[发明专利]一种适用于海上油田中央排水系统的金属软管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种金属管道，尤其涉及一种适用于海上油田中央排水系统的金属软管及其制备方法。

背景技术

随着石油工业的飞速发展以及节能和环保的需要，外浮顶油罐已在我国油田、炼油厂及一些大型油库、码头广泛应用。外浮顶油罐的浮顶直接暴露于大气中，受天气和外界环境的影响很大。为及时的排除汇集于浮顶上的降水，设置了中央排水管。由于最早采用的是多段用活接头连接的钢管，随浮顶的升降而伸直或弯曲，所以也称之为排水折管。

目前国内大部分浮顶油罐的中央排水管均采用折管，少量油罐采用胶管。所谓折管是由几段浸入油品中的DN100钢管组成，管段与管段之间用回转接头连接。使用时随浮顶的起落而伸直或折曲。一般根据油罐直径的大小每台罐设1～3根排水折管。采用折管的主要问题有：罐内存在多个动密封点，且泄漏问题严重影响油罐的使用周期，时常因解决泄漏而清罐。目前，清罐的直接和间接费用都较高，这对企业来说是极大的浪费。

部分油罐使用的胶管虽解决了折管的动密封点问题，但也有新问题出现：易折、怕压、不耐老化、长期在油中浸泡，其使用寿命只有3～4年，因此，折管和胶管用在中央排水管上都是不理想的，而金属软管既能解决折管动密封点的泄漏问题又可解决胶管的易折、怕压、不耐老化的问题。

但是金属软管在使用过程中在罐内的受力情况是非常复杂的，主要受5种力的作用：(1)油品对金属软管的浮力；(2)金属软管本身的重力；(3)浮船升降时带动金属软管变形的外力；(4)软管本身的弹性力；(5)罐内油品因加温、收、付油时产生的旋转力。因上述5种力的综合作用，使得金属软管在罐内的形态也极为复杂。由于金属软管壁厚很薄，制成的金属软管空管时每米重量一般要比所排开的每米油柱要轻，所以，当罐内进油后金属软管将受油品浮力作用而漂浮在油面上，从而产生翻越点，造成气阻，导致在一定高度范围内排水不畅或排不下水。

现有技术中解决上述问题的方案有增加金属软管壁厚、或是在制成的管子外面每米加一组配重管箍。其中配重管箍的重量一般根据油品的密度而定，只要能使配重后的金属软管每米空管重量略大于管平均外径每米油柱的重量即可。但是该方案存在不足：影响力金属软管本身的弹性，因此，在油罐内移动不方便；此外，配重管箍与金属软管接缝处易被腐蚀，因而影响了金属软管的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有技术的缺陷，获得一种承压能力强，能够应变油罐内各种形态变化，且预防气阻产生的金属软管，本发明提供了一种适用于海上油田中央排水系统的金属软管及其制备方法。

技术方案：一种适用于海上油田中央排水系统的金属软管，所述金属软管包括网体部分及其两端的连接接头，所述网体包括金属波纹管、接管、环、钢丝网套；其中金属波纹管由以下组分按重量份数配比制成：镍16～35份、铝12～18份、黄铜3～9份、钛6～11份、氧化银2～7份、硅酸钙1～6份、石墨1～4份。

优选的，所述金属软管包括网体部分及其两端的连接接头，所述网体包括金属波纹管、接管、环、钢丝网套；其中金属波纹管由以下组分按重量份数配比制成：镍30份、铝15份、黄铜7份、钛8份、氧化银5份、硅酸钙4份、石墨3份。

一种适用于海上油田中央排水系统的金属软管的制备方法，金属软管由网体部分和两端连接接头焊接而成，网体由金属波纹管、接管、环、钢丝网套焊接而成；所述金属波纹管的制备过程如下：

(1)基体制备：将镍投入金属熔炉中，在温度为1500～2200℃条件下熔融，然后向其中投入铝和黄铜，至完全熔融混匀后，将温度降至1480℃，保温1～7小时，获得基体；

(2)外加剂制备：将氧化银、硅酸钙和石墨混合后研磨成粉末，粉磨粒径为50～120目，将钛在1660～1700℃条件下熔融，完全熔融后向其中加入混合粉末，至完全混匀后降温至1020～1180℃，制备获得外加剂；

(3)粗坯制备：将步骤(2)获得的外加剂投入步骤(1)所述的金属熔炉中，并将炉内温度升至1780～1940℃，保温5～20分钟；经模具加工成规格为19.8×0.8mm的直管，沿直管外壁旋压4条全螺旋波纹，螺旋槽深1.5～2.4mm，螺旋槽间距6～7.5mm，螺旋角20～35°，再将直管缩径段旋压一个过渡圆弧7～11mm，过渡圆弧至管端直径14.6～14.78mm，制得粗坯金属波纹管；

(4)机械打磨：将步骤(3)获得的粗坯金属波纹管采用机械磨砂处理毛刺，至表面平滑；