NO751331L - - Google Patents

Abstract

Fleksibel slangeledning.

Description

Oppfinnelsen vedrører fleksible slangeledninger og særlig slangeledninger som benyttes for lasting og lossing av oljetanker.

Oljetanker blir vanligvis lastet og losset mens de

er f.ortøyet i avstand fra land og den fleksible slangeledning som benyttes blir utsatt for sterke bevegelser og grov håndter-ing særlig, under tilknytningsoperasjonene og ved hårdt vær.

Feil på slangen på grunn av sterk bøyning, sjokk belastning^strekkpåkjenning eller andre faktorer er et stort problem for oljeselskaper og omgivelsene på grunn av faren for en olje-lekkasje. Videre kan en feil på slangeledningen forsinke tank-eren sterkt og således medføre store omkostninger.

Tidligere har man redusert slangefeil ved å øke styrken til avstivningsstrukturen, men til tross for en øket levetid som er blitt oppnådd opptrer likevel til slutt feil og sterke slanger er vanligvis mindre fleksible og således.mere vanskelige å håndtere.

Oppfinnelsen har til hensikt å tilveiebringe en slangeledning hvor disse problemer unngås.

Ifølge oppfinnelsen omfatter en fleksibel slange en hovedfluidumtett avstivningsstruktur og en sekundærfluidumtett avstivningsstruktur som omslutter ihvertfall en del av lengden til hovedstrukturen hvorved den sekundære struktur er beregnet på å ekspandere radielt og holde tilbake fluidumlekkasje fra den omsluttede hovedstruktur.

En foretrukker utførelse omslutter den, sekundære struktur enkeltvis etter hverandre følgende lengder av hovedstrukturen idet hver lengde er vesentlig mindre enn den totale lengde for slangeledningen. I tilfelle av en slangeledning som omfatter slangeseksjoner som er festet butt i butt kan en sekundær struk tur omslutte hver seksjon av slangen eller alternativt kan hver slangeseksjon være utstyrt med to eller flere omsluttende sek-sjoner av hovedslangestrukturen. Hvis de tilstøtende slangé-lengder hyer omfatter metalliske endekoblinger ved hver ende av en slangelengdejer den sekundære struktur eller strukturene fortrinnsvis forbundet med endekoblingene uavhengig av hovedstrukturen slik at lekkasje mellom hver endekobling og hovedstrukturen oppfanges.

Eventuelt kan slangen være flytende ved hjelp av på-festede flytelegemer eller fortrinnsvis selvflytende idet opp-driften derved tilveiebringes ved et låg eller lag av materialer med lav tetthet inne i slangens konstruksjon. Graden av oppdrift som frembringes er avhengig av bruken for slangen (f.eks. under-vannsrørledninger, rørledninger som er festet med bøyer til sjøbunnen eller rørledninger forbundet med.bøyer til skipsrør-ledninger.) Videre kan slangen ha en konstant eller varierende åpningsdiameter slik at den kan benyttes til å forbinde slange med en diamter til manifolder med forskjellig diamter på skip.

Den sekundære struktur kan omfatte et lag av polymert materiale som kan være tynt og det kan være anbragt et eller flere lag av avstivningsmateriale som kan ha en vesentlig større forlengelse enn forlengelsen til avstivningen i hovedstrukturen idet materialet velges slik at det bestemte arbeidstrykk for slangen, vesentlig forlengelser opptrer slik at det opptrer en radiell ekspansjon for slangen. Avstivningsmaterialet fore-ligger fortrinnsvis i form av et lag av vevet materiale, men kan også ha form av et flettet lag eller et skruelinjeformet hviklet lag eller enhver kombinasjon av slike lag. Fortrinnsvis benyttes et likt antall avstivningslag. Alternativt eller i til-legg kan det sekundære avstivningslag være anordnet slik at det har en leggings vinkel i forhold til. slangens langsgående akse vesentlig mindre enn den normale leggingsvinkel som benyttes ved balansering av slangekonstruksjoner, f.eks. mindre enn 50°. Videre kan den sekundære struktur være lenger enn hovedstrukturen, idet dette oppnås ved at den sekundære struktur enten er langsgående sammenpresset eller mere fordelaktig sammenfoldet, f.eks. sammenrullet• En foretrukket sammen-rullingsgrad gir en sekundær struktur som er 15-20$ lenger enn hovedstrukturen når den foldes ut Ved radiell ekspansjon.

I en foretrukket utforming benyttes et meget forleng-bart materiale, en vinkel på 25-30° og omrulling tilsammen, slik at den maksimale radielle ekspansjon oppnås ved feil i hovedstrukturen. Ekspansjonen kan måles enten visuelt eller ved alternative måleinnretninger.

Den sekundære struktur kan anbringes direkte over hovedstrukturen eller i avstand fra hovedstrukturen. Mellom-rommet fylles fortrinnsvis med et mellomlag med lav tetthet av et svampmateriale med lukkede celler (f.eks. 32-96 kg/m^). Ytterligere kan en del av eller hele oppdriftsmateriale for slangen være anordnet mellom hovedstrukturen og den sekundære struktur. Omrullingene i den sekundære struktur kan formes ved hjelp av et mellomliggende lag som rulles om og/eller ved hjelp av variasjoner i omhyIlings strekket ved påføring av den sekundære strukture avstivning over det mellomliggende materiale .

Ledeplater kan være anordnet i intervallet langs det mellomliggende materiale for å lokalisere slangelengden som utsettes for ekspansjon ved lekkasje for hovedstrukturen. Disse kan utgjøres av stive ledeplater eller ringer av avstivningsmateriale.

Egnede avstivningsmaterialer omfatter tekstiler så som nylon, polyestere, rayon og "Kevlar". Andre egnede materialer omfatter glassfibre eller stålsnor med en sterk tvinning slik at man får en egnet mulighet for forlengelse av materialet. Forlengelser i størrelsesorden 71% er foretrukket hvis det benyttes en waieravstivet hovedstruktur viss forlengelse typisk er V2I0.

Ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse av et ut førelseseksempel som er fremstilt på den vedlagte skjematiske tegning, som viser et langsgående snitt gjennom veggen på den ene ende på selvflytende slangeseksjon med en nominel åpningsboring på 600 mm, for dan-nelsen av en slangeledning som er festet ved hver ende til en stiv endekobling eller nippel. Slangen er egnet for levering av olje ved 10-15 bar.

Hver endekobling eller nippel på slangen.omfatter en skive formet endeflens 1 som er buttsveiset til en rørformet nippel la som er utstyrt med fire avstandsplasserte omkrets- ringer, 2, 3, 4 og 5 på sin ytre diameter. Nipplen er anordnet på.enden til en ståldor på hvilken slangen sammensettes og på-føres et indre forings lag 6 av nitrilgummi med en tykkelse på 3,8l mm. Konstruksjonen av slangens endeparti beskrives for den ene ende, idet endene er like. Det indre forings lag 6 utstrekker seg over doren, de. fire ringer 2, 3, 4 og 5 og den gjenvær-ende del av nipplen la. Et brytelag 7 omfattende et lag av slyngvevet stoff med ca. 8 wefttrådet pr'. 2,5 cm, skumbelagt med nitrilgummibindemiddel slik at i en total tykkelse på 0,8-1,0 mm blir det så påført før formingen av hovedavstivningsstrukturen.

Hovedavstivningsstrukturen omfatter seks lag 8 av

messingbelagt kabelståltråd med en trådstrekkstyrke på 2460-2700 N/mm og tilstrekkelig antal ender pr. lag til å gi en minimal bruddbelastning på 680 kg/cm 0 strimmel. Hvert lag på-føres.som en skrulinjeformet viklet strimmel med en leggingsvinkel på 50° i forhold til en langsgående akse slik at hver tråd enkeltvis innkapsles i et nitrilgummibindemiddel. Sammen-bindingstråder 9 anbringes over noen lag for å gi fastholding på nipplen som vist. Et brytelag 10 svarende til brytelaget 7 blir så påført etterfulgt av et siste lag av sammenbindings-tråd 11 over nipplen og et fy Ilag 12 med 12,2 mm tykkelse av nitrilgummi i hvilket er innleiret en første hovedavstivningstråd 13 som er skrulinjeformet viklet. Tråden 13.er av kobberbelagt stål med'12,7 mm diameter og har en strekkstyrke på 900/ 1100 N/mm og avstanden mellom hos liggende vindinger er 25,4 mm. To mellomlag 14 av.nylontrådstoff påføres i en skråvinkel på

45° og er hver skumbelagt med■gummibindemiddel og blir etterfulgt av et andre fyllstofflag 15 med sammenblandet naturlig og syntetisk gummi med en tykkelse på 3,56 mm og i dette lag innleires den andre hovedavstivningstråd 16 som igjen er av kobberbelagt stål med en strekkstyrke på 900/1100 N/mm 2 og- en diameter på 6,35 mm og som vikles med en avstand mellom hosliggende vindinger på 31,75 mm. Det andre hovedavstivningslag ligger med sine vindinger mellom vindingene -til det første hovedavstivningslag. To grunnholdelag 17 av nylontrådbane som • er skumbelagt med naturlig/syntetisk gummi til en tykkelse pr. lag på 2,03 mm blir til slutt overdekket av et.enkelt grunn-slangedekklag 18 med 33175 mm tykkelse av en sammenblandet natur/syntetisk gummiforbindelse for å gi en god vannmotstand.

Det skal bemerkes at den ovenfor beskrevne hovedav-stivningsstruktur utstrekker seg over de tre siste nippelringer 354 og 5 og utstrekker seg ikke over den første nippelring 2.

Et mellomlag 19 med høy tetthet utformet som en svamp med lukkede celler av kryssbundet polyetylen (tetthet 32 kg/m^) påføres over hovedstrukturen. Dette lag 19 har den ytre flate som er formet som en omhylling ved å variere strekket i omviklingen og ved å benytte en på forhånd tilformet profilert, materialseksjon.

Den sekundære avstivningsstruktur. 20 blir så påført og omfatter et nitrilgummi-foringslag med 2,03 mm tykkelse, fire lag av polyestertråder idet trådene har en styrke på 400 kg/cm strimmel og en tildekning P med 1,02 mm tykkelse av nitrilgummi .

Enden av den sekundære avstivningsstruktur 20 er festet til nipplen la under den første holdering 2 ved hjelp av ytterligere vindinger 21 av bindetråd og på grunn av det om-hyllede mellomlag 19 blir også den sekundære struktur 20 gitt en omhyllende form.

Flere oppdriftslag 22 blir så påført, idet antallet

som kreves, avhenger av oppdriftsgraden.

Disse kan utformes av ekspandert polyetylen, ekspandert pvc, ekspandert naturgummi (spesifikk vekt vulkanisert f.eks. 0,17) eller et lignende materiale. Oppdrifts lagene blir tildekket av et lag av oppblåst svamp, f.eks. polyklor-pren med lukkede celler (spesifikk vekt 0,30), et ytterligere brytelag 23 (svarende til laget 7) en første tildekning 24. med 2,79 mm tykkelse av polykloroprenbasert-materiale, et ytterligere brytelag 25 av samme utforming som mellomlagene, og et ytre dekklag 26 med 2,03 mm tykkelse av polykloroprenbasert materiale.

En ekstra styrke blir tilveiebragt ved nippelfestet ved hver ende av slangen ved hjelp av skulderlag 27 av et stoff av nylontråder som er skumbelagt med gummibindemiddel som påføres med en skråvinkel på 45° utstrekker seg i en lengde av 1200 mm i langsgående retning.

Den resulterende slange blir så herdet ved oppvarming i en dampovn og fjernet fra doren. Under vulkaniseringen opp-blåses svampen R og presser det hele sammen og danner en kompakt

forbindelse.

Den resulterende slange virker ved bruk i det vesent-lige som en vanlig slange, men feil i hovedstrukturen eller festet mellom hovedstruktur'og nippel, som kan resultere i fluidumlekkasje fra hovedstrukturen holdes innenfor den sekundære struktur. Den sekundære struktur gir en bruddstyrke på 20-27,5 bar, men på grunn av sin omhyIling og anvendelsen av sterkt forlengbare avstivningsmaterialer bevirkes en betydelig og synlig økning i slangediameteren viss trykk utøves på den. Således vi i feil i hovedstrukturen kunne ses selv om slangen er anvendbar videre og kan således skiftes ut på et egnet tidspunkt, f.eks. før den neste tankskip skal losse eller hvis sjøbeting-elsene tillater det.

Anordningen av den sekundære struktur hjelper i å beskytte hovedstrukturen for ødeleggelse fra ytre krefter ved at den virker som et dempende lag.

Den visuelle iakttagelse av den sekundære struktur som blir radielt ekspandert ved feil i hovedstrukturen eller i nippelfestet kan forbedres ved på den ytre flate av slangen og anordnet merke så som ribber, spor eller andre kontrast-flatemerker som visuelt fremviser slangeflatens ødeleggelse og som fremkommer ved radiel ekspansjon eller strekk i den sekundære struktur. Merkene kan være rundt omkretsen eller skrulinjeformet, men anordningensinbefattende langsgående markeringer kan gi en særlig gunstig effekt særlig hvis slangen iakttas i lengderetningen når den divergent/konvergente effekt for de ekspanderte flatemerkinger vil være målbare. Langsgående merk-ing kan benyttes i forbindelse med omkretsmerkninger og gi en generell kontroll som i tilfelle av en flytende oljeslange går frem som en fare for skipningen.

Claims (20)

1. Fleksibel slangeledning, omfattende en hoved-fluidumtett avstivningsstruktur, karakterisert ved en sekundær fluidumtett avstivningsstruktur (20) som omslutter ihvertfall en del av lengden til hovedstrukturen, hvorved den sekundære struktur (20) er beregnet på å ekspandere radielt og oppfange lekkasje fra den omsluttede hovedstruktur.

2. Fleksibel slangeledning ifølge krav 1, karakterisert ved at den sekundære struktur (20) uavhengig omslutter hos liggende etter hverandre følgende lengder av slange ledningen og at hver omsluttet lengde er vesentlig kortere enn s lange ledningens . totale lengde..

3. Fleksibel slangeledning ifølge krav 2, karakterisert ved at slangeledningen omfatter slangeseksjoner som er festet til hverandre med endene og en sekundærstruktur (20) som omslutter hver slangeseksjon.

4. Fleksibel slangeledning ifølge krav 3, karakterisert ved at slangeseksjonene hver omfatter en slangelengde og en stiv endekobling (1) for forbindelse til endekoblingen (1) på en hosliggende slangeseksjon.

5. Fleksibel's lange ledning ifølge krav 43karakterisert ved at en enkel sekundærstruktur (20) er anordnet på hver slangelengde og at den sekundære struktur (20) er avtettende festet, mellom endekoblingene (l) slik at ethvert fluidum som lekker ut fra forbindelsen mellom en endekobling (1) og den fleksible slange oppfanges.

6. Fleksibel slangeledning ifølge et eller flere av kravene 1-5, karakterisert ved at den er gjort flytende ved hjelp av flytelegmer som er festet i intervaller langs slangeledningen.

7- Fleksibel slangeledning ifølge et eller flere av kravene 1- 5» karakterisert ved lag (22) av er materiale med lav tetthet som er anordnet i konstruksjonen til slangen for å gjøre slangeledningen flytende.

8. Slangeledning ifølge et eller flere av kravene 1-7, karakterisert ved at den sekundære struktur (20) omfatter et lag av polymert materiale og minst et lag av avstivningsmateriale med en vesentlig høyere forlengelse enn avstivningsmaterialet i hovedstrukturen slik at utøvelsen av slangearbeidstrykket på den sekundære struktur det ville opptre en radiell ekspansjon for den sekundære struktur.

9. Slangeledning ifølge krav'83karakterisert ved at avstivningsmateriallaget i den sekundære struktur (20) ér vevet.

10. Slangeledning ifølge krav 83 karakteris-erty ved at avstivningsmateriallaget i den sekundære struktur (20) er flettet. .

11. Slangeledning ifølge krav 83karakterisert ved at avstivningsmaterialet til den sekundære struktur (20) er skrulinjeformet viklet.

12. Slangeledning ifølge et eller flere av kravene 8-11, karakterisert ved at det er anordnet et likt antall lag av avstivningsmateriale i den sekundære struktur (20).

13- Slangeledning ifølge krav 11 eller krav 11 og 12, karakterisert ved at leggingsvinklen for avstivningsmaterialet er mindre enn 50°.

14. Slangeledning ifølge krav 13, karakterisert ved at leggingsvinklen er mellom 25 og 30°.

15- Slangeledning ifølge et eller flere av kravene 8-l4, karakterisert ved at den sekundære struktur (20) er lengere enn lengden til hovedstrukturen som er omhyllet.

16. Slangeledning ifølge krav 15, karakterisert ved at slangeledningen- er mellom 15 og 20$ lengere enn lengden til den oversluttede hovedstruktur.

17- Slangeledning ifølge krav 15 eller 16, karakterisert ved at den sekundære struktur (20) er oms luttet.

18. Slangeledning ifølge et eller flere av kravene 1-17, karakterisert ved at den sekundære struktur (20) påføres direkte over hovedstrukturen.

19. Slangeledning ifølge et eller flere av kravene 1-17, karakterisert ved at den sekundære struktur (20) er radielt avstandsplassert fra hovedstrukturen at rommet mellom dem er fylt med et mellomliggende lag med lav tetthet av lukket cell-svampmateriale som utgjør noe selvflyteevne for slangeledningen.

20. Slangeledning ifølge krav 19, karakterisert ved at ledeplater er anordnet i avstandsplasserte intervaller langs det mellomliggende lag for å lokalisere ■ slangelengden som utsettes for ekspansjon ved lekkasje i hovedstrukturen.