漂浮復合輕型軟管是一種典型的粘結型復合柔性管，多用于FPSO上原油的近岸外輸，其各層結構之間緊密粘結，不會發(fā)生相對滑移。漂浮輸油軟管復雜的結構對其制造工藝提出了較高要求，目前國內對此類產(chǎn)品多依賴進口，對其設計、生產(chǎn)及理論方面的研究均處于起步階段，缺乏相應的標準及規(guī)范。歐美發(fā)達及日本的大型橡膠企業(yè)有能力設計制造此類漂浮輸油軟管，石油行業(yè)在上對此類漂浮輸油軟管形成的標準規(guī)范主要有API17K及OCIMF-2009。 漂浮輸油軟管在實際應用時，會因為下放或卷筒盤繞等工況帶來徑向上的壓力載荷，可能會造成管體性能下降甚至發(fā)生失效。API17k中明確說明，如果采購方提出要求，生產(chǎn)方需提供漂浮輸油軟管的徑向許用壓縮量。OCIMF-2009中詳細說明了漂浮輸油軟管徑向壓載試驗平臺的搭建方法及試驗步驟。筆者根據(jù)相關標準規(guī)范要求，以某國產(chǎn)漂浮輸油軟管為研究對象，利用數(shù)值模擬方法來研究漂浮輸油軟管在徑向壓力載荷下的性能。漂浮輸油軟管材料包括碳鋼、橡膠、簾布一橡膠復合材料及閉孔泡沫。其中簾布一橡膠復合材料可視為橫觀各向同性材料，其性能可用5個相互單獨的工程常數(shù)表示；橡膠及閉孔泡沫為非線性超彈性材料。對于漂浮輸油軟管，橡膠層及浮體層對承擔外部壓載的貢獻很小，故對其材料特性進行簡化以減少計算量，即將兩者皆視為各向同性的線彈性材料。 國產(chǎn)漂浮輸油軟管承受徑向壓載時，螺旋鋼筋層為主要承載構件，而簾布一橡膠復合層及橡膠層承受的徑向外載比鋼筋層小，但其在穩(wěn)固和防腐方面起重要作用，且螺旋鋼筋的應力較大值位于上、下、左、右4個變形較為劇烈的區(qū)域，徑向許用壓縮量為為44.2mm，對應上剛體板施加的壓力載荷為46.56N。 漂浮輸油軟管的徑向壓載與徑向壓縮量呈現(xiàn)明顯的線性關系，在一段初始壓縮量之后，會在相當大的一段壓縮量內保持良好的線性關系，漂浮輸油軟管的徑向抗壓剛度穩(wěn)定值約為1kN/mm，可滿足工程實際需要。 btjieyu