Kırılma hortumu yüksek basınçlı titreşim ve titreşimi nasıl ele alır?

Kırılma işlemlerinde, kırılma hortumları Yapısal tasarımları ve malzeme özellikleri üzerinde aşırı talepler oluşturarak yüksek basınçlı titreşime (basınç dalgalanmalarına) ve mekanik titreşime dayanmalıdır. Kırılma hortumlarının bu zorluklara değindiği temel mekanizmalar aşağıdadır:

1. Takviye Katmanı Tasarımı: Basınç dalgalanmalarını ve titreşim enerjisini emme
   Yüksek mukavemetli çelik tel örgü tabakası
   Çelik tel örgü tabakası, hortum duvarı boyunca yüksek basıncı eşit olarak dağıtan ve lokalize stres konsantrasyonlarını en aza indiren bir "örgü iskeleti" oluşturmak için çok katmanlı çapraz kabı (örn., 4 veya 6 katman) kullanan hortumun birincil basınç taşıyan yapısı olarak hizmet eder.
   Analoji: Betonarme'deki takviye çubuklarına benzer şekilde, çelik tel örgüsü inşaat demiri olarak hareket ederken, kauçuk tabaka beton olarak işlev görür, toplu olarak basınca direnir.
   Aramid Fiber Takviye Katmanı (İsteğe Bağlı)
   Aramid lifleri (örn. Kevlar) yüksek frekanslı titreşim enerjisini emebilen ve hortum yorgunluk hasarını azaltabilen yüksek mukavemetli ve düşük elastik modül sunar.
   Avantaj: Çelik telden daha hafif, ağırlığa duyarlı uygulamalar için uygun.

2. Birleştirme Tasarımı: Stres konsantrasyonunu ve sızıntı risklerini azaltma
Entegre birleştirme
Bağlama, vulkanizasyon yoluyla hortum gövdesine kalıplanır ve geleneksel flanşlı bağlantılarla ilişkili cıvata gevşeme sorunlarını ortadan kaldırır.
Prensip: İntegral yapı, basıncı doğrudan çelik tel örgü tabakasına aktararak kuplajdaki stres konsantrasyonunu en aza indirir.
Titreşim-Damping Kuplajı
Titreşim enerjisini emmek ve metal yorgunluğunu önlemek için elastik tampon pedleri (örn., Kauçuk veya poliüretan) kaplin içine içerir.
Uygulama: Titreşim-yoğun pompalama ekipmanlarına bağlantılarda yaygın olarak kullanılır.

3. Kauçuk Malzeme Seçimi: Esneklik ve Aşınma Direnci Dengeleme
İç astar
Hidrojenlenmiş nitril kauçuk (HNBR) veya termoplastik poliüretan (TPU) kullanır, yüksek elastik modül sunar ve kum yüklü kırılma sıvılarından aşınmaya dayanmak için aşınma direnci.
Vaka çalışması: TPU iç astarlar, kum parçacık sürtünmesi altında geleneksel NBR kauçuğuna kıyasla aşınma oranlarını% 50 azaltır.
Dış örtü
UV maruziyetinden ve ozondan çatlamayı önlemek için hava durumu direnci ve yaşlanma karşıtı özellikler sağlayan kloropren kauçuk (CR) veya nitril kauçuk (NBR) kullanır.

4. Dinamik Test ve Doğrulama: Hortumun Uzun Ömür Olmasını Sağlama
Basınç titreşimi testi
Hortumun yorgunluk ömrünü değerlendirmek için gerçek dünya basınç dalgalanmalarını (örn. 0-15.000 psi döngü) simüle eder.
Standart: API 7K spesifikasyonları, hortumların en az 100.000 basınç döngüsü testinden geçmesini gerektirir.
Titreşim Testi
Hortumu bir titreşim masasına monte eder, kaplin ve hortum gövdelerinin sızdırmazlık performansını değerlendirmek için dikey/yatay titreşimler uygular.
Metrik: Titreşim frekansı aralığı tipik olarak 5-50 Hz, ivme 10g'yi aşmayan.

5. Gerçek dünya Örneği: Kırpma Hortumunun bir şeyl gazı kuyusuna uygulanması
Çalışma Koşulları: 200 bbl/dak, 10.000 psi basınç ve%10 kum içeriği kırılma.
Çözüm:
6 katmanlı çelik tel örgü aramid fiber kompozit takviye tabakasını benimser.
TPU iç astar ve Cr dış kapağı kullanır.
Birleştirme, kauçuk tampon ped ile entegre bir tasarıma sahiptir.
Sonuç: Hortum, 0,5 mm'den daha az olan titreşim testi altında birleştirme yer değiştirmesi ile sızıntı olmadan 100 saat boyunca sürekli çalıştı. .