威海鴻通管材股份有限公司承擔(dān)的省重大科技創(chuàng)新工程項目“高技術(shù)船舶FLNG低溫復(fù)合柔性管道系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化”致力于解決制約我國海洋天然氣能源開發(fā)中低溫復(fù)合柔性管道長期依賴國外進口的“卡脖子”技術(shù),致力于面向我國深遠海天然氣開發(fā)的離岸外輸系統(tǒng)國產(chǎn)化,致力于研發(fā)出由全非金屬材料復(fù)合而成的耐低溫、大口徑FLNG外輸柔性管道,形成高技術(shù)船舶FLNG全非金屬材料低溫復(fù)合柔性管道系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化能力,并為陸用、水用LNG轉(zhuǎn)運、過駁及加注在內(nèi)的擴展應(yīng)用提供重要裝備,項目取得階段性成果。
本項目面向高技術(shù)船舶FLNG核心外輸裝備需求,以及衍生相關(guān)陸用、水用、過駁和加注LNG傳輸管道的迫切需求,針對傳統(tǒng)低溫管道存在的低溫柔順性差、熱失配風(fēng)險大、端部連接泄漏風(fēng)險高、管體長度適應(yīng)海況范圍窄、安全預(yù)警系統(tǒng)欠缺等問題,研發(fā)熱適配性能優(yōu)異、彎曲柔順性好、海況適應(yīng)性強的全非金屬材料低溫復(fù)合柔性管道。
項目通過全面調(diào)研全非金屬低溫復(fù)合柔性管道的設(shè)計流程,解決了低溫復(fù)合柔性管道的構(gòu)件耐低溫材料設(shè)計及結(jié)構(gòu)截面設(shè)計、整體線型設(shè)計、連接件設(shè)計、監(jiān)測及緊急脫離裝置系統(tǒng)設(shè)計等中的關(guān)鍵技術(shù)難題,建立了低溫復(fù)合柔性管道分析設(shè)計流程和體系;同時,明確了低溫復(fù)合柔性管道從分析設(shè)計、加工制造、測試認證、實時監(jiān)測到示范應(yīng)用全鏈條閉環(huán)式的集成評估策略;通過研究針對LNG全非金屬低溫柔性管道應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性,考慮船-船串靠在位工況、船-船并靠在位工況、岸站加注在位工況和岸站加注安裝工況等多個工況,基于的水動力耦合響應(yīng)分析方法,建立低溫柔性管道整體分析技術(shù),分析了低溫管道與連接船體耦合條件下的整體水動力響應(yīng)和荷載特性,為低溫復(fù)合柔性管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了直接的設(shè)計基礎(chǔ);通過研究耐低溫材料的各項物理和力學(xué)性能,建立了低溫復(fù)合柔性管道的材料數(shù)據(jù)庫,為我國全非金屬低溫復(fù)合柔性管道的設(shè)計與材料選型提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù);通過基于結(jié)構(gòu)柔順性設(shè)計方法,創(chuàng)新性提出了全非金屬低溫復(fù)合柔性管道及端部連接件的全新結(jié)構(gòu)形式,基于螺旋纏繞結(jié)構(gòu)分析理論建立了低溫柔性管道結(jié)構(gòu)的理論分析模型,并采用了數(shù)值仿真的方法分析校核了低溫管道的基本力學(xué)性能,完成了低溫柔性管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計;通過研究彈簧螺旋纏繞設(shè)備及成型工藝,編織層和密封層的連續(xù)纏繞工藝,形成一套低溫復(fù)合柔性管道的生產(chǎn)工藝裝備,制造出常溫材料樣品管和低溫材料樣品管。
項目實施以來申請發(fā)明專利10項,實用新型專利5項,發(fā)表論文6篇,高技術(shù)船舶FLNG低溫復(fù)合柔性管道系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化項目的順利實施,帶動上游纖維復(fù)合材料制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,輻射我省相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,進而提高整個行業(yè)的經(jīng)濟效益,擴大我省在海洋裝備制造領(lǐng)域的影響力,使低溫復(fù)合柔性管道的設(shè)計、生產(chǎn)與測試等實現(xiàn)國產(chǎn)化,打破了國外廠商在低溫復(fù)合柔性管道方面對我國的技術(shù)封鎖和價格壟斷。