减少软管卷盘的压力|Trelleborg Marine and Infrastructure

使用船用拉断阀时减少卷管器传输系统的压力

综述

本文探讨了缠绕在软管卷盘上的软管和船用拉断阀应力所涉及的问题和变量。

介绍

软管卷盘
在近海输送作业中，采用软管卷盘作为部署、回收和储存软管的一种方法已成为一种趋势。使用这种方法有多种好处，包括增加储存容量、更整洁从而更安全的工作环境、降低软管随机损坏和疲劳的风险以及在输送作业中更有效地使用软管。

海工拉断阀
借助两端的接头，海工拉断阀安装在软管卷内，其设计目的是关闭介质的上游和下游流动，然后在发生事件导致启动时分离。通常有两种情况会导致启动。
第一种情况是软管受力超过其安全范围--通常是由于容器漂移超过预定参数。
第二种情况是压力激增。无论在哪种情况下，海工拉断阀都能降低泄漏风险，帮助保护资产不受损害，并限制对工作人员造成伤害的可能性。此外，还可降低因破坏环境而延长停机时间和产生大量清理费用的风险。

海工拉断阀在软管卷盘上的应用
几十年来，海工拉断阀一直在保护软管输送作业，包括在软管往往被包裹或留在甲板上而不是缠绕在软管卷盘上的情况下。当软管卷盘越来越多地成为软管传输操作的一部分时，海工拉断阀只是作为卷盘的一部分缠绕在软管卷盘上。这种方法是适当的，但在软管和拉断阀应力方面仍然存在未决问题，因此存在资产损坏和增加操作设备折旧的潜在风险。

将海工拉断阀作为软管卷盘的一部分时需要考虑的变量
按照制造商建议进行维护的按照制造商建议进行维护的海工拉断阀在软管中不会产生任何特殊问题。但是，当缠绕到软管卷盘上时，卷盘的自然半径会出现不可避免的明显中断。
这种轮廓中断或盘管差异会产生阻力变量，对软管和海工拉断阀造成应力。这种应力的后果可能是软管和海工拉断阀的断开螺柱出现疲劳。
盘管差异程度决定了软管与内缠绕软管的接触角。如果这一段软管上没有安装海工拉断阀，则线圈差异为零，并保持正确的接触角。在软管串中不会产生任何特殊问题。但是，当缠绕到软管卷盘上时，卷盘的自然半径会出现不可避免的明显中断。
这种轮廓中断或盘管差异会产生阻力变量，对软管和船用防拆接头造成应力。这种应力的后果可能是软管和海工拉断阀的断开螺柱出现疲劳。
盘管差异程度决定了软管与内缠绕软管的接触角。如果这一段软管上没有安装海工拉断阀，则线圈差异为零，并保持正确的接触角。

压力因素

重量冲击应力由两个变量引起。首先是海工拉断阀的物理重量及其对内软管的轮廓影响（如下图 A 所示）。重量还可能因储存期间拉断阀在软管上的位置而异。其次，由于不完全接触角，拉断阀两侧的软管重量会发生额外的位移。这也会产生弯曲力矩，反过来又会增加拉断阀防撞件（如上图 B 所示）的应力。

鉴于 KLAW 海工拉断阀的设计旨在抵御弯矩，只对轴向力做出反应，因此启动的可能性不大。不过，由于软管在卷盘上反复拉伸，会对防撞件造成频繁的应力和疲劳，这就需要额外的维护。

软管扭结应力是由不完全接触角的程度造成的。装有海工拉断阀的软管部分与内软管之间的总空间与软管疲劳风险之间存在很高的相关性（如上图中 C 两处所示）。

当软管恢复到卷轴上时，任何施加的软管张力以及缠绕在拉断阀上的额外软管线圈都会放大上述所有应力因素，在某些配置中可能会出现这种情况。

KLAW Marine2 拉断阀

KLAW Marine2 拉断阀的开发部分是为了解决软管卷盘的应力相关问题。用于近海应用的 KLAW Marine Mark 1 拉断阀已使用多年，是市场上最轻、最短的拉断阀。这在很大程度上要归功于翻板阀芯的特性，这是提升阀等其他阀门设计所不具备的。

Marine2 海工拉断阀比 KLAW Marine Mark 1 轻 15%，短 10%。

重量和长度的减少为软管卷盘应用提供了指数级的应力减少效益，从而大大降低了内软管和外软管部分以及海工拉断阀的疲劳度。

减少因维护和复位拉断阀造成的软管疲劳
KLAW 的所有拉断阀都标配了独特的简易复位装置，无需将拉断阀从管线上拆下，即可对拉断阀进行维护和复位。这项新技术的开发，减少了在拆卸和重新安装拉断阀时由于额外的操作和干扰造成的软管疲劳。

影响软管疲劳的扩展变量

由于任何操作都有许多特定的变量，因此很难精确测量软管和防松接头应力和疲劳的拟议减少量。例如，软管的类型、质量和使用年限、使用频率、软管卷盘的直径、软管和海工拉断阀的尺寸、环境存储和操作条件（如温度），甚至操作人员采用的特殊处理、维护和存储技术。
尽管如此，拉断阀的长度和重量与软管和防折断拉断阀缠绕在软管卷盘上时的应力之间的相关性已经得到证实，因此减少这些变量将减少疲劳。