RU2079039C1 - Гибкий трубопровод с улучшенной тепловой изоляцией - Google Patents
Гибкий трубопровод с улучшенной тепловой изоляцией Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079039C1 RU2079039C1 SU915053074A SU5053074A RU2079039C1 RU 2079039 C1 RU2079039 C1 RU 2079039C1 SU 915053074 A SU915053074 A SU 915053074A SU 5053074 A SU5053074 A SU 5053074A RU 2079039 C1 RU2079039 C1 RU 2079039C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline according
- composite material
- shell
- tape
- sheath
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007799 cork Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000012611 container material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
- F16L59/153—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems for flexible pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Использование: в транспортировке углеводородов. Сущность изобретения: гибкий трубопровод с улучшенной тепловой защитой, предназначенный для циркуляции жидкости под давлением и содержащий по меньшей мере одну герметичную оболочку или трубу из полимерного материала, по меньшей мере один армирующий слой, содержит средство тепловой защиты, содержащее оболочку 7 из композиционного материала, содержащего частицы пробки, и гибкую металлическую трубку 10, расположенную снаружи от теплозащитной композитной оболочки 7. Применяется для создания гибких трубопроводов нефтяных установок. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к гибким трубопроводам с улучшенной тепловой защитой, в частности к трубопроводам, в которых циркулирует жидкость под повышенным давлением, как, например, в трубопроводах, используемых в исследовательских и эксплуатационных установках углеводородных месторождения, расположенных как на земле, так и на море.
Следует отметить, что изобретение касается создания гибких трубопроводов, имеющих диаметры 2,5 30 см, причем внутреннее давление в гибком трубопроводе может достигать 1000 бар и более.
При таких условиях любая утечка из гибкого трубопровода, особенно в случае пожара, может иметь серьезные последствия. По этой причине необходимо сохранение герметичности и механической прочности указанных гибких трубопроводов при пожаре, чтобы иметь возможность поддержать расход жидкости без утечек при рабочем давлении до тех пор, пока не будут осуществлены операции по прекращению этого расхода или же пока не затушат пожар.
Хотя и нет точных норм, рекомендуется, чтобы гибкие трубопроводы выдерживали в течение 30 мин окружающую температуру 700oC.
Известные в настоящее время гибкие трубопровода с тепловой защитой содержат, как правило, по меньшей мере одну герметичную оболочку и по меньшей мере один ароматический слой, содержащий металлическую проволоку, причем сечение проволоки может быть любым. Часто гибкие трубопроводы содержат две оболочки, одна из которых, внешняя, располагается над армирующим слоем, а другая, внутренняя, -под ним, что осуществляется в зависимости от конкретного использования указанных гибких трубопроводов. Некоторые гибкие трубопроводы содержат также третью оболочку, промежуточную, расположенную между двумя армирующими слоями.
Кроме того, рассматриваемые гибкие трубопроводы частично снабжены средствами внешней защиты, образованными свернутой по спирали с малым шагом металлической лентой, например профилированной лентой.
Известен, в частности, гибкий трубопровод с улучшенной тепловой защитой (SU, A, 1658827), предназначенный для циркуляции жидкости под давлением и содержащий по меньшей мере одну герметичную оболочку или трубу из полимерного материала, по меньшей мере один армирующий слой, средство тепловой защиты и оболочку из теплоотражающего материала, включающего тонкий слой (пленку) металла.
В известном трубопроводе армирующий слой выполнен преимущественно из слюды, которая является неорганическим материалом. Использование слоя на основе слюды не позволяет осуществлять удлинение или укорачивание такого трубопровода в случае необходимости.
Оболочка из теплоотражающего материала имеет снаружи тонкий слой (пленку) алюминия и предназначена лишь для отражения теплового потока. Такая оболочка не способствует механическому усилению гибкого трубопровода и не выдерживает многократных изгибов, приводящих к ее повреждениям и разрушению.
Средство тепловой защиты в известном устройстве выполнено многослойным и включает в себя теплозащитный слой из керамических волокон, оплетку, играющую роль прижимной манжеты, и наружную защитную оболочку, выполненную из жаростойкого материала, например силиконового каучука или фторсодержащего полимера.
Многослойная и волокнистая структура оболочки предназначена для трубопроводов малого диаметра при использовании на трубопроводах большого (≈30 см) диаметра потребует больших затрат при изготовлении.
В основу изобретения положена задача создать гибкий трубопровод с улучшенной тепловой защитой такой конструкции, которая при обеспечении высоких теплозащитных свойств характеризовалась бы высокой механической прочностью на сжатие, допускала бы возможность удлинения или укорачивания трубопровода в зависимости от конкретных условий его использования и при этом не требовала бы больших затрат при изготовлении.
Эта задача решается тем, что в трубопроводе с улучшенной тепловой защитой, предназначенном для циркуляции жидкости под давлением и содержащем по меньшей мере одну герметичную оболочку или трубу из полимерного материала, по меньшей мере один армирующий слой, средство тепловой защиты и оболочку из теплоотверждающего материала, согласно изобретению средство тепловой защиты содержит оболочку из композиционного материала, включающего частицы пробки, а оболочка из теплоотражающего материала выполнена в виде гибкой металлической трубы, расположенной снаружи от теплозащитной оболочки.
Целесообразно использовать композиционный материал, представляющий собой агломерированную пробку. При этом желательно чтобы средняя плотность композиционного материала имела величину, заключенную в диапазоне 500 800 кг/м3, а теплопроводность композиционного материала имела величину менее 0,30 Вт/м•oC.
Предпочтительно чтобы оболочка из композиционного материала была образована по меньшей мере одной лентой, намотанной по спирали поверх армирующего слоя с выдерживанием значительного угла относительно продольной оси гибкого трубопровода. При этом возможно, чтобы витки спиральной намотки прилегали друг к другу или слегка были раздвинуты. Возможно также, чтобы витки спиральной намотки частично перекрывали друг друга.
Целесообразно, чтобы оболочка из композиционного материала представляла собой цилиндрический рукав, натягиваемый поверх армирующего слоя.
В других случаях желательно, чтобы эта оболочка была выполнена непосредственной экструзией поверх армирующего слоя.
Возможно, кроме того, чтобы оболочка из композиционного материала была образована примыкающими друг к другу отформованными элементами. Предпочтительно, чтобы тепловая защита содержала по меньшей мере два концентрических слоя композиционного материала, содержащего частицы пробки. При этом желательно, чтобы по меньшей мере одна липкая лента была вставлена между концентрическими слоями.
Целесообразно, чтобы гибкий трубопровод содержал два армирующих слоя, а оболочка из композиционного материала была выполнена из по меньшей мере одной ленты материала, содержащего частицы пробки, причем эта лента намотана по спирали поверх наружной оболочки с выдерживанием значительного угла по отношению к продольной оси этого гибкого трубопровода.
Возможно между металлической трубой и оболочкой из композиционного материала расположить слой огнестойкого материала.
Гибкий трубопровод с улучшенной тепловой защитой, выполненный в соответствии с изобретением, благодаря наличию слоя пробки, которая кальцинируется раньше, чем сгорает, характеризуется наилучшим состоянием оболочки в условиях воздействия огня, причем слой пробки образует перемычку между гибким металлическим наружным рукавом и внутренними броневыми слоями, а этот наружный гибкий металлический рукав обеспечивает механическую прочность трубопровода на сжатие и отражение теплового потока. Комбинация свойств составных элементов позволяет исключить появление эффекта теплового моста, а пробка обеспечивает также увеличение отнесенного к единице длины коэффициента теплопроводности.
Трубопровод характеризуется высокой механической прочностью на сжатие, допускается возможность удлинения и укорачивания его при необходимости и не требует высоких затрат при изготовлении.
На фиг. 1 приведен вид в перспективе с частичным разрезом первого варианта выполнения трубопровода; на фиг. 2 вид в перспективе с частичным разрезом второго варианта выполнения трубопровода; на фиг. 3 вид в перспективе с частичным вырывом и в разрезе третьего варианта выполнения трубопровода.
Гибкий трубопровод (фиг. 1) содержит герметичную полимерную внутреннюю трубку или оболочку 1, изготовленную преимущественно из термопластичного материала, такого как полиамид, полиэтилен, или другого подходящего материала, один или два в данном случае, два внутренних каркаса 2 и 3, предназначенных для восприятия внутреннего давления в трубопроводе и образованных намоткой по спирали металлической проволоки или ленты, промежуточную оболочку 4, изготовленную из такого же термопластичного материала, что и внутренняя труба 1, или же из другого материала, по меньшей мере один армирующий слой, образованный двумя слоями 5 проволоки, угол армирования или угол наклона проволок относительно продольной оси трубопровода, который меньше или равен 55o, и одну внешнюю оболочку 6 из термопластичного материала. Угол наклона проволок одного слоя 5 может изменяться от одного слоя к другому, причем проволоки двух слоев могут пересекаться, как это и бывает на практике. Структура и природа образующих трубопроводов элементов выбираются в зависимости от условий использования этого гибкого трубопровода. Из этих же соображений материал внешней оболочки 6 может быть идентичным или отличным от материала внутренней герметичной оболочки 4. В варианте, показанном на фиг. 1, создается тепловая защиты в соответствии с изобретением также и в случае, когда гибкий трубопровод содержит внутреннюю оболочку 1, один или два каркаса 2 и 3, по меньшей мере один армирующий слой 5 и внешнюю оболочку 6, но не имеет промежуточной оболочки 4.
Следует упомянуть, что изобретение применимо к трубам типа "Rougt-Goze", содержащим внутри внутренней герметичной оболочки внутренний каркас, образованный свитой с малым шагом металлической лентой, имеющей преимущественно вид сцепленной ленты.
В соответствии с изобретением вокруг гибкого трубопровода располагают защитную термооболочку 7, имеющую толщину, равную или превышающую 2 мм, которая показана на фиг. 1 в виде рукава 8 и которая изготовлена из композиционного материала, содержащего частицы коробки. Преимущественно, композиционный материал образован частицами пробки, которые агломерированы при помощи пластической связки.
Лучшим вариантом является погружение частиц пробки размерами от 1 до 2 мм в матрицу материала из эластомера, типа полимера, содержащего галоген, в том числе и хлор с преимущественной добавкой огнеупорного агента, такого как трехокись сурьмы или гидратированный алюминий. В качестве образующих матрицу материалов можно указать эластометрические хлорсульфональные или, преимущественно, хлоропреновую резину (неопрен). Композиция, содержащая частицы пробки и полимера, дополнена различными вспомогательными элементами, такими как агент вулканизации, ускоритель вулканизации, антитепловой агент, пластификатор (минеральное масло) и краситель. Возможно при использовании хорошо известных способов изготовления выполнить композиционный материал, содержащий частицы пробки и обладающий определенным механическим сцеплением, причем оказалось, что такой материал способен служить средством тепловой защиты. Интересные результаты были получены при использовании материалов, имеющих среднюю плотность порядка 500 800 кг/м3, преимущественно 650 700 кг/м3. Средняя теплопроводность такого материала может быть равна или ниже приблизительно 0,30 Вт/м•oC, например составлять 0,20 Вт/м•oC.
Само собой разумеется, что плотность полученного таким образом композиционного материала является функцией процентного содержания пробки в хлоропреновой резине, который зависит также от структуры защищаемого гибкого трубопровода и/или от условий его использования, а также от тех температур, которые должен выдерживать гибкий трубопровод.
Как показано на фиг. 2, оболочка 7 преимущественно образована при помощи намотки ленты 9, имеющей толщину около 6 мм, витки которой могут соприкасаться или нет, преимущественно, при наличии небольшого перекрывания между ними, причем ширина перекрытия одного витка другим может быть, например, немного меньше половины ширины ленты. Хорошие результаты были получены с лентой, имеющей толщину 4 8 мм, в особенности, если внутренний диаметр гибкого трубопровода заключен между 30 и 150 мм, что является типичным для некоторых применений изобретения. Однако толщина может достигать и даже превосходить 10 мм, в зависимости от характеристик гибкости и условий использования. Можно при помощи машины известного типа, такой как ленточная машина, легко экономично изготовить защитную оболочку 7 гибкого трубопровода, осуществляя намотку ленты 9, изготовленной преимущественно из композиционного материала, содержащего частицы пробки, в особенности из материала, имеющего сопротивление на разрыв, равное или превышающее приблизительно 1 даН/см2, а предпочтительно, около 5 даН/см2, и способного выдержать удлинение, например, 10 20%
Преимущественно, лента 9 вулканизирована перед намоткой на гибкий трубопровод. Подобная лента должна соответствовать норме BSUS 120 и нормам ASTMF104 и F36.
Преимущественно, лента 9 вулканизирована перед намоткой на гибкий трубопровод. Подобная лента должна соответствовать норме BSUS 120 и нормам ASTMF104 и F36.
В альтернативном варианте, когда оболочка 7 выполнена в виде рукава 8, показанного на фиг. 1, она может содержать один или несколько рукавов, натянутых на гибкий трубопровод. Оболочка может быть выполнена также из деталей, каждая из которых покрывает сектор кругового контура внешней оболочки 6, например из двух полуоболочек. Рукав 8 может устанавливаться на место непрерывным образом на большой длине при помощи экструзии смеси частиц пробки и эластомера, а также различных адекватных дополнительных элементов. Операция экструзии осуществляется непрерывно с помощью головки с угольником вокруг сердечника, который образован гибким трубопроводом, покрытым внешней оболочкой 6; за этой операцией может следовать операции вулканизации эластомера.
Комплекс, образованный гибким трубопроводом и защитной оболочкой 7 (такой как рукав 8 или слой, образованный навивкой лент 9), покрывается внешней гибкой металлической трубой 10, которая завершает термическую защиту и образована намоткой металлической ленты 11, особенностью которой является хорошая теплоотражающая способность. Материалом такой ленты может служить, например, нержавеющая сталь типа аустенитной. Указанная металлическая лента может быть просто непрерывной лентой или же фасонной, имеющей конфигурацию в виде уплощенной буквы S, в этом случае соседние витки могут перекрывать друг другу.
Преимущественно, металлическая лента имеет сечение с зацеплениями в виде радиальных выступов, позволяющих ограничить относительное перемещение витков ленты по длине трубопровода. В частности, металлическая лента может быть выполнена в виде фасонной (сцепленной) ленты, которая описана, например, в патенте FR, A, 2555920. В альтернативном варианте реализации внешняя металлическая труба может иметь форму волнистой трубы.
В показанном на фиг. 3 особом виде реализации изобретения гибкий трубопровод содержит между внешней трубой 10 и внешней оболочкой 6 две навитые ленты 12 и 13 из агломерированной пробки и по меньшей мере одну, а преимущественно две липких ленты 14 и 15, из которых одна лента 15, расположена между пробковыми лентами 12 и 13. Липкие ленты 14 и 15 могут быть в случае необходимости усилены стекловолокном или другим эквивалентным материалом.
Были проведены испытания гибкого трубопровода, имеющего следующую структуру в направлении изнутри наружу:
внутренняя герметичная труба 1 из полиамида с внутренним диаметром 76 и толщиной 6 мм,
свод давления 2 из стальной проволоки типа сцепки с малым шагом,
свод давления для усиления из стальной плоской проволоки с малым шагом спирали (позиция 3),
промежуточная оболочка 4 из полиэтилена толщиной 2 мм,
два слоя 5 броневой проволоки из стальной проволоки, расположенные симметрично с углом бронирования 35o,
липкая, не показанная на чертеже, лента, намотанная на верхний слой 5,
внешняя оболочка 6 из полиэтилена толщиной 5 мм,
теплозащитный кожух 7 из агломерированной пробки толщиной 6 мм,
внешняя труба 10 из сцепленной ленты, изготовленной из нержавеющей стали типа аустенитной AISI 304.
внутренняя герметичная труба 1 из полиамида с внутренним диаметром 76 и толщиной 6 мм,
свод давления 2 из стальной проволоки типа сцепки с малым шагом,
свод давления для усиления из стальной плоской проволоки с малым шагом спирали (позиция 3),
промежуточная оболочка 4 из полиэтилена толщиной 2 мм,
два слоя 5 броневой проволоки из стальной проволоки, расположенные симметрично с углом бронирования 35o,
липкая, не показанная на чертеже, лента, намотанная на верхний слой 5,
внешняя оболочка 6 из полиэтилена толщиной 5 мм,
теплозащитный кожух 7 из агломерированной пробки толщиной 6 мм,
внешняя труба 10 из сцепленной ленты, изготовленной из нержавеющей стали типа аустенитной AISI 304.
В случае подвергающегося испытаниям трубопровода теплозащитный кожух был образован слоем ленты 9 из агломерата пробки и хлоропреновой резины, имеющего следующие характеристики:
гранулометрия частиц пробки 1 2 мм, средняя плотность 660 670 кг/м3, теплопроводность порядка 0,20 Вт/м•oC, сопротивление на разрыв порядка 10 даН/см2 (1 МПа).
гранулометрия частиц пробки 1 2 мм, средняя плотность 660 670 кг/м3, теплопроводность порядка 0,20 Вт/м•oC, сопротивление на разрыв порядка 10 даН/см2 (1 МПа).
Лента имела толщину 6 мм и ширину 60 мм и была навита простым слоем с витками, почти соприкасающимися друг с другом на диаметре 140 мм, соответствующем внешнему диаметру внешней оболочки 6.
Наконечник был установлен на каждом конце выбранного отрезка гибкого трубопровода большой длины. Таким образом получили гибкий трубопровод длиной 5,5 м, похожий на широко используемые трубопроводы, которые не содержат дополнительного слоя тепловой защиты.
Описанный трубопровод подвергался испытаниям на пожаростойкость при следующих условиях:
гибкий трубопровод закрывался с двух сторон глухими фланцами и металлическими прокладками,
наполнялся водой под давлением 1040 бар,
один из концов, который непосредственно подвергался воздействию огня, был защищен листовым кожухом, покрывающим изоляцию из преломляющего волокна Cerablanket® de Manville.
гибкий трубопровод закрывался с двух сторон глухими фланцами и металлическими прокладками,
наполнялся водой под давлением 1040 бар,
один из концов, который непосредственно подвергался воздействию огня, был защищен листовым кожухом, покрывающим изоляцию из преломляющего волокна Cerablanket® de Manville.
На длине 3 м гибкий трубопровод был подвергнут воздействию температуры 700oC, которая достигалась в течение 5 мин и затем поддерживалась на этой величине во время нагрева печи в течение общей длительности, которая достигала 80 мин. Давление воды в трубопроводе поддерживалось постоянным, равным 1040 бар, в течение всего времени испытаний, нагрев печи прекращался по истечении 80 мин. Испытания показали отсутствие малейших утечек.
Результаты испытания показали, что температура воды не превосходит 140oC, что существенно ниже температуры плавления (183oC) полиамида, из которого изготовлена внутренняя герметичная оболочка.
Полученный описанным образом положительный результат можно считать особенно существенным, если принять во внимание, что общий коэффициент теплоизоляции гибкого трубопровода относительно мало увеличен из-за добавления к нему теплозащитного кожуха, так как толщина и коэффициент теплопроводности кожуха одного порядка величины с характеристиками каждой из трех оболочек гибкого трубопровода. Причина достижения такого хорошего результата заключается, вероятно, в высокой термопрочности агломерата пробки, которая выше чем у пластмассы, образующей оболочки трубопровода. Действительно можно наблюдать, что даже обугленный (обожженный) агломерат пробки остается на месте, образуя перегородку между внешней металлической трубой из нержавеющей стали и броневым проводом, в то время как внешняя пластиковая оболочка гибкого трубопровода существенно видоизменялась, эта перегородка мешает появлению явления теплового моста, который мог бы существенно ускорить повышение температуры внутренней пластиковой оболочки герметичности и содержащейся в трубопроводе воды.
Для подвергнутого испытанию гибкого трубопровода было найдено, что линейный коэффициент теплопроводности (коэффициент теплообмена на метр линейный трубопровода, Вт/м•K) уменьшился приблизительно на 25% в соответствующем изобретению гибком трубопроводе относительно такого же трубопровода, не содержащего ленты из пробки.
Кроме того, замечено, что металлическая труба способствует исключению горячих точек, так как она распределяет тепло по всему трубопроводу и, в частности, вокруг теплового кожуха, который в результате оказывается по всей своей поверхности подвержен воздействию приблизительно равной температуры.
Кроме того, было обнаружено, что сочетание защитной оболочки из агломерированной пробки и внешней металлической трубы создает синергический эффект, следствием которого является способность к повышению защиты гибкого трубопровода от высоких температур. Действительно, кроме своей собственной защитной роли, заключающейся в отражении теплоты, гибкая внешняя металлическая труба позволяет в случае пожара улучшить стойкость слоя агломерированной пробки, так как последний находится в пространстве, ограниченном внутри этой металлической трубы.
Само собой разумеется, что если температуры превосходят указанные в изобретении величины и/или их время действия существенно больше указанного, то возможно увеличить толщину композиционной оболочки, которая может достигать нескольких сантиметров. И в таком случае агломерат пробки продолжает оказывать тепловую защиту, образуя перегородку даже в обугленном состоянии.
Наконец, можно установить между внешней металлической трубой и агломератом пробки слой огнеупорного материала, например, содержащего преломляющие волокна, такого как материал, имеющийся в продаже под названием Cerablanket.
Claims (15)
1. Гибкий трубопровод с улучшенной тепловой защитой, предназначенный для циркуляции жидкости под давлением и содержащий по меньшей мере одну герметичную оболочку или трубу из полимерного материала, по меньшей мере один армирующий слой, средство тепловой зашиты и оболочку из теплоотражающего материала, отличающийся тем, что средство тепловой защиты содержит оболочку из композиционного материала, включающего частицы пробки, а оболочка из теплоотражающего материала выполнена в виде гибкой металлической трубы, расположенной снаружи от теплозащитной оболочки.
2. Трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что композионный материал представляет собой агломерированную пробку.
3. Трубопровод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что средняя плотность композиционного материала составляет 500 800 кг/м3.
4. Трубопровод по пп. 1 3, отличающийся тем, что теплопроводность композиционного материала менее 0,30 Вт/м2.
5. Трубопровод по пп. 1 4, отличающийся тем, что оболочка из композиционного материала образована по меньшей мере одной лентой, намотанной по спирали поверх армирующего слоя с выдерживанием значительного угла относительно продольной оси гибкого трубопровода.
6. Трубопровод по п. 5, отличающийся тем, что витки спиральной намотки прилегают друг к другу или слегка раздвинуты.
7. Трубопровод по п. 5, отличающийся тем, что витки спиральной намотки частично перекрывают друг друга.
8. Трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что оболочка из композиционного материала представляет собой цилиндрический рукав, натягиваемый поверх армирующего слоя.
9. Трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что оболочка из композиционного материала выполнена непосредственной экструзией поверх армирующего слоя.
10. Трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что оболочка из композиционного материала образована примыкающими друг к другу отформованными элементами.
11. Трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что тепловая защита содержит по меньшей мере два концентрических слоя композиционного материала, содержащего частицы пробки.
12. Трубопровод по п. 11, отличающийся тем, что по меньшей мере одна липкая лента вставлена между концентрическими слоями.
13. Трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере два армирующих слоя.
14. Трубопровод по п. 13, отличающийся тем, что оболочка из композиционного материала выполнена из по меньшей мере одной ленты материала, содержащего частицы пробки, причем эта лента намотана по спирали поверх наружной оболочки с выдерживанием значительного угла по отношению к продольной оси этого гибкого трубопровода.
15. Трубопровод по пп. 1 14, отличающийся тем, что слой огнестойкого материала расположен между металлической трубой и оболочкой из композиционного материала.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9016086A FR2670862B1 (fr) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | Conduite flexible a protection thermique amelioree. |
| FR90/16086 | 1990-12-21 | ||
| PCT/FR1991/001045 WO1992011487A1 (fr) | 1990-12-21 | 1991-12-20 | Conduite flexible a protection thermique amelioree |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2079039C1 true RU2079039C1 (ru) | 1997-05-10 |
Family
ID=9403521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU915053074A RU2079039C1 (ru) | 1990-12-21 | 1991-12-20 | Гибкий трубопровод с улучшенной тепловой изоляцией |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307842A (ru) |
| EP (1) | EP0516825B1 (ru) |
| JP (1) | JPH05505230A (ru) |
| AU (1) | AU647567B2 (ru) |
| BR (1) | BR9106235A (ru) |
| CA (1) | CA2076547A1 (ru) |
| DE (1) | DE69109099D1 (ru) |
| DK (1) | DK0516825T3 (ru) |
| FR (1) | FR2670862B1 (ru) |
| NO (1) | NO304246B1 (ru) |
| RU (1) | RU2079039C1 (ru) |
| WO (1) | WO1992011487A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012047136A1 (ru) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа Полипластик" | Теплоизолированная гибкая многослойная полимерная труба и трубопровод |
| RU204558U1 (ru) * | 2020-06-08 | 2021-05-31 | Михаил Алексеевич Попов | Композитная труба |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645110A (en) * | 1994-12-01 | 1997-07-08 | Nobileau; Philippe | Flexible high pressure pipe |
| FR2727738A1 (fr) * | 1994-12-05 | 1996-06-07 | Coflexip | Conduite tubulaire flexible comportant une nappe d'armure agrafee |
| US6000438A (en) * | 1998-02-13 | 1999-12-14 | Mcdermott Technology, Inc. | Phase change insulation for subsea flowlines |
| FR2775050B1 (fr) * | 1998-02-18 | 2000-03-10 | Inst Francais Du Petrole | Conduite flexible pour une utilisation statique en ambiance corrosive |
| FR2775051B1 (fr) * | 1998-02-18 | 2000-03-24 | Coflexip | Conduite flexible pour grande profondeur |
| US6363974B1 (en) * | 1999-11-05 | 2002-04-02 | Wellstream, Inc. | Flexible pipe and method of manufacturing same |
| DK200000241A (da) | 2000-02-16 | 2001-01-18 | Nkt Flexibles Is | Fleksibel armeret rørledning, samt anvendelse af samme |
| US6691743B2 (en) | 2000-05-10 | 2004-02-17 | Coflexip | Flexible pipe with wire or strip winding for maintaining armours |
| DK1154184T4 (en) | 2000-05-10 | 2015-07-06 | Technip France | Flexible tubes of sheath of wire or strip to the support of the reinforcement. |
| DE60204959D1 (de) * | 2001-05-04 | 2005-08-11 | Nkt Flexibles I S Brondby | Verstärkte flexible rohrleitung mit einer wärmesperre |
| FR2856131B1 (fr) * | 2003-06-11 | 2005-07-15 | Coflexip | Conduite tubulaire flexible pour le transport de fluide et notamment d'hydrocarbures gazeux, a carcasse et gaine interne anti-turbulence |
| GB0322529D0 (en) * | 2003-09-26 | 2003-10-29 | Oceaneering Internat Services | Fluid conduit |
| US7069956B1 (en) | 2003-10-23 | 2006-07-04 | Mosier James W | Marina piping |
| SE528060C2 (sv) * | 2004-02-25 | 2006-08-22 | Volvo Lastvagnar Ab | Elektriskt uppvärmningsbart kablage |
| EP1766278B1 (en) * | 2004-07-08 | 2014-02-26 | National Oilwell Varco Denmark I/S | A flexible pipe, its manufacture and use |
| US7628611B2 (en) * | 2005-07-29 | 2009-12-08 | Bloom Engineering Company, Inc. | Low conductivity refractory insulation member with fiber mat |
| GB0720713D0 (en) * | 2007-10-23 | 2007-12-05 | Wellstream Int Ltd | Thermal insulation of flexible pipes |
| GB2456830B (en) * | 2008-01-28 | 2012-03-14 | Schlumberger Holdings | Structural load monitoring using collars and connecting elements with strain sensors |
| WO2009155632A1 (en) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | William James Donnelly | Flexible duct and means of production |
| EP2519764B1 (en) * | 2009-12-28 | 2019-06-12 | National Oilwell Varco Denmark I/S | An unbonded, flexible pipe |
| DE102010003909A1 (de) * | 2010-04-13 | 2011-10-13 | Evonik Degussa Gmbh | Flexibles Rohr mit mehrschichtigem Aufbau |
| JP5165770B2 (ja) * | 2011-01-12 | 2013-03-21 | 大同特殊工業株式会社 | 耐熱可撓管 |
| DE102011017811A1 (de) | 2011-04-29 | 2012-10-31 | Evonik Degussa Gmbh | Temperierbare Rohrleitung für Offshoreanwendungen |
| DE102011075383A1 (de) | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Evonik Degussa Gmbh | Temperierbare Rohrleitung für Offshoreanwendungen |
| US8910669B2 (en) | 2012-02-23 | 2014-12-16 | Ticona Llc | Insert for pipe assembly and method for forming pipe assembly |
| CA2820279A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-03 | Hilti Aktiengesellschaft | Method for installing a firestop means or insulation having firestop properties as well as a firestop module |
| EP3042112A1 (en) * | 2013-09-02 | 2016-07-13 | National Oilwell Varco Denmark I/S | A flexible pipe |
| US9863571B2 (en) * | 2015-12-21 | 2018-01-09 | Chevron U.S.A. Inc. | Apparatus, systems and methods for thermal management of subsea pipeline |
| NO20190392A1 (en) | 2018-04-05 | 2019-10-07 | Nat Oilwell Varco Denmark Is | An unbonded flexible pipe |
| FR3090795B1 (fr) * | 2018-12-20 | 2020-12-11 | Technip France | Conduite flexible pour le transport d’un fluide en milieu sous-marin et procede associe |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2377317A (en) * | 1945-06-05 | Laminated heat-insulating structure | ||
| GB189815542A (en) * | 1898-07-15 | 1898-08-20 | John Archibald | Improvements in or relating to the Protection of Water, Sewage, and other Pipes and Traps from Frost. |
| US1943215A (en) * | 1932-10-13 | 1934-01-09 | Sonoco Products Co | Textile roll and method of making the same |
| US2405330A (en) * | 1941-04-12 | 1946-08-06 | Willard D Ryder | Insulating structure |
| US3563825A (en) * | 1965-01-26 | 1971-02-16 | Exxon Research Engineering Co | Method for insulating pipelines wherein more insulating material is above the center line of the pipe than below the center line |
| US3554237A (en) * | 1968-03-29 | 1971-01-12 | Callahan Mining Corp | Insulated wire-reinforced flexible hose |
| NL6810856A (ru) * | 1968-07-31 | 1969-05-27 | ||
| US3537486A (en) * | 1968-08-19 | 1970-11-03 | Owens Corning Fiberglass Corp | Pipe insulation assembly |
| US3628572A (en) * | 1969-12-29 | 1971-12-21 | Owens Corning Fiberglass Corp | Pipe insulation and method of installing same |
| US3853149A (en) * | 1970-05-14 | 1974-12-10 | Moore & Co Samuel | Composite tubing |
| US3929167A (en) * | 1974-10-29 | 1975-12-30 | Bruce T Bickel | Insulation device for protection against heat |
| DE2558847A1 (de) * | 1975-12-27 | 1977-07-07 | Pahl Gummi Asbest | Flexible foerderleitung fuer extrem kalte fluessigkeiten |
| US4157101A (en) * | 1976-06-01 | 1979-06-05 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Hose structure |
| DE2841934A1 (de) * | 1978-09-27 | 1980-04-17 | Kabel Metallwerke Ghh | Waermeisoliertes leitungsrohr und verfahren zu seiner herstellung |
| US4239064A (en) * | 1979-01-15 | 1980-12-16 | Richard Gilman | Insulation tubes and process of making same |
| EP0112706B1 (en) * | 1982-12-23 | 1987-04-01 | Webco Industrial Rubber Limited | Insulated pipeline |
| SE453939B (sv) * | 1985-09-04 | 1988-03-14 | Skega Ab | Isolerat ror for undervattensbruk |
| NO167687C (no) * | 1987-01-29 | 1991-11-27 | Eb Norsk Kabel As | Fremgangsmaate og anordning ved hovedsakelig roer- eller slangeformede brannbeskyttede gjenstander. |
-
1990
- 1990-12-21 FR FR9016086A patent/FR2670862B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-12-20 CA CA002076547A patent/CA2076547A1/en not_active Abandoned
- 1991-12-20 RU SU915053074A patent/RU2079039C1/ru active
- 1991-12-20 JP JP92503540A patent/JPH05505230A/ja active Pending
- 1991-12-20 DK DK92903335.5T patent/DK0516825T3/da active
- 1991-12-20 AU AU91547/91A patent/AU647567B2/en not_active Ceased
- 1991-12-20 US US07/920,452 patent/US5307842A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-20 BR BR919106235A patent/BR9106235A/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-12-20 WO PCT/FR1991/001045 patent/WO1992011487A1/fr not_active Ceased
- 1991-12-20 EP EP92903335A patent/EP0516825B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-20 DE DE69109099T patent/DE69109099D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-08-18 NO NO923217A patent/NO304246B1/no unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1658827, кл. F 16 L 11/12, 1986. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012047136A1 (ru) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа Полипластик" | Теплоизолированная гибкая многослойная полимерная труба и трубопровод |
| EA021754B1 (ru) * | 2010-10-07 | 2015-08-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа Полимертепло" | Теплоизолированная гибкая многослойная полимерная труба и трубопровод |
| RU204558U1 (ru) * | 2020-06-08 | 2021-05-31 | Михаил Алексеевич Попов | Композитная труба |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2076547A1 (en) | 1992-06-22 |
| WO1992011487A1 (fr) | 1992-07-09 |
| DK0516825T3 (da) | 1995-07-17 |
| NO923217D0 (no) | 1992-08-18 |
| EP0516825B1 (fr) | 1995-04-19 |
| JPH05505230A (ja) | 1993-08-05 |
| AU647567B2 (en) | 1994-03-24 |
| EP0516825A1 (fr) | 1992-12-09 |
| NO923217L (no) | 1992-08-18 |
| DE69109099D1 (de) | 1995-05-24 |
| FR2670862B1 (fr) | 1993-06-11 |
| AU9154791A (en) | 1992-07-22 |
| BR9106235A (pt) | 1992-12-01 |
| FR2670862A1 (fr) | 1992-06-26 |
| US5307842A (en) | 1994-05-03 |
| NO304246B1 (no) | 1998-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2079039C1 (ru) | Гибкий трубопровод с улучшенной тепловой изоляцией | |
| US4064359A (en) | Fire retardant product for use with electrical cables and the like | |
| CA3016835C (en) | Fire resistant flexible hose | |
| CA2267903C (en) | Corrosion- and fire-resistant pipe system | |
| JP2010500523A5 (ru) | ||
| US6338366B1 (en) | Pipe insulation with a jacket measured in fractions of an inch | |
| BR112015020482B1 (pt) | Conduto tubular flexível para o transporte de hidrocarbonetos | |
| FR2524605A1 (fr) | Elements souples de protection contre l'incendie, et objets les comportant, notamment tuyauteries souples | |
| BR0016428B1 (pt) | conduto tubular flexìvel submarino. | |
| CN111336329A (zh) | 一种耐高温隔热防火套管及其制备方法 | |
| CA2740658A1 (en) | High-temperature flexible composite hose | |
| US2168067A (en) | Flexible pipe or tubing | |
| CN209762473U (zh) | 一种软管 | |
| US2364332A (en) | Hose pipe | |
| RU2151945C1 (ru) | Изолирующая система для внутренней защиты сварного шва стальных трубопроводов от коррозии (варианты) | |
| GB2166065A (en) | Insulated pipeline | |
| RU2779671C2 (ru) | Подвижное трубное противопожарное уплотнение | |
| US3109460A (en) | Spirally wrapped heat resistant hose | |
| CN216487512U (zh) | 一种高温耐热套管 | |
| JP2513462Y2 (ja) | 難燃ホ―ス | |
| Jinarakpong et al. | Innovative Fireproof Insulation for Safe Operation of Non-Metallic Pipe | |
| WO1998012464A1 (en) | Composite pipe structure |