復合軟管技術的創新與應用

隨著環球陸地資源的日漸枯竭，在當前的海洋礦產開采中，固液兩相流管道提升式工藝因其環保、低成本和深海適應性強的特點，逐漸嶄露頭角。其中，復合軟管作為這一工藝中的關鍵環節，其與應用顯得尤為重要。

在深海礦產開采過程中，復合軟管不僅需達到集礦車回采路徑的需求，還需適應海底地形的復雜變化。為了采礦系統的穩定運行，我們需要在中繼倉與集礦車之間連接一段軟管，從而實現對采礦過程的準確控制。然而，軟管復雜的空間形態卻給固體礦石的輸送帶來了不小的挑戰，堵管事故時有發生。因此，如何優化軟管設計，提升其在深海環境下的適應性，成為了深海采礦系統設計的重要課題。

為了克服這一問題，我們在復合軟管上進行了創新性的改進。針對重力作用下軟管可能觸及海底的問題，我們在軟管上加裝了浮力材料，使其能夠在海水中保持懸浮狀態。通過準確計算，我們確定了軟管在水中的整體浮力與重力大致相當，既避免了軟管觸及海底造成的摩擦阻力，又確定了集礦車的正常運動性能。

我們深入研討了輸送軟管形態變化的影響因素。除了集礦車的拖曳力和軟管自身的重力、浮力作用外，軟管內部固液兩相流對軟管的作用力也是不可忽視的因素。當軟管中固體顆粒的體積濃度升高時，內流流體密度增大，從而導致軟管隆起幅度減小，兩側下垂幅度增大。因此，在軟管設計過程中，我們需要充足考慮這些因素，軟管在各種工況下都能保持良好的形態穩定性。

值得一提的是，復合軟管采用了多層密封結構，多種材料的組合使其具有不錯的抗破裂和抗泄漏性能。即使在惡劣的深海環境中，復合軟管也能保持穩定的工作狀態，輕松應對汽油、柴油、原油等多種化學液體的傳輸工作。復合軟管還具備重量輕、韌性強、易搬運等優點，使得其在深海采礦區域具有廣闊的應用前景。

近年來，我國在復合軟管技術區域取得了明顯成果。通過聯合攻關，我們成功研制了X70、X80鋼級管線鋼及焊管、管件等關鍵產品，突破了上螺旋縫埋弧焊管的使用禁區。同時，我們還深入研討了高壓輸氣管道動態斷裂與止裂問題，采用雙曲線模型預測了管道延性斷裂的止裂韌性。這些成果不僅提升了我國復合軟管技術的整體水平，也為深海礦產開采提供了有力的技術支持。

展望未來，隨著深海礦產資源的不斷制造，復合軟管技術將繼續發揮重要作用。我們將繼續加大研討力度，推動復合軟管技術的創新與應用，為深海礦產開采的可持續發展貢獻力量。