Hogyan kezeli a törő tömlő a nagynyomású pulzációt és a rezgést?

Repedésben, Törő tömlők ellenállnia kell a nagynyomású pulzációnak (nyomásingadozások) és a mechanikus rezgésnek, amely szélsőséges igényeket jelent a szerkezeti tervezésükre és az anyag tulajdonságaira. Az alábbiakban bemutatjuk az alapvető mechanizmusokat, amelyek révén a törő tömlők kezelik ezeket a kihívásokat:

1. Megerősítő réteg kialakítása: A nyomás ingadozása és a rezgési energia elnyelése
   Nagy szilárdságú acélhuzalréteg
   Az acélhuzal-zsinórréteg a tömlő elsődleges nyomásérző szerkezeteként szolgál, többrétegű keresztfonás (például 4 vagy 6 réteg) felhasználásával, hogy "hálóváz" képződjön, amely egyenletesen elosztja a nagy nyomást a tömlő falán, minimalizálva a lokalizált feszültségkoncentrációkat.
   Analógia: Hasonlóan a vasbetonban lévő megerősítő rudakhoz, az acélhuzal -zsinór rebaraként működik, míg a gumi réteg betonként működik, együttesen ellenállva a nyomást.
   Aramid szálas megerősítő réteg (opcionális)
   Az Aramid szálak (például Kevlar) nagy szilárdságú és alacsony rugalmassági modulust kínálnak, amelyek képesek elnyelni a magas frekvenciájú vibrációs energiát és csökkenteni a tömlő fáradtságát.
   Előny: könnyebb, mint acélhuzal, alkalmas a súlyra érzékeny alkalmazásokra.

2. Csatlakozási terv: A stresszkoncentráció és a szivárgás kockázatainak csökkentése
Integrált tengelykapcsoló
A tengelykapcsolót vulkanizálás útján a tömlőtestbe öntik, kiküszöbölve a csavarozást a hagyományos karimás csatlakozásokkal kapcsolatos kérdéseket.
Alapelv: Az integrált szerkezet közvetlenül átadja a nyomást az acélhuzal -zsinórrétegre, minimalizálva a stresszkoncentrációt a kapcsoláskor.
Rezgéscsillapító kapcsoló
Elasztikus pufferpárnákat (például gumi vagy poliuretánt) tartalmaz a kapcsolásban, hogy felszívja a rezgési energiát és megakadályozza a fém fáradtságát.
Alkalmazás: A rezgés-igényes szivattyúberendezésekhez való kapcsolatokban általában használják.

3. gumi anyag kiválasztása: A rugalmasság és a kopás ellenállás kiegyensúlyozása
Belső bélés
Hidrogénezett nitrilgumi (HNBR) vagy hőre lágyuló poliuretánt (TPU) használja, amelyek magas elasztikus modulust és kopásállóságot kínálnak, hogy ellenálljanak a homokot terhelt törésfolyadékoktól.
Esettanulmány: A TPU belső bélései 50% -kal csökkentik a kopási sebességet a hagyományos NBR gumihoz képest homokrészecske súrlódása alatt.
Külső burkolat
Kloroprén gumi (CR) vagy nitrilgumi (NBR) alkalmazását használja, az időjárás-ellenállást és az öregedésgátló tulajdonságokat biztosítva, hogy megakadályozzák az UV-expozíció és az ózon repedését.

4. Dinamikus tesztelés és validálás: A tömlő hosszú élettartamának biztosítása
Nyomás pulzációs tesztelés
Szimulálja a valós nyomásingadozásokat (például 0–15 000 psi ciklust) a tömlő fáradtságának felmérésére.
Szabvány: Az API 7K előírásokhoz a tömlőknek legalább 100 000 nyomásciklus -tesztet kell teljesíteniük.
Rezgésvizsgálat
Szerelje fel a tömlőt egy rezgési asztalra, függőleges/vízszintes rezgéseket alkalmazva a csatlakozók és a tömlőtestek tömítésének értékeléséhez.
Metrikus: A rezgési frekvenciatartomány általában 5–50 Hz, a gyorsulás nem haladja meg a 10G -t.

5. valós példa: Törő tömlő alkalmazása egy palagáz kútban
Működési feltételek: A folyadék áramlási sebessége 200 bbl/perc, 10 000 psi nyomás és 10%-os homoktartalom.
Megoldás:
Elfogadja a 6-rétegű acélhuzal-zsinór-Aramid szálas kompozit megerősítő réteget.
Használja a TPU belső bélés és a CR külső burkolatát.
A tengelykapcsoló integrált kialakítású gumi pufferpaddal.
Eredmény: A tömlő 100 órán keresztül folyamatosan működött szivárgás nélkül, a kapcsolás elmozdulása rezgésvizsgálat alatt kevesebb, mint 0,5 mm.