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Enhanced thermop lastic composite p ipe joints Research the status quo and development trend

发布时间:2025/02/24
Enhanced thermop lastic composite p ipe joints  Research the status quo and development trend

Enhanced thermop lastic composite p ipe joints

Research the status quo and development trend

 

Fan Chong 1,2, Zhang Xiaoyong 1, Wei Bin 2, Chang Jianxiu 1

( 1. School of Materials Science and Engineering, Xi an Petroleum University, Xi an 710065; 2. CNPC Engineering Materials Research Institute Co., LTD.,

State Key Laboratory of Service Behavior and Structural Safety of Petroleum Pipe and Equipment Materials, Xian 710077)

Abstract : Enhanced thermop lastic composite p ipe  (RTP) is a new development of a p lastic p ipe in recent years, its good flexibility, corrosion resistance and convenience, so that it in the oil, natural gas exp loitation and other fields have been a  lot of app lications. Pressure resistance and high sealing of the composite p ipe joint are the key factors for  its safe operation. The status and performance of the development of enhanced thermop lastic composite p ipe (RTP)  are   introduced  and  analyzed,  and  the  joint  form  structure  and development status and future research direction of RTP are summarized. At the same  time,  the  current  situation  and  research  progress  of  the  joint  are analyzed   from   the   joint   structure   design   and   optimization,   corrosion resistance and sealing performance. It provides a reference for  improving the structure and performance of the enhanced thermop lastic composite p ipe  (RTP)

joint and promoting the rap id development of RTP connection technology. Key words : RTP ; enhanced thermop lasticity ; composite joint

Middle map classification number : TE 375 Reference code : ADOI : 10.19291/j. cnki.1001-3938.2023.05.002 Present State and Future Development of Reinforced Thermoplastic Pipe J oints

FAN Chong 1, 2 , ZHANG Xiaoyon g 1 , WEI Bin 2 , CHANG Jianxiu 1

(1. School of Materials Science and Engineering, Xian Shiyou University, Xian 710065,China;

2. CNPC Tubular Goods Research In stitute, State Key Laboratory for Performance and Structure Safety of Petroleum Tubular Goods and Equipment Mate rials, Xian 710077, China)

 

Abstract:   Reinforced   thermoplastic   pipe   (RTP)   is   a newly  developed   plastic pipe in recent   years. Due to its excellent flexibility, corrosion resistance, and convenience, it is widely used in oil and nat ural gas fields. The pressure resistance and high  sealing    performance    of RTP  joints  are  key  factors  for  t  heir  safe  operation.  The  current  development  status  and performance of RTP are introduced  and analyzed. The joint, developmen t status, and future research directions of RTP are summarized. Meanwhile,in⁃depth analysis was conducted on the current status and research progress of the joints from three aspects: joint structure design and optimization , joint corrosion resistance ,    and joint sealing performance .    References are provided for improving the  structure and performance of RTP joints in the  future and promoting the rapid development  of RTP connection technology.

Key words: RTP; reinforced thermoplastic properties; composite pipe joint

 

 

0 Preface                                                                                                            With  the  application  of  secondary

and tertiary oil  recovery technology of


oil,  natural  gas  and  other  energy  sources, the  working  conditions  of  downhole  pipe posts, ground gathering and transportation system     and     oil     and     gas     treatment equipment  are  increasingly  harsh,  and  the corrosion   problem   of   metal   pipelines   is increasingly  prominent,  and  corrosion  and perforation frequently occur

 

 

 

 


Elephant,           seriously           endangering production    safety,    causing     irreversible environmental  pollution  and  serious  social problems.   Therefore,   the    research    and application     of     non-metallic     pipelines, especially    the     research     of     enhanced thermoplastic  composite  flexible   pipeline RTP  (reinforced  thermo   plastic  pipe),  has attracted the attention of the world [ 1].

Enhanced thermoplastic composite tube RTP is a composite flexibility


Phase 5: Fan Chong et al.: Research status and development trend of reinforced thermoplastic composite pipe joints

 

 


Pipeline,  [2].  Compared  with  traditional  metal pipes and plastic pipes, RTP can still maintain the flexibility      and      corrosion      resistance      of polyethylene pipes while bearing high working pressure.  It  can  be  made  into  a  coil,  namely continuous  pipe form, which  is convenient for transportation,  rapid  laying and cost  reduction [3]. In recent years, RTP has been widely used in oil    and     gas    transportation,     mining    and aerospace fields.

The  RTP  pipe  wall  generally  has  a  three-layer  structure, including the inner lining layer, the structural  layer and the outer protective layer. The lining layer is  generally  made   of  polyethylene,  polypropylene   and  other polymer materials with corrosion resistance and  wear  resistance,  according  to  the  conveying  medium  and    conditions,    combined    with    the    mechanical  properties,  physical  properties  and  thermal  properties  of the lining material. The middle is the structural layer, which is the pressure guarantee of the composite pipe,  and requires fluid compatibility, temperature resistance  and anti-aging performance. There are many types of  materials,  which  can  be  formed  by  steel  strip,  glass  fiber or aramid fiber, also known as reinforced layer.  The main  function  of the  outer protective  layer is to  maintain the  external integrity  of pipeline  installation  and working  conditions.  Generally,  it  is  [4]  of aging  resistance  and  friction  resistance.  According  to  the  pipeline    operating    conditions    and    environmental  conditions,    the    mechanical    properties,    physical  properties   and   permeability    of   the   materials   are  considered, and the weather resistance should also be  considered   due   to   the   contact   with   the   external  environment.

The RTP joint acts as RTP connection and sealing. If RTP is used as the joint material, the  reinforced fiber connection cannot be formed

 


Effective  force  transfer  structure,  so   RTP usually uses metal materials to connect the [5-8]. At  present,  there  are  many  forms  of composite       pipe       joint.       With       the development   of    RTP    pipe   design    and manufacturing  technology,   its  application environment  is  becoming  more  and  more demanding,       which        brings        greater challenges to the continuous good work of RTP pipeline and its joints.

 

1 The RTP connection technique

 

RTP   usually   has   two   categories:   mechanical compression      and     non-mechanical      compression. Mechanical  bonding  can  be  divided  into  mechanical bonding  and wedge  compaction, mechanical bonding usually consists of two parts: the inner core pipe with annular sawtooth structure on the outer surface, and the inner coat with annular sawtooth structure on the inner surface, and the coat are connected by thread, as shown in Figure  1. The working principle of the mechanical compression joint is to insert the RTP between the joint coat and the inner core pipe, and then apply external pressure to the  coat. Relying  on the  annular  serrated structure of the joint and RTP to realize the sealing and axial  load  transmission,  and  the  connection  between the pipe and pipe is completed by the metal joint. After the joint is connected, the inner diameter of the joint is the same as the inner diameter of the pipe. The internal and    external    pressure    applied    by    the     service environment ensures the effective connection between the joint  and the  composite pipe. The joint  and pipe body are completely  sealed at 360° . If special needs, the  vent  can  be  made  for  ventilation,  which  is  very suitable  for high pressure transmission  [9]  of natural gas.

 

 


(A) Stup joint jacket (b) Stup joint core tube

Figure 1 Structure of buckle joint

 


Mechanical compression connection , the      method      is      relatively      simple,  convenient  construction,  widely  used  in  the       buried       pipeline        connection


engineering      [ 10] .      The      Austrian company  Pipe life  connected  the  RTP pipe  by  mechanical  compression,  as shown  in   Figure  2.  The  special   RTP


 


HAN GUAN


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Phase 5: Fan Chong et al.: Research status and development trend of reinforced thermoplastic composite pipe joints

 


pipe   is   mechanically   used  to   promote the   inner  and   outer   sleeve   section   of the   metal  joint,   closely   matching   the pipe    and    the   joint    through    plastic deformation,  and  achieving  the  sealing performance  requirements  of   [ 11] .  The PE-steel   reinforced    layer-PE   structure Flexsteel   pipe   produced   by   Flexstee   l Company    in    the    United    States    also adopts    the    mechanical    buckle    type connection  mode,  and  Chengdu  Qinx in Machinery Co .,  Ltd.  in China also adopts this   connection    mode   for    RTP    pipe, both


Good effect [ 12] were obtained, as shown in Figure 3.

air-bleed  hole

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Connect the  inner tube  casing  sleeve  0 seal  ring

Fig. 2 Schematic diagram of metal buckle p ipe structure


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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Weld pipe, 2023, Volume 46

 

 

 

Fig. 3 Physical metal buckle connection p ipe fittings

The  metal  button  joint  is  simple  and convenient for construction, so it is favored by the market, but the connection may have two  major defects:   In order to press the end of the  metal sleeve-RTP  pipe end-pipe fitting,  a  certain  pressure  must  be  applied to   the   RTP   pipe   end,   resulting   in   the compression  deformation  of  the  RTP  pipe end  and  the  thinning  of  the  inner  wall  of the joint. In addition, the deformation of the RTP pipe end causes the deformation of the joint and the main body of the pipe, and the stress    concentration    at    the    connection between  the joint  and  the  pipe  body,  and eventually lead to rupture and failure, which is also the reason for the failure of the RTP joint  and  the   pipe  body  in  the   hydraulic blasting  test  [13-14];  ②  metal  buckle  pipe piece is generally made of stainless steel or carbon steel through mold forging, the cost is relatively  high, and it is difficult to avoid corrosion problems.

 

(a) connect

 

 


Weld pipe, 2023, Volume 46

 


One   structure   with   the   most   applied wedge compression joints  is shown  in  Figure 4,  consisting  of  ANSI  standard  flange  plugs, wedge  metal  blocks,  and  a  metal  coat.  The plug  is  inserted  into  the  inner  wall  of  the RTP  tube  as  the  structural  basis  of  the joint system; the  inner wall  is the  most  important structure  of  the  connector  system  between the jacket and the connector system and the outside  of  the  wedge  to   press  the  wedge and enhance the contact  between the wedge and the  outer wall  [ 15]. The  most  prominent advantage   of   this    kind   of   joint    is   that because  no  external  force  is  applied  in  the loading  process,  the joint  will  not  be  easily deformed,    so    it    can    be    reused,    greatly reducing   the   pipeline   transportation   cost, extending the  service  life  of the joint, and  is widely   used   to   connect   the   ocean    RTP. Foreign  commonly   used   Marine   RTP  joints mainly  include  Traplock-joint,  Magma joints and  other  [ 16].  Traplock  Joint  is  one  of  the earliest  connection  methods  used  in  Marine RTP.  It  is  connected with  RTP  in the  form  of fiber   reinforced   material   wrapped   on   the tooth   outline   of  the   outer   surface   of  the


joint.     This     joint     has     poor     tensile resistance  and  sealing  performance,  and is  mostly  used for  pipeline transportation [ 17]  in  low-pressure  waters.  The  Magma type    joint    is    developed    by    Magma company,     which     has     higher     tensile resistance          and          better          sealing performance   compared   with   the   other joints    of    the    same    type,    And    the construction  is  convenient,  can  be  used in  a  large   number  of  deep-sea  flexible pipe connection [ 18] .

 

(b) plug

 


(C) voussoir                                                                         (d) overcoat

Figure 4 Wedge clamp ing joint system and its metal components

 


The  main  application  mode  of  non - mechanical     compression    joint     is     to enhance   the   electric   melt   socket  joint, which      relies     on      high     temperature dissolution of  RTP to achieve the purpose of   connection   and   sealing.   The   fusion connection   mode   is  shown   in   Figure   5 [21], first pick


The inner polyethylene is connected by the butt weld  process, and then the enhanced thermoplastic  sleeve  mounted  on the  RTP body  prior  to  the  butt  weld  is  moved  to the joint site, and the outer polyethylene is melted by a copper heating coil inside the sleeve


 

 

 

 

 

 

 

 

 


Phase 5: Fan Chong et al.: Research status and development trend of reinforced thermoplastic composite pipe joints

 

 


Enes ,    connecting    sleeve    and    outer polyethylene   together   to   absorb   and transfer  axial  forces .  Electric  melt  pipe fittings can  be  divided  into three  kinds according     to     their     materials:     full plastic  electric  melt  pipe  fittings ,  steel skeleton  reinforced  composite  electric melt    pipe    fittings    and    glass    fiber reinforced    composite     electric     melt pipe   fittings .   At   present,   the   whole plastic  electric  pipe  is  the  most  widely used,   but  the   pressure   grade   is   low; the        steel        skeleton         reinforced composite  electric  pipe  has  improved pressure   resistance,   but   due   to   the creep     nature     of     plastic,     at     high temperature  or  pressure,  the  steel  belt reinforced  layer  in the  hole  in the  pipe wall is easy to shear the  " plastic strip "


Failure  of  the  pipe  fittings;  glass  fiber reinforced composite electric  melt  pipe fittings   can   effectively   overcome   the layered     defects     of     steel     skeleton reinforcement  by  glass  fiber  immersion treatment  technology,  with the  highest pressure        resistance       grade .       The connection   method   of   the   reinforced composite  polyethylene  pipe of  MESCO company  is to  strip an  reinforced  layer, and  then  the  polyethylene  lining  pipe wall   thick   butt   melt  welding   or   melt welding    with    electric     melt     sleeve, followed  by  the  reinforcing  belt  on the molten  welding  surface,  and  finally  the thermal           shrinkage           cross linked polyethylene     sleeve     as     the     outer protective  layer for protection  [ 19] .


 

(C ) Welding stage (d) holding stage

Figure 5 : RTP fusion connection mode

 


2 Key performance status and progress of the RTP connector

 

The   joint   serves   as   the   terminal connection    device    of    pipe    system,


which    is    mainly    used   to    connect pipes  with  other  structures ,  to  seal the   internal   conveying   medium   of pipes,  and  to  prevent  pipe  removal. Composite  pipe  is  different  from  the


 


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Phase 5: Fan Chong et al.: Research status and development trend of reinforced thermoplastic composite pipe joints

 


metal  pipe ,  its  structure  is  more  special and     complex,      can      not      use      the traditional   welding   form   of   pipe   end connection .    Because    the    joint    and composite  pipe  contact surface  belongs to   the   metal   and   non-metal   surface , and    metal    and    non-metal    material thermal  expansion  coefficient,  thermal conductivity,     stiffness     and     Poisson ratio  has  a  great  difference,  when  the composite   pipe   and   joint   system   by external    load,    metal    and    non-metal response  mode  is different,  may  lead to the  composite  pipe  and joint  stripping , makes   the  joint   and   pipe   connection failure  [ 20] .  Therefore ,  for  the  pipeline system,   the   reasonable   design   of   the joint     structure     and     seal     and     the anti corrosion   design   of   the    pipeline have   an   important   influence   on   the safety  and  stability  of  oil  exploitation and transportation .


2. 1 Joint structure optimization and design

During the loading of the button joint, the  annular  serration  with  the  inner  core and the metal coat fit the RTP, so the bite size between the annular serration and the RTP  is  the  key  factor  in  determining  the effectiveness  of  the joint  installation.  The inner  core  of the joint will  be  affected  by the axial force applied  by the fluid  during the service. If the occlusion size of annular serrated  and  RTP  is  too  small,  the  joint cannot   meet   the   strength   requirements and the joint  is  easy to fall  off and fail;  if the occlusion size is too large, the serrated structure will  damage  RTP  and  lead  to  oil and  gas   leakage   [21].  According  to  the optimal   design   of   the   annular   serrated structure   of  the   buckle  joint,   the   finite element   model   can    be   established   to simulate the stress performance of the RTP under   the   fixed   load,   by   changing   the structural    parameters    of    the    annular serrated,    and    to    determine    the    best parameters  of  the   RTP  failure  judgment standard.    Zhang    Xuemin    et    al.    [22] established  a  finite  element  model  of  the RTP connector  system, as  shown  in  Figure 6.  The  external  force   in  the  real  service environment   is   used   as   the   simulation parameter to study the radial pressure and the axial tension of the joint


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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For  the  judgment   criteria,   the   structural parameters  such  as  Angle,   length,  height and   number   of   the    ring   serration   are gradually  optimized,  and  finally  the  best structural  parameters  of  the  ring  serration are determined through a large  number of simulation result data.

 

F igure 6 F inite element model of the RTP connector system

In  addition,  enterprises  and  research  scholars   have   also   optimized   the   joint  connection  mode  and  ancillary  structure.  Shandong  east  macro   pipe  industry  co.,  LTD. On the basis of the original wire mesh  skeleton    polyethylene    composite    pipe  connection      technology       the       design  improved    the    connection    way,    using  special steel reinforcement, each steel wire  in   the   special   steel   reinforcement   end  corner   produce   a   nearly   90 °   turn,   the  composite pipe at both ends of the wire to  resist  axial  force,  so  that  the  connection  between steel wire and steel reinforcement  strong enhanced [23]. Gong Shunfeng et al. [24] studied the buckling response of steel  pipes   under   external   pressure,   bending  and  axial  tensile  load,  and  discussed  the  load loading path and the key parameters.  The  scientific  research  team  of  Professor  Bai      Yong,      School      of      Architectural  Engineering,   Zhejiang   University,   [25-26]  also  made  in-depth  analysis  and  research  on   the   mechanical   properties   of   fiber  reinforced     composite     tube,     offshore  installation   analysis,   installation   method  and installation stability of RTP tube.


Due to the restriction of Marine RTP service     environment,     the     structure optimization of wedge compression joint is more complicated. Zhang Dapeng et al. [27] used  SolidWorks to design different structural joints for bonded flexible tubes and non-bonded enhanced thermoplastic tubes, used ABAQUS to establish a finite element simulation analysis model under different      working      conditions      and different  environmental  load  conditions, and  compared  the  compressive  strength and tensile  strength  of the two  kinds of composite  tubes.  The  results  show  that for the  non-sticky flexible  pipe joint, the end  to  the  root  of  the  resistant  armor layer, increases the  ring  metal protective sleeve   and   the  joint   body   installation connection,  in the gap  between the end of  the  resistant  armor  layer  and  epoxy resin,  can  enhance  the  ability  to  bear internal  pressure  here.  Wang  Shaopeng et   al.    [28]    designed    a    new   wedge clamping   joint   for    152.4   mm   (6   in) nonmetal  bonded  RTP tubes suitable for underwater,  as  shown   in  Figure  7.  The key  part  of  the  joint   is  a  wedge  with clamping teeth on the inner wall, which is embedded  between the joint  sleeve and the    composite    pipe   when   the   joint system is active, thus improving the joint


 


Weld pipe, 2023, Volume 46

 


Overall  strength,  while  the  clamping  structure can  ensure  that  the  joint  and  the  composite pipe    under    pressure,    enhance    the    sealing performance of the joint. Yang  Baocheng  et al. [29]    used   ABAQUS   finite    element    analysis software    to    simulate    the    buckle    pressure process of the pipe joint, and developed a new type  of  non-bonded  flexible  pipe  joint,  which not  only  avoided  the  deformation  of  the vent, but also improved the structural strength of the vent  hole.  In addition,  Ma Gang and other  [30] considered   the   geometric   asymmetry   of   the joint,   adopted   the    3    D   overall    modeling, simulated  the  pretension  behavior  of  the  bolt through the pretension unit of ANSYS software, used the contact unit to simulate the interaction between   the   components,   and   proposed   a method  to  determine  the  pretension  force  of the  bolt.  Cao  Baogang  et  al.  [31]  conducted  a finite   element   simulation   for   the   non-linear flange  joints,  and   systematically  analyzed  the influence    of    the    structural    size,     material characteristics,  bolt  tightening  degree  and  the internal  pressure  load  of  the  flange  joints  on the performance of the flange joints.


nonlinear,      contact,      established      the enhanced  thermal  plastic  tube  melt joint electrostatic       analysis       model,       and according  to  the  analysis  results  through the  tube  composite   laminated  structure optimization,  realize  the  optimization  of the structure.  He J inning  [34]  uses ANSYS to  carry  out  static  contact  analysis,  creep and     stress     relaxation     analysis     and optimization  design  of  RTP  flange   melt joint, with the tooth  height,  pitch, cutting Angle  and  tooth  number  that  affect  the thread shape as the design variables, and adopts  the  zero-order  method  to  realize the  structural  optimization  of flange  melt joint.

A  large  number  of  studies  show  that the reliability of the joint can be improved more     effectively     by     optimizing     the parameters or  adding the  new  design  key components   to   the   original   component structure of the joint.

2.2 Joint anticorrosion performance

Composite pipe and joint connection system in the delivery medium, inside


Joint body sealing  ring wedge  block flange flexible tube

 



 

 

 

F igure 7 RTP new wedge clamp joint system

In  the  study  of  enhanced  melt  RTP joint, Liu   et   al.    [32]   invented   a   new   type   of enhanced     melt     connection     joint.     They analyzed  the  stress  distribution  of  the  joint and   RTP   under  the   limit   of  finite   element simulation,   and  verified  the   rationality   and reliability of the new joint with the simulation results.   Shi   Zhihua   [33]   in   ANSYS   system established  40G150P  /  A   2  type   enhanced thermal  plastic  tube  melt joint  finite  element analysis    model,    considering    the    material


Phase 5: Fan Chong et al.: Research status and development trend of reinforced thermoplastic composite pipe joints

 

 


Will be corroded by the oil and gas media, the   external   will    be   corroded    by   the service  environment   [35].  Therefore,  the joint in the factory before the internal and external  surface  anti corrosion  treatment. Joint   anti corrosion   technology   includes the  selection  of  stainless  steel,  corrosion resistant     alloy     materials     and     epoxy powder external coating technology.

At    present,   on   the   selection   of reinforced     thermoplastic     composite pipe     joints ,     the     commonly     used stainless    steel     materials     are     316L stainless     steel.     On     the     basis     of stainless    steel    and    other    corrosion resistant   alloy   materials ,   a  variety   of joint  materials  are  derived.  Lu  Guo qing et   al.   [ 36]   invented   a   stainless   steel composite  pipe joint  with  cast  iron  or galvanized  pipe  as  the  pipe joint  body, which    is    characterized    by    a    plastic layer  on the  body  of the  stainless  steel composite   pipe  joint,   and   a   layer   of stainless   steel   lining   is   laid   on   the plastic   layer,   which   further   enhances the   corrosion   resistance   of   stainless steel  material.

Epoxy    powder    coating    has    strong adhesion  on  the  metal  surface,  and  the powder paint film has the characteristics of high    hardness,    friction    resistance    and corrosion   resistance.   Epoxy   powder   has strong  adaptability,  can  use  electrostatic spraying,     flame     spraying     and     other methods  on  the   metal  surface,  of  which electrostatic  coating  method.  Due to joint plastic   deformation    in   the    process   of corrosion  coating  is  damaged,  so  need to in the epoxy powder coating work, in a dry environment  using spraying  device  on the


joint wall coating surface spray an inert material,  make  the joint  wall  to  add  a layer  of  uniform  protective  layer  with the function of sacrifice anode, so as to effectively      prevent      the      corrosion coating destroyed [37].

2.3 Joint sealing performance

Compared   with   the   traditional metal  pipes  by  welding  connection , RTP  relies  on  external  metal  joints to   realize  the  connection   between pipes .     Due     to     the     difference between the  material  itself,  the two will    not    be    tight ,    resulting    in insufficient    sealing     performance . The    joint     and     composite     pipe connection  are  the   most   prone  to oil   and   gas   leakage   in   the   whole pipe section

 


 


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Phase 5: Fan Chong et al.: Research status and development trend of reinforced thermoplastic composite pipe joints

 


During  loading ,  " O "  rubber  sealing  ring

can  be  embedded  in the  axial  contact

parts of the  composite  pipe  and the joint ,

and the  axial  load  generated when

conveying the  medium will  squeeze the   sealing  ring to  improve the joint  sealing pe rformance;  or  use  mo re  metal joints

with  sealing  properties ,  such  as  gas  seal threaded joint  [ 38]  and  serrated joint .

The  sealing structures of  most  unbonded flexible  pipe joints  are  sealing  by  squeezing the   mold   sealing   ring   with   serrations   to generate contact pressure, as shown in Figure 8  [39].  Most  of  the  current  analysis  focuses on  the  solution  of  the  contact  pressure,  or evaluates   the   sealing   performance   of   the product     through     the     test.     Bank e     and Jensen[40]  studied  the   sealing  performance of  NKT's  unbonded  pipe  joints  under high  pressure  and  temperature   cycle  loads, and  designed  a  test  device.  Fernando,  Nott, Graham and other  [41]  measured the contact pressure   on   the   metal   and   metal   contact surface   of   the   non-bonded   pipe   joint   by Wellstream   non-contact   ultrasonic   method


and   compared   with   the   finite   element analysis  results. This way of evaluating the sealing   performance   by   UTM   method   is relatively  novel.  Fernando  and  George[42] establish the  numerical  model  of the joint structure,    obtain    the    contact    pressure distribution  on  the  two  leakage  channels, and then evaluate the sealing effect of the joint,    and   verify    it   with    the    test.    Li Xiangyun   et   al.   [43]   made   a   structural analysis  of  the  flexible  pipe joint  in  a  sea area,  and  studied  the  change  law  of  the sealing      performance     under     different loading   displacement,   sealing   ring   cone Angle   and   radius   of   curvature   of   the sealing circle arc. The study found that the main   design   parameters   of   the   sealing structure    were    the    cone    Angle    and curvature of the sealing  ringRadius as well as  the  loading  displacement.  Zhang  Liang et    al.     [39,44]    simulated    the    sealing performance  of  the  sealing   ring  of  non - bonded   pipe  joints   used   in  a  sea  area, proposed  an  easy-to-use  sealing  criterion, and   designed  the   sealing   ring  for   non - bonded pipe joints. Zhao Miao


 

 

 

three non-bonded p ipe joints

 

 

 

 

 


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Weld pipe, 2023, Volume 46

 

 


Miao et al.  [45] optimized and  improved the  traditional button joint structure, as shown in  Figure 9. The improved inner and outer sleeve  of the joint is set to the radian slope chamfer  thread, so that the joint can evenly spread the  axial load, so as to improve the strength of the  joint,  and  the  arc  surface  can  play  a  better  sealing   role.   In   addition,   they   invented   a  fluorinated e lastomer ring, which contains the  metal  reinforced structure  inside the  ring for  higher   strength   and   better   corrosion   and  sealing properties than traditional rubber rings. This  optimization  improvement  improves  the  sealing  performance  of  the  metal  joint  and  effectively extends the service life of the joint.  Mao  Qingkai  [46]  deeply  analyzed  the   key  problems  such  as  connection  and  sealing  in  the joint  design  process,  and  completed  the  example design of the shallow sea oil pipeline  joint. Wu et al. [47] designed a buckle Marine  hose joint and analyzed the influencing factors  of the strength of the joint.

Left outer sleeve  Ring seal right outer sleeve

 

 

 

 

Left  metal joint  co re

Right metal fitting core of metal outer

sheath

Fig. 9 Section of nonmetal flexible composite p ipe connector


new   parts  will  be  a  better  way  to improve   the   sealing    performance of the joint .

 

3 Conclusion

 

This       paper       introduces       and analyzes  the  development  status  and performance            of            enhanced thermoplastic   composite   pipe   ( RTP), and     focuses     on     the    joint     form structure and development status and future  research  direction  of  RTP.  The current      situation      and      research progress  are  analyzed  from  the  joint structure    design    and    optimization, joint   corrosion   resistance   and  joint sealing    performance .    It   provides   a reference  for  improving  the  structure and    performance   of   the   enhanced thermoplastic   composite   pipe   ( RTP) joint     and     promoting     the      rapid development     of      RTP     connection technology.


Ring      sealing       ring      extrusio n sealing  method  and  the joint  and  RTP co nnection  problems ,  the  ring  sealing ring  made  of  polymerization  material , and  metal  joint  close  contact  is  easy to  wear ,  fracture  and  failure  [4 8] ,  so in   the   subsequent   research   on   the sealing    perfor mance    of    RTP   joint , improve   the   joint   structure   or   add


Weld pipe, 2023, Volume 46

 


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About the author : Fan Chong (1997- -), male,

master student, mainly engaged in the research of flexible composite p ipe joint for oil and

gas fields.

Received date: 2023-01-15    Editor: Ren Yongfeng



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