriale. Det er foretrukket at de aksiale forsterkningsmidler også er tilveiebrakt rundt isolasjonssjiktet for å komprimere isolasjonssjiktet og opprettholde deres strukturelle integritet. De aksiale forsterkningsmidler rundt isolasjonssjiktet tilveiebringes fortrinnsvis i tillegg til de aksiale forsterkningsmidler mellom det ytre gripeorgan og det rørformede legeme. En spesielt egnet form for isolasjon er tilveiebrakt i ytterligere detalj nedenfor.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å lage en slange som definert av patentkrav 19.

Det kan også være andre sjikt, heliske eller kontinuerlige, enten over eller under det langstrakte organ i tverrsnittet.

Fortrinnsvis omfatter arkmaterialet i trinn (b) to forsterkede sjikt som mellom seg har et tettende sjikt som beskrevet ovenfor. I en foretrukket utførelsesform er et indre forsterkende sjikt i arkform viklet helisk rundt den indre trådvikling og spindel, deretter blir det tettende sjikt i arkform viklet helisk rundt det indre forsterkende sjikt, så blir det ytre forsterkende sjikt i arkform viklet på rundt det tettende sjikt. Normalt vil flere tettende sjikt bli påført.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil også bli beskrevet med ett eller flere trekk av fremgangsmåtene allerede beskrevet i WOO1/96772. Disse vil bli beskrevet mer i detalj nedenfor.

Fortrinnsvis blir de følgende trinn utført mellom trinnene (b) og (c): (b) (i) å trekke en rørformet, aksial forsterkningskappe over en fri ende av spindelen slik at spindelen strekker seg inn i den aksiale forsterkende kappe, deretter trekke den aksiale forsterkningskappe langs spindelen slik at den i det minste delvis dekker det rørformede legeme.

Fortrinnsvis blir trådviklingene og arkmaterialet påført under spenning for å tilveiebringe slangen god strukturell integritet.

Den rørformede forsterkningskappe kan være den samme som den aksiale forsterkningskappe beskrevet ovenfor, og er fortrinnsvis en flette.

Fortrinnsvis blir indre og ytre trådviklinger påført i en helisk konfigurasjon som har samme stigning idet posisjonen av viklingene i den ytre trådvikling er forskjøvet en halv lengde i forhold til viklingene på indre trådvikling.

Når slangen er beregnet for kryogene anvendelser, er det ønskelig å tilveiebringe isolasjon over det rørformede legeme. Isolasjonen kan tilveiebringes mellom en ytre tråd og det rørformede legeme og/ eller utenfor den ytre tråd. Isolasjonen kan omfatte materiale som konvensjonelt benyttes for isolering i kryogent utstyr, så som syntetisk skummateriale. En spesielt egnet form for isolasjon er beskrevet nedenfor.

Ved en foretrukket utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre trinnene å: (g) påføre en herdbar flytende harpiks på den ytre flate av det rørformede legeme og den ytre tråd og (h) gi harpiksen anledning til å herde.

Det er foretrukket at trinnene (g) og (h) blir utført mellom trinnene (d) og (e).

Fortrinnsvis omfatter fremgangsmåten videre å påføre et isolerende sjikt over den herdede harpiks. Isolasjonssjiktet omfatter fortrinnsvis et stoff dannet av basaltfibere som beskrevet ovenfor.

I trinn (c) kan det rørformede legeme omfatte et rørformet legeme som beskrevet ovenfor. Spesielt kan det rørformede legeme omfatte ett eller flere isolasjonssjikt laget av konvensjonelt isolasjonsmateriale og/ eller laget av basalt fibermateriale som beskrevet ovenfor.

Herdingen kan finne sted ganske enkelt ved å la den belagte slange stå i luft eller kan bli bevirket eller akselerert med aktive midler som oppvarming.

Ved en annen foretrukket utførelsesform omfatter fremgangsmåten også trinnene: (i) å påføre en herdbar, ekspandert flytende harpiks over den ytre flate av det rørformede legeme og den ytre tråd, gi harpiksen anledning til å herde for å danne et fast, plastbelegg inneholdende gassbobler. Det er foretrukket at trinnene (i) og (j) blir utført mellom trinnene (d) og (e).

Betegnelsen "ekspandert" benyttes for å indikere at harpiksen er blitt tilført en gas, slik at harpiksen ved herding danner et fast materiale inneholdende gassbobler.

Som beskrevet ovenfor kan gassen være luft, men trenger ikke være luft.

I en foretrukket utførelsesform inkluderer fremgangsmåten følgende trinn:

(k) å plassere et indre organ i en åpen ende av slangen, (1) spenne fast et belastningsoverførende middel på den ytre overflate av slangen, og (m) spenne fast et tettende organ til den ytre flate av det rørformede legeme.

Fortrinnsvis er det aksiale forsterkningsorgan fastspent av det belastningsoverførende middel og fremgangsmåten omfatter videre de følgende trinn etter trinn (m): (n) å folde tilbake det rørformede, aksiale forsterkningsorgan over en del av det belastningsoverførende middel.

Fortrinnsvis blir trådviklingene og arkmaterialet påført under spenning for å gi slangen god strukturell integritet.

Det er mulig for slangen å bli fjernet fra spindelen før endekoplingen blir plassert inne i samme. Alternativt kan endekoplingen bli plassert inne i resten av slangen ved å skyve den indre spindel langs slangen opp til en ende av slangen og deretter feste resten av slangen til endekoplingen mens sistnevnte og resten av slangen forblir på spindelen.

En separat endekopling kan selvsagt bli påført hver ende av slangen.

Ved en annen foretrukket utførelsesform inkluderer fremgangsmåten trinnene å: (o) plassere et indre organ i en åpen ende av slangen, (p) påføre en tetningsring over en ytre flate av det rørformede legeme og (q) påføre et kompresjonsorgan over tetningsringen og komprimere tetningsorganet til tettende inngrep med det rørformede legeme og det indre organ ved bruk av kompresj onsorganet.

Fortrinnsvis er kompresjonsorganet laget av et materiale som trekker seg mindre sammen under avkjøling enn tetningsringen. Fortrinnsvis inkluderer dessuten kompresjonsorganet et middel for å regulere kompresjonskraften som påføres tetningsringen, idet en splittring er spesielt egnet for bruk som kompresjonsorgan. Dette arrangementet gjør det mulig med en spesielt foretrukket framstillingsprosess.

Ved denne prosessen blir kompresjonsorganet påført tetningsringen og strammet og deretter blir kompresjonsorganet og tetningsringen utsatt for i det minste en kjølesyklus. Dette bevirker at tetningsorganet trekker seg sammen i forhold til kompresjonsorganet slik at kompresjonskraften som påføres av kompresjonsorganet blir redusert. Mens kjølingen opprettholdes blir kompresjonskraften som påføres av kompresjonsorganet regulert for å bringe den tilbake til omtrent samme nivå som før kjølingen, og deretter blir temperaturen økt. Syklusen kan gjentas så mange ganger man ønsker. Det er foretrukket at kjølesyklusen blir gjennomført minst to eller tre ganger og at endekoplingen hver gang blir kjølt til en temperatur minst 5 C under den temperatur slangen er beregnet til å bli brukt ved. Denne teknikken har tre viktige fordeler.

For det første, hvis slangen skal brukes ved en temperatur over kjøletemperaturen, vil tetningsringen motta ytterligere kompresjonskraft fra kompresjonsorganet som følge av den termiske ekspansjon av tetningsorganet som vil finne sted etter at kjølingen blir fjernet.

For det andre, vil slangen ha en betydelig tetnings-energisering ved temperaturer i det minste så lave som kjøletemperaturen. Dette er spesielt nytting når slangen skal benyttes for kryogene anvendelser. Således er temperaturen til hvilken slangen blir kjølt fortrinnsvis så lav som temperaturen slangen vil bli utsatt for under det bruk den er beregnet for. Generelt foretrekker vi at kjøletemperaturen er -50 °C eller mindre, mer foretrukket -100 °C eller mindre og enda mer foretrukket -150 °C eller mindre. Fortrinnsvis blir kjølingen utført med flytende nitrogen hvorved kjøletemperaturen kan bli så lav som -196 °C.

For det tredje blir muligheten for krympfeil sterkt redusert eller til og med eliminert ved å bruke den hydrostatiske belastning som tilveiebringes av kompresjonsorganet.

Vi foretrekker at det indre materiale er laget av et materiale som trekker seg mindre sammen enn tetningsringen under avkjøling. Dette har den virkning at kjøling av endekoplingen bevirker tetningsringen å gripe det indre organ mer stramt og forbedrer derved tetningen av endekoplingen når slangen blir brukt ved lave temperaturer.

Fortrinnsvis blir trådviklingene og arkmaterialet påført under belastning for å tilveiebringe en slange med gode strukturell integritet.

Ved de ovenfor beskrevne aspekter av oppfinnelsen omfatter gripeorganene hver typisk en helisk viklet tråd. Heliksene av trådene er typisk anordnet slik at det er forskjøvet i forhold til hverandre med en avstand svarende til en halv omdreining av heliksene. Formålet med trådene er å holde det rørformede legeme fast mellom disse for å holde sjiktene av det rørformede legeme intakt og tilveiebringe strukturell integritet for slangen. De indre og ytre tråder kan for eksempel være av bløtt stål, austenittisk rustfritt stål eller aluminium. Hvis det er ønsket kan trådene være galvanisert eller belagt med en polymer.

Det skal forstås at tiltross for at trådene som utgjør gripeorganet kan ha en betydelig strekkfasthet, innebærer arrangementet av trådene i trådviklinger at gripeorganet kan bli deformert når det utsettes for relativt liten aksial strekkbelastning.

Enhver signifikant deformasjon i trådviklingene vil raskt ødelegge den strukturelle integritet av slangen.

Slangen ifølge oppfinnelsen kan bli tilveiebrakt for bruk under en rekke ulike forhold, så som temperaturer over 100 °C, temperaturer fra 0 °C til 100 °C og temperaturer under 0 °C. Med egnet valg av materiale kan slangen bli brukt ved temperaturer under -20 °C, under -50 °C eller til og med under -100 °C. For eksempel for LNG transport kan slangen til og med måtte benyttes ved temperaturer ned til -170 °C eller lavere.

Videre er det forutsatt at slangen skal kunne benyttes til å transportere flytende oksygen (kokepunkt -183 °C) eller flytende nitrogen (kokepunkt -196 °C) i hvilke tilfeller slangen må kunne benyttes ved temperaturer på -200 °C eller lavere.

Slangen ifølge oppfinnelsen kan også bli tilveiebrakt for bruk for en rekke forskjellige formål. Typisk kan den indre diameter av slangen variere fra omtrent 51 mm til omtrent 610 mm, mer typisk fra omtrent 203 mm til omtrent 406 mm. Slangens diameter er vanligvis minst 102 mm, mer vanlig minst 152 mm.

Generelt er driftstrykket i slangen i området fra omtrent 500 kPa "gauge" til omtrent 4000 kPa "gauge". Dette trykket relaterer seg til driftstrykket i slangen, ikke bruddtrykket (som er flere ganger høyere). Den volumetriske strømningsrate avhenger av det strømmende medium, trykket og den indre diameter. Strømningsrater fra 1000 m<3>/ time til 12 000 m<3>/ time er typiske.

Slangen ifølge oppfinnelsen kan også bli tilveiebrakt for bruk sammen med korrosive materialer så som sterke syrer.

Det henvises nå til tegningene hvor:

Figur 1 viser skjematisk de prinsipielle belastninger som slangen ifølge oppfinnelsen blir utsatt for under bruk,

Figur 2 viser skjematisk et tverrsnitt av en slange ifølge foreliggende oppfinnelse,

Figur 3 viser et snitt som illustrerer arrangementet av det forsterkende sjikt i slangen ifølge oppfinnelsen, Figur 4 viser et snitt som illustrerer arrangementet av en rørformet, aksial forsterkende kappe i slangen ifølge oppfinnelsen, idet den forsterkende kappe er i ubelastet tilstand, Figur 4B viser et snitt som illustrer arrangementet av en rørformet, aksial forsterkende kappe i slangen ifølge oppfinnelsen, idet den forsterkende kappe er i en belastet (strammet) tilstand, Figurene 5A, 5B, 5C og 5D viser fire applikasjoner av slangen ifølge foreliggende oppfinnelse, Figur 6 viser et tverrsnitt som illustrerer et tettende sjikt av en slange ifølge foreliggende oppfinnelse, Figur 7 viser et tverrsnitt som illustrerer et isolerende sjikt av slangen fra Figur 2 mer i detalj, Figur 8 viser skjematisk et snitt av en endekopling for en slange ifølge foreliggende oppfinnelse, Figur 9 viser et tverrsnitt av en utførelsesform av et langstrakt forsterkende sjikt for bruk i en slange som ikke er i henhold til foreliggende oppfinnelsen, og Figur 10 viser et tverrsnitt av en andre utførelsesform av et langstrakt forsterkende sjikt for bruk i slangen ifølge oppfinnelsen. Figur 1 viser de belastninger som en slange H normalt blir utsatt for under bruk. Strekkspenning ("hoop stress") er vist med piler HS og er en belastning som virker tangentielt med periferien av slangen H. Aksialspenningen er vist med piler AS og er en belastning som virker langs aksen av slangen H i dens lengderetning. Transversal bøyespenning ("flexing stress") er betegnet FS og er belastning som virker på tvers av lengdeaksen av slangen H når den blir bøyd. Torsjonsspenning er betegnet TS og er en belastning som virker rundt lengdeaksen av slangen. Trykkspenningen ("crushing stress") er betegnet CS og skyldes belastninger påført radielt på slangens H ytre.

Strekkspenningen HS blir dannet av trykket av væsken i slangen H. Den aksiale belastning AS blir dannet delvis av trykket av væsken i slangen, men også av kombinasjonen av vekten av væsken i slangen H og vekten av slangen H selv. Transversal bøyespenning FS skyldes behovet for å bøye slangen H for å posisjonere den riktig og av bevegelse av slangen H under bruk. Torsjonsspenningen skyldes tvinning av slangen. Slanger ifølge tidligere kjent teknikk er generelt i stand til å motstå strekkspenninger HS, bøyespenninger FS og torsjonsspenninger TS, men er mindre i stand til å motstå aksialspenning AS. Av denne grunn måtte slanger ifølge tidligere kjent teknikk bli støttet når de ble utsatt for store aksiale spenninger AS, for derved å minimere den aksiale spenning.

Problemet med å motstå den aksiale spenning AS er blitt løst ved foreliggende oppfinnelse. I figur 2 er en slange ifølge foreliggende oppfinnelse generelt betegnet 10. For å forbedre klarheten er viklingen av de forskjellige sjikt i Figur 2 og i de andre figurer ikke vist.

Slangen 10 omfatter et rørformet legeme 12 som omfatter et indre, forsterkende sjikt 14, et ytre, forsterkende sjikt 16, og et tettende sjikt 18 som ligger mellom sjiktene 14 og 16. En generelt rørformet forsterkende flette 20 som tilveiebringer aksial forsterkning, er plassert rundt den ytre flate av det ytre, forsterkende sjikt 16.

Det rørformede legeme 12 og den rørformede flette 20 er plassert mellom enn indre helisk viklet tråd 22 og en ytre helisk viklet tråd 24. Den indre og den ytre tråd 22 henholdsvis 24 er plassert slik at de er forskjøvet i forhold til hverandre med en avstand som tilsvarer halve stigningen (gjengeavstanden) av heliksene som viklingene består av.

Et isolasjonssjikt 26 er anordnet rundt den ytre tråd 24. Isolasjonssjiktet kan være av et konvensjonelt isolerende materiale, så som et plastisk skum, eller kan våre et materiale som beskrevet under henvisning til figur 7.

Slangen 10 inkluderer videre et langstrakt forsterkende sjikt 30 plassert rundt isolasjonssjiktet 26. Detaljene av det langstrakte legeme 30 er ikke vist i figur 2, men de er vist i figur 9. Det langstrakte legeme 30 omfatter et langstrakt stripe materiale som er helisk viklet rundt isolasjonssjiktet 26.

De forsterkende sjikt 14 og 16 omfatter vevd stoff av et syntetisk materiale så som UHMWPE eller aramid fibere. Figur 3 illustrerer det indre, forsterkende sjikt 14 fra hvilket det vil være klart at det indre, forsterkende sjikt 14 omfatter fibere 14a anordnet i en varp retning W og fibere 14b anordnet i en veft retning F. I figur 3 er bare sjiktet 14 vist for å forbedre klarheten av figuren. Vi har imidlertid uventet funnet at den aksiale forsterkning av slangen 10 kan bli forbedret ved å anordne det indre forsterkende sjikt 14 slik at dets varp retning W er ved en vinkel mindre enn 15 (grader) og typisk rundt 10 (grader) i forhold til lengdeaksen av slangen 10. Denne vinkelen er vist med symbolet "a" i figur 3. Strukturen og orienteringen av det ytre forsterkende sjikt 16 er i hovedsak den samme som det indre forsterkende sjikt 14, idet vinkelen a for det ytre forsterkende sjikt 16 kan være den samme som eller forskjellig fra vinkelen a for det indre forsterkende sjikt.

Det tettende sjikt 18 danner et flertall av sjikt av plastiske filmer som er viklet rundt den ytre flate av det indre, forsterkende sjikt 14 for å tilveiebringe en væsketett tetning mellom det indre og det ytre forsterkende sjikt 14 og 16.

Slangen 10 kan også omfatte en ytterligere forsterkende flette (ikke vist) plassert mellom fletten 20 og de ytre tråder 24. Den ytterligere forsterkende kappe kan være identisk med fletten 20.

Den rørformede flette 20 er dannet av to sett av fibere 20a og 20b som er flettet sammen under dannelse av en rørformet flette. Dette er vist i figurene 4A og 4B. I disse figurer er bare fletten 20 vist for å få god klarhet i figuren. Det finnes rom 28 mellom settene av fibere 20a og 20b, slik at nr den rørformede flette 20 blir utsatt for aksialt strekk, kan fibrene 20a og 20b trekke seg sammen og bevege seg inn i rommene 28. Dette virker på en måt til å forsøke å redusere diameteren av den rørformede flette 20 som fører til at den strammes rundt det rørformede legeme 12 slik at slangens 10 strukturelle integritet og bruddstyrke derved øker. Figur 4B viser den rørformede flette 20 i strammet (belastet) tilstand.

Det tettende sjikt 18 er vist mer i detalj i figur 6. Tilveiebringelse av det tettende sjikt 18 forbedrer motstanden til slangen mot transversal bøyespenning FS og strekkspenning HS.

Som vist i figur 6 omfatter det tettende sjikt 18 et flertall av sjikt 18a av en film laget av en første polymer (så som en høyorientert UHMWPE) med en rekke sjikt 18b av film laget av en andre polymer (så som PFTE eller FEP) innskutt mellom disse, idet de to polymerer har ulik stivhet. Sjiktene 18a og 18b har blitt viklet rundt den ytre flate av det indre forsterkende sjikt 14 for å tilveiebringe en væsketett tetning mellom det indre og det ytre forsterkende sjikt 14 og 16. Som nevnt ovenfor må ikke sjiktene 18a og 18b nødvendigvis være anordnet suksessivt alternerende.

For eksempel kan alle sjikt 18a være anordnet sammen og alle sjikt 18b kan være anordnet sammen. Videre trenger ikke sjiktene være laget av forskjellige materialer.

Isolasjonssjiktet 26 er vist I store detalj i figur 7. Isolasjonssjiktet har primært til hensikt å forbedre slangens motstand mot den transversale bøyespenning FS samt å forbedre isolasjonen av slangen.

Isolasjonssjiktet 26 omfatter et indre sjikt 26a som er laget av et polyuretanskum som er blitt sprøytet, helt eller på annen måte påført over det rørformede legeme 12 og den ytre tråd 24. Etter stivning danner polyuretanskummet 26a en fast matrise som omslutter den ytre tråd 24. Dette hjelper til å holde den ytre tråd 24 i fast posisjon. I en foretrukket utførelsesform er det indre sjikt 26a utstyrt med luftbobler.

Isolasjonssjiktet 26 inkluderer et sjikt 26b over sjiktet 26b. Sjiktet 26b omfatter et stoff av basalte fibere. Sjiktet 26b tilveiebringer det meste av de isolerende egenskaper hos slangen 10.

Isolasjonssjiktet 26 omfatter videre et sjikt 26c over sjikt 26b. Sjiktet 26c omfatter en UHMWPE så som DYNEEMA eller SPECTRA. Formålet med sjiktet 26c er primært å tilveiebringe en forsterkning mot strekkspenning og transversal bøyespenning.

Isolasjonssjiktet 26 omfatter videre et kompresjonssjikt 26d. Formålet med kompresjonssjiktet 26d er å komprimere sjiktet 26b, og vi har funnet at de isolerende egenskaper av stoff av basaltfibere er langt bedre når de er komprimert. Kompresjonssjiktet 26d kan for eksempel omfatte et rep eller en snor som er viklet tett rundt sjikt 26c. Fortrinnsvis omfatter kompresjonssjiktet 26d en kappe for aksial forsterkning i likhet med sjiktet 20 beskrevet ovenfor.

Et ytterligere polyuretansjikt (ikke vist) inneholder gassbobler som kan være tilveiebrakt over sjiktet 26d for ytterligere å forbedre isolasjonsegenskapene og oppdriften av slangen 10. Nok et ytterligere polyuretansjikt (ikke vist) som ikke inneholder gassbobler kan være tilveiebrakt over det gassinneholdende polyuretansjikt. Det ytterligere polyuretansjikt kan i tillegg, eller i stedet, være tilveiebrakt inne i sjikt 26d. Det er også mulig at sjiktet 26a selv inneholder gassbobler.

Slangen 10 kan bli fremstilt ved de følgende teknikker. Som et første trinn blir den indre tråd 22 viklet rundt en støttespindel (ikke vist) for å tilveiebringe et helisk arrangement med ønsket stigning (gjengehøyde). Diameteren av støttespindelen svarer til ønsket indre diameter av slangen 10. Det indre, forsterkende sjikt 14 blir så viklet rundt den indre tråd 22 slik at varp retningen W blir satt til ønsket vinkel a.

En rekke sjikt av plastfilmer 18a, 18b utgjør det tettende sjikt 18 og blir viklet rundt den ytre flate av det indre, forsterkende sjikt 14. Vanligvis vil filmene 18a og 18b ha en lengde som er vesentlig mindre enn lengden av slangen 10, slik at et flertall av separate lengder av filmene 18a og 18b vil måtte vikles rundt det indre sjikt 14. Filmene 18a og 18b er fortrinnsvis anordnet på en alternerende måte gjennom tykkelsen av det tettende sjikt 18. Typisk kan det være fem separate sjikt av filmene 18a og 18b gjennom tykkelsen av det tettende sjikt.

Det ytre, forsterkende sjikt 16 kan så bli viklet rundt det tettende sjikt 18 slik at varp-retningen blir satt til ønsket vinkel (som kan være lik a eller en annen vinkel nær a). Den rørformede, forsterkende flette 20 blir trukket over utsiden av det ytre, forsterkende sjikt 16. Den ytterligere flette (hvis slik kreves) blir så viklet rundt fletten 20.

Den ytre tråd 24 blir viklet rundt den ytterligere flette (eller rundt fletten 20 hvis ikke noen ytterligere flette er til stede) for å tilveiebringe et helisk arrangement som har ønsket stigning. Stigningen av ytre tråd 24 vil normalt være den samme som stigningen av indre tråd 22, og posisjonen av tråden 24 vil normalt være slik at viklingene av tråd 24 er forskjøvet fra viklingen av tråd 22 med en avstand som svarer til en halv gjengehøyde, slik det er vist på figur 2, hvor gjengehøyden (stigningen) er betegnet p.

En polyuretanharpiks blir så sprøytet ut over overflaten av den ytterligere flette (eller av flette 20 hvis innen ytterligere flette er tilveiebrakt) for å danne et harpiksbelegg over det forsterkende sjikt 21 og ytre tråd 24. Harpiksen blir så gitt anledning til å stivne for å danne sjiktet 26a. Harpiksen kan bli ekspandert før stivning (typisk før sprøyting eller maling) for å tilveiebringe gassbobler i harpiksen. Sjiktet 26b av et stoff av basaltfibere blir så viklet rundt polyuretansjiktet 26a og OHMWPE sjiktet 26c blir deretter viklet rundt sjiktet 26b. Endelig blir kompresjonssjiktet 26 d viklet over sjiktet 26c.

Endene av slangen 10 kan bli tettet ved påkrymping av en krage på en innsats inne i slangen 10. Slik terminering blir generelt påført etter at slangen er blitt fjernet fra spindelen.

Endene på slangen 10 kan bli tettet ved bruk av endekopling 200 vist i figur 8. I figur 8 er slangen 10 ikke vist for å gjøre figuren tydeligere. Endekoplingen 200 omfatter et rørformet indre organ 202 som har en slangeende 202a og en bakende 202b. Endekoplingen 202 omfatter videre et tetningsorgan som omfatter en PTFE tetningsring 204 og en splittring 206 i rustfritt stål rundt tetningsringen 204 i PTFE.

Endekoplingen 200 inkluderer dessuten et belastningsoverførende middel omfattende et slangeinngrepsorgan 208, et belastningsoverførende organ 210 og et endeorgan i form av en sirkulær plate 212. Det belastningsoverførende organ omfatter en sirkulær plate 214 og i det minste en belastningsoverførende bolt 216. På figur 8 er det vist to bolter 216, men det er også mulig å benytte tre eller flere bolter 216. En strammende mutter 218 er tilveiebrakt på hver bolt 216. Platene 212 og 214 har åpninger 212a henholdsvis 214a for mottak av boltene 216. Platene 212 og 214 kan hver være en Simonplate, slangeinngrepsorganet 202 kan være en Gedring og splittringen 206 kan være en Eric-ring.

Platen 212 er videre utstyrt med åpninger 212b og bakenden 202b av det indre organ 202 er utstyrt med åpninger 202c. Festebolter 220 strekker seg gjennom åpningene 202b og 212b for å feste platen 212 til bakenden 202b av det indre organ 202. I figur 8 er to festebolter 220 og tilhørende åpninger, men det skal forstås at færre eller flere festebolter 220 og tilhørende åpninger kan være tilveiebrakt.

Slangeinngrepsorganet 208 er tilveiebrakt med en indre helisk utsparing i form av furer 208a som er tilpasset til å motta den ytre tråd 24 av slangen 10. Det indre organ 202 er tilveiebrakt med en ytre helisk med en ytre helisk utsparing i form av furer 202d som er tilpasset til å motta den indre tråd 22. Det kan sees av figur 2 at, i likhet med de indre og de ytre tråder 22 og 24, er furene 208a og 202d forskjøvet med en halv gjengehøyde i forhold til hverandre.

Det indre organ 202 er tilveiebrakt med to perifere fremspring 202e som er lokalisert under tetningsringen 204. Fremspringene 202e tjener til å forbedre tetningen av det rørformede legeme 12 mellom indre organ 202 og tetningsringen 204 samt hjelpe til å hindre det rørformede legeme fra utilsiktet å bli trukket ut av posisjon.

Slangen 10 er festet til endekoplingen 200 som følger. Det indre organ 202 er gjenget inn i enden av slangen 10, slik at slangen 10 ligger tett ved platen 212.

Den indre tråd 22 blir mottatt i furene 202d og den ytre tråd blir mottatt i furene 208a. De indre og ytre tråder 22 og 24 er forkortet så de ikke strekker seg inn i indre organ 202 forbi furene 202d og 208a. Isolasjonen 26 er også forkortet (skåret av) til dette punkt. Det indre, forsterkende sjikt 14 er også skåret av til dette punkt eller til et punkt før det indre forsterkende sjikt 14 når tetningsringen 204. Dette innebærer at tetningssjiktet 18 direkte griper inn i den ytre flate av det indre organ 202. Resten av det rørformede legeme 12 er imidlertid gitt anledning til å strekke seg inn i indre organ 202 mellom indre organ 202 og tetningsringen 204.

Slangeinngrepsorganet 208 blir strammet for at det skal klemme ned på slangen 10 og bringes til tett inngrep med slangen 10. Mutterne 218 blir strammet slik at det dannes noe aksial spenning i slangen 10 for derved å ta opp enhver slakk i systemet. Disse kreftene blir overført fra slangeinngrepsorganet 208 til platen 214, til bolten 216, til platen 212 og til bakenden 202b av den indre organ 202. Det rørformede legeme 20 blir trukket tilbake over den øvre flate av slangeinngrepsorganet 208 og blir festet til fremspring 208b som strekker seg fra den øvre flate av slangeinngrepsorganet.

Det rørformede legeme 12 strekker seg under tetningsringen 204. Etter at slangeinngrepsorganet 208 og mutterne 218 er blitt strammet, blir splittringen 206 strammet for å øke kraften som blir påført det rørformede legeme 12 av tetningsringen 204.

Endekoplingen 200 blir deretter kjølt til en lav temperatur med flytende nitrogen. Dette fører til at tetningsringen 204 trekker seg mer sammen enn splittringen 206 slik at kompresjonskraften som påføres tetningsringen 204 fra splittringen blir redusert.

Når splittringen 206 og tetningsringen 204 er ved en relativt lav temperatur, blir splittringen igjen strammet. Temperaturen blir så hevet til omgivelsestemperatur, hvorved kompresjonskraften på tetningsringen øker som følge av større ekspansjon av tetningsringen 204 enn av splittringen 206.

Dette fullfører endekoplingen for slangen 10. Slangeinngrepsorganet 208 tilveiebringer noe tetning av endene til slangen 208 og hjelper til å oppta aksiale krefter i slangen 10 rundt tetningsringen 204. Tetningsringen 204 tilveiebringer den resterende tetning av slangen 10.

Figurene 5A til 5D viser tre anvendelser av slangen 10. I hver av figurene 5A til 5C er et flytende produksjons, lagrings og lastingsfartøy (FPSO) 102 koplet til en LNG befrakter 104 ved hjelp av en slange 10 ifølge foreliggende oppfinnelse. Slangen 10 transporterer LNG fra en lagertank på FPSO 102 til en lagertank på LNG befrakter 104. I figur 5A ligger slangen 10 over sjøoverflaten 106. I figur 5B er slangen 10 senket ned under sjøens overflate 106. I figur 5C flyter slangen 10 nær overflaten av sjøen. I hvert av disse tilfeller transporterer slangen 10 LNG uten noen mellomliggende støtte. I figur 5D er LNG befrakteren koplet til en landbasert lagerenhet via slangen 10.

Slangen 10 kan bli benyttet for mange andre anvendelser i tillegg til anvendelsene vist i figurene 5A til 5C. Slangen kan bli benyttet ved kryogene og ikke-kryogene betingelser.

Det vises nå til figur 9 som viser et tverrsnitt av en utførelsesform av det langstrakte forsterkningssjikt 30 som ikke er i henhold til foreliggende oppfinnelse. Sjiktet 30 omfatter en kontinuerlig profil 32 som omfatter to langsgående oppdriftskamre 34. Profilen 32 har motstående, langsgående kanter 36 og 38. En langsgående, sammenlåsende formasjon 40 og 42 er integrert med hver respektive kant 36, 38. Hver formasjon 40 og 42 er tilveiebrakt med et respektivt holdeorgan 44, 46.

Formasjonene 40 og 42 er anordnet i motsatte retninger slik at når sjiktet 30 er helisk viklet rundt resten av slangen 10, kan formasjonene 40 og 42 gå i inngrep med hverandre som vist i figur 9. Holdeorganene 44 og 46 hindrer formasjonene 40 og 42 fra å gå ut av inngrep med hverandre.

Det skal forstås at oppfinnelsen beskrevet ovenfor kan bli modifisert. For eksempel kan det rørformede legeme 20 være lokalisert utenfor den ytre tråd 24. Videre kan slangen 10 inkludere ytterligere forsterkende sjikt 14, 18 tettende sjikt 16 og/ eller rørformede kapper 20. En eller flere eller til og med alle tettende sjikt 18a kan være en polymerbelagt, metallisk film eller metallisert polymerfilm. Tilsvarende kan ett eller flere eller til og med alle tettende sjikt 18b være en polymerbelagt metallisk film eller metallisert polymerfilm.

Det vises nå til figur 10 som viser et snitt av en annen utførelsesform av det langstrakte forsterkende sjikt 30, som er betegnet 130. Sjiktet 130 omfatter en kontinuerlig profil 132. Profilen 32 har motstående, langsgående kanter 136 og 138. En langsgående sammenkoblbar formasjon 140 og 142 er integrert med respektive kanter 136, 138. Hver formasjon 140 og 142 omfatter en konturert profil med fremspring 140a og 142a og med utsparinger 140b og 142b, slik at fremspringene 140a kan bli mottatt i og samvirke med utsparingene 142b mens fremspringene 142a kan bli mottatt i og samvirke med utsparingene 140b. Konfigurasjonen er slik at når fremspringene og utsparingene er i inngrep med hverandre, er det ikke noe rom mellom formasjonene 140 og 142.

Formasjonene 140 og 142 er anordnet til å stå i motsatte retninger slik at når sjiktet 130 er helisk viklet rundt resten av slangen 10, kan formasjonene 140 og 142 komme i inngrep med hverandre. Formasjonene 140 og 142 kan bli festet sammen ved ethvert hensiktsmessig koplingsmiddel.

Profilen 132 har en korrugert form som gjør det enklere for organ 130 å føye seg etter bøyekreftene.

Det skal bli forstått at oppfinnelsen beskrevet ovenfor kan bli modifisert. For eksempel kan det rørformede sjikt 20 være lokalisert utenfor den ytre tråd 24. Videre kan slangen 10 inkludere ytterligere forsterkende sjikt 14, 18, tettende sjikt 16 og/ eller rørformede kapper 20. En eller flere av, eller til og med alle tetningssjiktene 18a kan være en polymerbelagt metallisk film eller metallisert polymerfilm. På tilsvarende måte kan en eller flere eller til og med alle tettende sjikt 18b være en polymerbelagt metallisk film eller metallisert polymerfilm.

Claims (19)

1. Slange (10) omfattende et rørformet legeme (12) av fleksibelt materiale anordnet mellom indre og ytre gripeorganer(22, 24),karakterisert vedat slangen også omfatter et langstrakt organ (130) som har motstående, langsgående kanter(136, 138), hvilket langstrakt organ er helisk viklet rundt det rørformede legeme slik at de motstående, langsgående kanter av det langstrakte organ (130) ligger inntil hverandre eller overlapper hverandre, idet hver langsgående kant inkluderer en formasjon (140) som er i stand til å kobles sammen med en samvirkende formasjon (142) på den motstående, langsgående kant, idet det langstrakte organ er korrugert i en retning mellom de langsgående kanter.

2. Slange i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat formasjonene som kobles sammen med hverandre er slik anordnet at når de er sammenkoblet, danner de en kontinuerlig, vanntett tetning.

3. Slange i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat de sammenkoblede formasjoner strekker seg kontinuerlig langs de respektive kanter.

4. Slange i samsvar med patentkrav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat hver sammenkoblbare formasjon omfatter en sammenkoblbar profil langs en kant som er formet for å kunne kobles til en korresponderende profil på formasjonen på motsatt kant.

5. Slange i samsvar med patentkrav 4,karakterisert vedat profilene er slik at når det langstrakte organ er blitt helisk viklet rundt det rørformede legeme, kan formasjonen på en av kantene skyves inn i sammenkoblet inngrep med formasjonen langs motsatt kant.

6. Slange i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat hver sammenkoblbare formasjon oppviser en sammenlåsende formasjon som er i stand til å låse formasjonene sammen når de er blitt brakt sammen.

7. Slange i samsvar med patentkrav 6,karakterisert vedat hver sammenlåsbare formasjon er konfigurert for å tilveiebringe snepplåsing med den korresponderende, sammenlåsbare formasjon langs motstående, langsgående kant.

8. Slange i samsvar med patentkrav 6 eller 7,karakterisert vedat de sammenlåsbare formasjoner er C-formede, idet den sammenlåsbare formasjon langs motstående kant er orientert i en motsatt retning, slik at de C-formede formasjoner kan låses til hverandre når det langstrakte organ blir viklet rundt det rørformede legeme.

9. Slange i samsvar med patentkrav 6, 7 eller 8,karakterisert vedat den sammenlåsbare formasjon på hver langsgående kant inkluderer et holdeorgan (44, 46) tilpasset til å samvirke med et korresponderende holdeorgan på den sammenlåsbare formasjon av den motstående, langsgående kant, hvorved de sammenlåsbare formasjoner blir holdt i en sammenlåst tilstand av holdeorganene.

10. Slange i samsvar med patentkrav 9,karakterisert vedat holdeorganene omfatter en innovervendt flens anordnet ved eller nær en av endene på den sammenlåsbare formasjon.

11. Slange i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 til 5,karakterisert vedat hver sammenkoblbare formasjon omfatter en rekke fremspring (140a, 142a) og utsparinger (140b, 142b), idet fremspringene og utsparingene på en formasjon er tilpasset til å kobles til utsparinger henholdsvis fremspring på formasjonen langs motstående, langsgående kant.

12. Slange i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat det langstrakte organ inkluderer i det minste ett lukket kammer (34), idet kammeret eller kamrene har en tetthet som er lavere enn resten av det langstrakte organ.

13. Slange i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 til 11,karakterisert vedat det langstrakte organ inkluderer i det minste ett lukket kammer (30), idet kammeret eller kamrene inneholder en gass.

14. Slange i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 til 11,karakterisert vedat det langstrakte organ inkluderer i det minste ett lukket kammer(30), idet kammeret eller kamrene inneholder et skum eller en ekspandert polymer.

15. Slange i samsvar med patentkrav 12, 13 eller 14,karakterisert vedat det finnes to inntil hverandre liggende kamre som begge strekker seg langs i hovedsak hele lengden av det langstrakte organ.

16. Slange i samsvar med patentkrav 12, 13 eller 14,karakterisert vedat det finnes et antall lukkede kamre plassert i det langstrakte organ, fordelt på en slik måte at det dannes en svamplignende struktur.

17. Slange i samsvar med et hvilket som helst av de foregående patentkrav,karakterisert vedat det langstrakte organ har en tykkelse som er større enn avstanden mellom de langsgående kanter.

18. Slange i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 til 11,karakterisert vedat det indre og/ eller ytre gripeorgan har et ovalt eller halvsirkelformet tverrsnitt.

19. Fremgangsmåte for å lage en slange (10),karakterisert vedå omfatte: (a) å vikle en tråd rundt en rørformet spindel for å danne en indre trådvikling (22), (b) å vikle et arkmateriale rundt den rørformede spindel og indre trådvikling for å tilveiebringe et rørformet legeme (12) av arkmaterialet, (c) å vikle en tråd rundt det rørformede legeme for å danne en ytre trådvikling (24), (d) å vikle et langstrakt organ (13) rundt den ytre trådvikling, idet det langstrakte organ har motstående, langsgående kanter (136, 138) og som er korrugerte i en retning mellom kantene, hvor hver langsgående kant omfatter en formasjon (140) som er i stand til å bli koblet til en korresponderende formasjon (142) langs motstående, langsgående kant, samt idet det langstrakte, organ blir helisk viklet rundt den ytre trådvikling slik at de motstående, langsgående kanter av det langstrakte organ blir liggende inntil hverandre eller overlapper hverandre, samt å koble sammen formasjonene på inntil hverandre liggende eller overlappende kanter, (e) å sikre endene av slangen fremstilt i trinn (d), samt (f) å fjerne slangen fra spindelen.