一种高性能长寿命深水立管柔性接头制造技术

本发明专利技术涉及一种高性能长寿命深水立管柔性接头，包括外法兰，弹性件，增强件，内法兰；所述增强件由多层半环形球面板材构成，所述环形球面板材上设置多个孔隙，通过在每层增强件两侧表面刷热固橡胶，采用注射成型或铺层的方式使与弹性件相同材料的橡胶填充充满孔隙，得到嵌入增强件孔隙中的整体弹性件。本发明专利技术柔性接头可以更好的适应大摆角工况，且具有更长的疲劳寿命。劳寿命。劳寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能长寿命深水立管柔性接头


[0001]本专利技术涉及一种柔性接头，尤其适用于长时间(＞20年)、大摆角(圆周摆角20
°
)载荷下深水立管用柔性接头的使用工况。

技术介绍

[0002]柔性接头(特指橡胶柔性接头)是一种具有自回位功能的接头，以其良好的综合性能与独特的力学特性，广泛应用于海洋装备、航空航天、基础设施等重要领域。其主要特点为保证接头完整性的同时，大大降低接头在各运动方向上的刚度，并提供弹性回复力。根据使用工况的不同，柔性接头可以有平面、球面、锥面等多种形式。
[0003]深水立管柔性接头主要为叠层橡胶式，其通过在弹性件(橡胶)中加入增强件(金属或非金属结构材料)，大幅提升了橡胶接头的纵向承载能力，同时保证接头在横向、环向上的刚度在较低水平。弹性件与增强件一般以叠层的方式布置，平行于叠层的方向刚度较低，垂直于叠层的方向刚度较高。
[0004]受设计方法与制造工艺的限制，传统的柔性接头叠层方式为严格分层，即弹性件被增强件分割，依靠胶粘剂将二者连接为整体。这种结构在工艺上较为简单，可以采用手工或机器的方式进行铺层成型，在胶粘剂可靠时可以满足一般使用工况。
[0005]海洋上的负载工况较为复杂，海浪、海风等外载荷使深水立管柔性接头处于大摆角、长时间的恶劣工况下，对柔性接头的结构强度与疲劳性能均有很高要求，弹性件与增强件层间易发生脱粘现象，影响接头的整体性能，甚至造成接头破坏。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种长寿命，大摆角，可靠性高的深水立管柔性接头.
[0007]本专利技术解决技术的方案是：一种高性能长寿命深水立管柔性接头，包括外法兰，弹性件，增强件，内法兰；所述增强件由多层半环形球面板材构成，所述环形球面板材上设置多个孔隙，通过在每层增强件两侧表面刷热固橡胶，采用注射成型或铺层的方式使与弹性件相同材料的橡胶填充充满孔隙，得到嵌入增强件孔隙中的整体弹性件。
[0008]优选的，所述接头还包括包覆层，包覆层在两侧对由弹性件与增强件构成的柔性接头主体进行防护。
[0009]优选的，所述包覆层采用粘接或与柔性接头主体一起硫化成型。
[0010]优选的，增强件上的孔隙设置要求沿球面圆周方向均布，相邻圆周方向上的孔隙交错排布，且间隔圆周方向的两个起止孔隙为半孔。
[0011]优选的，所述增强件的材料密度高于弹性件的密度。
[0012]优选的，所述外法兰与弹性件的外球面之间通过粘接连接；内法兰与弹性件的内球面之间通过粘接连接。
[0013]所述弹性件优选氢化丁腈。
[0014]所述增强件优选30铬锰硅。
[0015]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0016]本专利技术一种高性能长寿命深水立管柔性接头，采用增强件穿孔的方式将弹性件连接成整体，提高了弹性件与增强件的连接强度，同时增加了弹性件抗剪切性能，使柔性接头可以更好的适应大摆角工况，且具有更长的疲劳寿命。
附图说明
[0017]图1为本专利技术简图；
[0018]图2为本专利技术接头主体简图；
[0019]图3为本专利技术弹性件示意图；
[0020]图4为本专利技术单层增强件示意图；
[0021]图5为本专利技术多层增强件示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。
[0023]如图1所示，外法兰1，弹性件2，包覆层3，增强件4，内法兰5。外法兰1与弹性件2之间通过粘接连接；弹性件2与增强件4之间通过粘接连接，且弹性件2为一个整体，嵌入增强件4孔隙中；内法兰5与弹性件2通过粘接连接；包覆层3在两侧对柔性接头主体进行防护，可采用粘接或与接头主体一起硫化成型。
[0024]柔性接头工作时，每层增强件4之间发生相对错动，弹性件2发生剪切变形，使柔性接头两端可以发生相对运动。根据接头形状不同，相对运动的方向也有所不同。
[0025]如图2所示，弹性件2与增强件4构成柔性接头的主体，在增强件表面刷热固胶，采用注射成型或铺层的方式使橡胶填充满孔隙，弹性件2与增强件4之间就可以同时具有化学连接(粘接)与物理连接，使界面结合更加紧密，能够适应更大的剪切变形，且提高了接头的耐疲劳性能。
[0026]如图3、4、5所示，弹性件2连成整体，具有更好均匀性与力学性能；增强件4上打孔(增强件上的孔隙设置要求沿球面圆周方向均布，相邻圆周方向上的孔隙交错排布，且间隔圆周方向的两个起止孔隙为半孔)，使橡胶流通性更好，工艺性能与成型效率更高，降低了对橡胶流动性的要求；增强件4打孔处由弹性件2材料填充，增强件的密度一般高于弹性件(弹性件优选氢化丁腈，增强件优选30铬锰硅)，因此降低了接头的平均密度，使接头的总质量减轻，在对总质量要求严格的条件下适应性更好。
[0027]本专利技术虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本专利技术，任何本领域技术人员在不脱离本专利技术的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本专利技术技术方案的保护范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能长寿命深水立管柔性接头，包括外法兰，弹性件，增强件，内法兰；其特征在于：所述增强件由多层半环形球面板材构成，所述环形球面板材上设置多个孔隙，通过在每层增强件两侧表面刷热固橡胶，采用注射成型或铺层的方式使与弹性件相同材料的橡胶填充充满孔隙，得到嵌入增强件孔隙中的整体弹性件。2.根据权利要求1所述的柔性接头，其特征在于：还包括包覆层，包覆层在两侧对由弹性件与增强件构成的柔性接头主体进行防护。3.根据权利要求2所述的柔性接头，其特征在于：所述包覆层采用粘接或与柔性接头主体一起硫化成型。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤军峰，唐春昱，赵鉴超，杨志伟，王光煜，赵康，刘鎏，李宏臣，
申请(专利权)人：西安航天动力技术研究所，
类型：发明
国别省市：