在石油工業(yè)的龐大體系中,輸油軟管作為油品輸送的關(guān)鍵部件,其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到石油輸送的安全與速率。而這在很大程度上取決于輸油軟管的工藝特點(diǎn)以及其在使用過(guò)程中的形變過(guò)程。
輸油軟管的工藝特點(diǎn):
材料選擇工藝
輸油軟管的內(nèi)層直接與油品接觸,需要具備不錯(cuò)的耐油性能。因此,通常選用丁腈橡膠、聚四氟乙烯等耐油材料。丁腈橡膠對(duì)各類油品有良好的耐受性,成本相對(duì)較低,應(yīng)用普遍;聚四氟乙烯則幾乎能耐受所有化學(xué)品的腐蝕,在輸送高腐蝕性油品時(shí)優(yōu)點(diǎn)明顯。外層為增強(qiáng)結(jié)構(gòu),常采用的鋼絲編織或纖維編織材料。鋼絲編織賦予軟管較不錯(cuò)的耐壓性能,能承受大的內(nèi)部壓力;纖維編織如聚酯纖維、芳綸纖維等,具有質(zhì)量輕、柔韌性不錯(cuò)且強(qiáng)度較不錯(cuò)的特點(diǎn),可在確定一定耐壓能力的同時(shí),提升軟管的柔韌性和抗彎曲疲勞性能。中間層一般為橡膠或塑料層,起到黏合內(nèi)外層以及輔助密封的作用。這種多層材料的組合工藝,使輸油軟管能夠綜合各層材料的優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)不同的輸送需求。
編織工藝
編織工藝是輸油軟管制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于采用金屬絲編織的輸油軟管,編織角度、編織密度等參數(shù)對(duì)軟管性能影響明顯。適當(dāng)?shù)木幙椊嵌饶軌蛟诖_定軟管柔韌性的同時(shí),大程度地發(fā)揮金屬絲的增強(qiáng)作用,提升軟管的耐壓能力。編織密度越高,軟管的強(qiáng)度和抗爆破性能就越好,但同時(shí)也會(huì)在一定程度上降低柔韌性。在實(shí)際生產(chǎn)中,需要根據(jù)輸油軟管的具體使用場(chǎng)景和性能要求,準(zhǔn)確控制編織工藝參數(shù)。例如,在高壓、長(zhǎng)距離輸油的情況下,會(huì)適當(dāng)提升編織密度和調(diào)整編織角度,以確定軟管能夠承受較不錯(cuò)的壓力;而在一些對(duì)柔韌性要求較不錯(cuò)、壓力相對(duì)較低的場(chǎng)合,如油庫(kù)內(nèi)的短距離油品輸送,會(huì)采用相對(duì)較稀疏的編織方式,以提升軟管的彎曲性能。
硫化工藝
對(duì)于以橡膠為主要材料的輸油軟管,硫化工藝很重要。硫化過(guò)程是將橡膠與硫化劑等助劑在一定溫度、壓力和時(shí)間條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),使橡膠分子由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而提升橡膠的強(qiáng)度、性、不易老化性等性能。硫化溫度、時(shí)間和壓力的準(zhǔn)確控制是確定硫化質(zhì)量的關(guān)鍵。溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng),可能導(dǎo)致橡膠過(guò)硫化,使其變硬、變脆,失去柔韌性;溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短,則硫化不充足,橡膠性能無(wú)法達(dá)到預(yù)期。在硫化過(guò)程中,還需要整個(gè)軟管受熱均勻,以確定硫化質(zhì)量的一致性。的硫化設(shè)備和準(zhǔn)確的工藝控制技術(shù),能夠提升輸油軟管的整體性能和使用壽命。
制造精度控制工藝
輸油軟管的制造精度對(duì)其性能和使用安全有著重要影響。在生產(chǎn)過(guò)程中,需要嚴(yán)格控制管徑公差、壁厚均勻性等參數(shù)。管徑公差過(guò)大可能導(dǎo)致與接頭連接不緊密,出現(xiàn)泄漏風(fēng)險(xiǎn);壁厚不均勻則會(huì)使軟管在承受壓力時(shí),薄弱部位容易發(fā)生破裂。通過(guò)精度不錯(cuò)的擠出設(shè)備、的模具制造技術(shù)以及在線檢測(cè)系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù),確定輸油軟管的制造精度符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。例如,采用激光測(cè)徑儀對(duì)管徑進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量,一旦發(fā)現(xiàn)管徑偏差超出允許范圍,立即調(diào)整擠出機(jī)的工藝參數(shù),確定產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
輸油軟管的形變過(guò)程:
壓力作用下的形變
在輸油過(guò)程中,油品在管道內(nèi)流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生壓力,輸油軟管會(huì)在壓力作用下發(fā)生形變。當(dāng)內(nèi)部壓力逐漸升高時(shí),軟管會(huì)起先出現(xiàn)徑向膨脹,管徑增大。這是因?yàn)檐浌艿牟牧显趬毫ψ饔孟戮哂邢鄳?yīng)的彈性變形能力。隨著壓力進(jìn)一步增加,若超過(guò)軟管材料的彈性限度,軟管將發(fā)生塑性變形,此時(shí)即使壓力降低,管徑也無(wú)法全部恢復(fù)到初始狀態(tài)。如果壓力持續(xù)升高且超過(guò)軟管的耐壓限度,軟管就會(huì)發(fā)生破裂,導(dǎo)致油品泄漏。不同結(jié)構(gòu)和材料的輸油軟管,其在壓力作用下的形變特性有所不同。例如,采用鋼絲編織增強(qiáng)的軟管,由于鋼絲的和良好的抗拉伸性能,在承受較不錯(cuò)壓力時(shí),其徑向膨脹相對(duì)小,能夠在大壓力范圍內(nèi)保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;而以纖維編織增強(qiáng)的軟管,雖然柔韌性不錯(cuò),但在承受高壓時(shí),徑向膨脹可能相對(duì)大,需要在設(shè)計(jì)和使用時(shí)充足考慮這一特點(diǎn)。
彎曲時(shí)的形變
輸油軟管在安裝和使用過(guò)程中,經(jīng)常需要彎曲以適應(yīng)不同的布局和連接需求。當(dāng)軟管彎曲時(shí),內(nèi)側(cè)部分受到壓縮,材料會(huì)發(fā)生壓縮形變,管壁厚度可能略有增加;外側(cè)部分則受到拉伸,材料被拉長(zhǎng),管壁厚度可能略有變薄。同時(shí),彎曲部位的截面形狀也會(huì)發(fā)生變化,由圓形逐漸變?yōu)闄E圓形。過(guò)度彎曲會(huì)使軟管外側(cè)的材料承受過(guò)大的拉伸應(yīng)力,可能導(dǎo)致增強(qiáng)層的金屬絲或纖維斷裂,從而降低軟管的強(qiáng)度和耐壓性能。此外,頻繁的彎曲還會(huì)使軟管產(chǎn)生疲勞損傷,縮短其使用壽命。為了減少?gòu)澢鷮?duì)輸油軟管的影響,在設(shè)計(jì)和安裝時(shí),通常會(huì)規(guī)定小彎曲半徑,軟管在使用過(guò)程中的彎曲程度在正確范圍內(nèi)。
溫度變化引起的形變
石油輸送過(guò)程中,溫度變化較為常見(jiàn)。當(dāng)溫度升高時(shí),輸油軟管的材料會(huì)發(fā)生熱膨脹,導(dǎo)致管徑和長(zhǎng)度增加;溫度降低時(shí),則會(huì)發(fā)生收縮。這種熱脹冷縮現(xiàn)象在不同材料之間可能存在差異,例如金屬絲和橡膠材料的熱膨脹系數(shù)不同,在溫度變化時(shí),兩者之間可能產(chǎn)生應(yīng)力,影響軟管的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。如果溫度變化范圍大且頻繁,長(zhǎng)期積累下來(lái),可能導(dǎo)致軟管的連接部位松動(dòng)、密封失效,甚至引起軟管材料的老化和損壞。為了應(yīng)對(duì)溫度變化對(duì)輸油軟管的影響,在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮選用熱膨脹系數(shù)匹配的材料,并采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施,如設(shè)置膨脹節(jié)或采用具有一定伸縮性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
輸油軟管的工藝特點(diǎn)決定了其基本性能,而在實(shí)際使用過(guò)程中的形變過(guò)程則對(duì)其性能和安全產(chǎn)生動(dòng)態(tài)影響。通過(guò)不斷優(yōu)化工藝特點(diǎn),深入研討形變過(guò)程,并采取相應(yīng)的措施加以控制和應(yīng)對(duì),能夠提升輸油軟管的質(zhì)量和性,確定石油輸送的安全與速率不錯(cuò)。