复合软管技术的创新与应用

随着环球陆地资源的日渐枯竭，在当前的海洋矿产开采中，固液两相流管道提升式工艺因其环保、低成本和深海适应性强的特点，逐渐崭露头角。其中，复合软管作为这一工艺中的关键环节，其与应用显得尤为重要。

在深海矿产开采过程中，复合软管不仅需达到集矿车回采路径的需求，还需适应海底地形的复杂变化。为了采矿系统的稳定运行，我们需要在中继仓与集矿车之间连接一段软管，从而实现对采矿过程的准确控制。然而，软管复杂的空间形态却给固体矿石的输送带来了不小的挑战，堵管事故时有发生。因此，如何优化软管设计，提升其在深海环境下的适应性，成为了深海采矿系统设计的重要课题。

为了克服这一问题，我们在复合软管上进行了创新性的改进。针对重力作用下软管可能触及海底的问题，我们在软管上加装了浮力材料，使其能够在海水中保持悬浮状态。通过准确计算，我们确定了软管在水中的整体浮力与重力大致相当，既避免了软管触及海底造成的摩擦阻力，又确定了集矿车的正常运动性能。

我们深入研讨了输送软管形态变化的影响因素。除了集矿车的拖曳力和软管自身的重力、浮力作用外，软管内部固液两相流对软管的作用力也是不可忽视的因素。当软管中固体颗粒的体积浓度升高时，内流流体密度增大，从而导致软管隆起幅度减小，两侧下垂幅度增大。因此，在软管设计过程中，我们需要充足考虑这些因素，软管在各种工况下都能保持良好的形态稳定性。

值得一提的是，复合软管采用了多层密封结构，多种材料的组合使其具有不错的抗破裂和抗泄漏性能。即使在恶劣的深海环境中，复合软管也能保持稳定的工作状态，轻松应对汽油、柴油、原油等多种化学液体的传输工作。复合软管还具备重量轻、韧性强、易搬运等优点，使得其在深海采矿区域具有广阔的应用前景。

近年来，我国在复合软管技术区域取得了明显成果。通过联合攻关，我们成功研制了X70、X80钢级管线钢及焊管、管件等关键产品，突破了上螺旋缝埋弧焊管的使用禁区。同时，我们还深入研讨了高压输气管道动态断裂与止裂问题，采用双曲线模型预测了管道延性断裂的止裂韧性。这些成果不仅提升了我国复合软管技术的整体水平，也为深海矿产开采提供了有力的技术支持。

展望未来，随着深海矿产资源的不断制造，复合软管技术将继续发挥重要作用。我们将继续加大研讨力度，推动复合软管技术的创新与应用，为深海矿产开采的可持续发展贡献力量。