[发明专利]一种抑制涡激振动抗压溃屈曲传播的防腐止屈器

说明书

技术领域

本发明涉及一种止屈器，特别是关于一种在海底管道技术领域中应用的抑制涡激振动抗压溃屈曲传播的防腐止屈器。

背景技术

在深水海底管道，在外部海水压力作用下，海管的截面很容易发生屈曲压溃，从而造成管道的破坏；在海底管道铺设期间，当铺管船距离计算铺设点过远时，就会导致管道承受很大的局部应力，从而发生压溃屈曲；在海里铺设管道过程中，尤其是在近海位置，由于过往渔船或者军舰比较多，铺设好的海底管道非常容易遭到过往船只的拖锚拽锚的影响，当锚或船只的抛弃物砸到管道上面，海管上表面出现破坏凹坑，在海水压力下作用下，压溃屈曲很快就会沿着管线向两端传播，最终导致整个管道失效。

通常情况下采用增加管道壁厚的方法来阻止压溃屈曲沿着管线两端方向传播。但这种增加整体管道壁厚的方法，一方面增加了止屈器材料的用量，增大了成本，在经济上行不通；另一方面增加了安装止屈器的管道重量，对管道性能造成很大影响。目前流行的解决海底管道屈曲传播的经济性的方法是沿着管道的长度方向相隔一定距离设置若干止屈器。这些止屈器工作原理就是增加了管道的局部强度，即使管道发生压溃屈曲，但是屈曲传播到止屈器两端时，屈曲就跨越不了止屈器，这样就能使局部压溃屈曲仅发生于两个止屈器之间。对于可随时拆卸的止屈器，其结构相对比较简单，安装时将其两部分通过螺栓联接，然后将止屈器固定到突发压溃屈曲或者涡激振动的位置即可；该型止屈器没有焊缝，避免了焊接引起的缺陷和残余应力。

但是在海水中，对于海底管道在海流、潮汐的冲刷作用下很容易发生暴露在海底土壤上形成悬空段，同时管道铺设于不平坦的海床表面，也很容易形成悬空段。对于立管而言，在环境荷载的长期作用下，当海浪的频率接近管道固有频率时，立管和海管悬空段很容易发生涡激振动，最终导致管道整体失效。而且，现有的止屈器长时间位于海洋底部，极易出现腐蚀现象。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种抑制涡激振动抗压溃屈曲传播的防腐止屈器，能够有效防止突发压溃屈曲传播、抑制涡激振动、防止海水腐蚀，安装简单，成本较低。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种抑制涡激振动抗压溃屈曲传播的防腐止屈器，其特征在于包括：止屈器本体、变截面体、扰流短板和螺栓；所述止屈器本体两端分别套设有所述变截面体，且所述变截面体与所述止屈器本体之间通过圆角过渡连接，并由所述螺栓紧固；在所述止屈器本体上，位于两所述变截面体之间设置有若干所述扰流短板，各所述扰流短板呈交叉排列设置。

进一步，所述止屈器本体由两个半圆筒构成，所述变截面体由两个变截面半圆结构连接构成；每个所述半圆筒两端分别套设有所述变截面半圆结构。

进一步，其中一个所述半圆筒上的变截面半圆结构的端面处都设置有凸台，另一个所述半圆筒上的变截面半圆结构的端面处设置有与所述凸台配合的凹槽。

进一步，各所述凸台上还都设置有螺纹孔，位于所述凹槽外侧壁也设置有螺纹孔；所述凸台插入所述凹槽内，并由所述螺栓通过所述螺纹孔进行连接。

进一步，所述止屈器本体采用铸造方式制成。

进一步，所述变截面体的半径远大于所述止屈器本体的半径。

进一步，所述螺栓采用阳极块材料制成。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用扰流短板与止屈器相结合的结构，且扰流板交错排列可以干扰涡脱落的展向相关性，起到很好的防止海管悬跨和立管共振时发生的涡激振动。2、本发明螺栓采用阳极块材料制成，将阳极块材料和止屈器结合使用，阳极块材料制作的螺栓在起连接作用的同时可以起到对管道起阴极保护作用，有效保护管道防止腐蚀。3、本发明将止屈器本体和变截面体设置成可拆卸安装的两部分，可以在突发压溃屈曲和涡激振动的部位，随时进行安装，同时在管道回收时，为了回收方便，可以随时对止屈器进行拆卸，提高了工作效率。4、本发明变截面体的半径远大于止屈器本体的半径，且止屈器中间部位扰流板重量较轻，进而大大减轻了止屈器自身的重量。5、本发明的结构形式简单，可以通过铸造进行批量生产，简化制造工艺，降低了制造成本。

综上所述，本发明能够有效防止海底管道发生突发压溃屈曲后的传播，以及海底管道在海水冲刷作用下发生悬跨产生的涡激振动，同时利用阴极保护法，可以相对有效的降低海水对管道腐蚀的影响，可以广泛在海底管道技术领域中应用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明带凸台部分的止屈器结构示意图；

图3是本发明带凹槽部分的止屈器结构示意图；