悬浮式风电系统中,弯曲限制器主要用于保护动态缆在连接风机与海底静态缆之间的过渡区域免受过度弯曲、疲劳或机械损伤。其设计对整个系统的可靠性、寿命和运维成本具有重要影响。
1. 材料选择
高弹性与耐磨性:聚氨酯具有优异的弹性和耐磨性,适合反复弯曲工况。
耐海水腐蚀:用于海洋环境时,需选用耐盐雾、抗生物附着、抗水解的聚氨酯配方。
温度适应性:考虑工作温度范围(如 -20°C ~ +80°C),确保低温不脆化、高温不变形。
硬度选择:通常邵氏硬度(Shore A)在70~95之间,需根据弯曲刚度要求平衡柔韧性与限制能力。

2. 结构设计
分段式结构:常采用多节铰接或嵌套式设计,允许一定弯曲但限制最小弯曲半径(MBR, Minimum Bending Radius)。
几何形状优化:
内径匹配被保护缆/管外径;
外部轮廓流线型以减小水流阻力(尤其用于海下);
节间连接处避免应力集中。
开合式设计:便于现场安装,无需穿缆,常通过卡扣、螺栓或弹性夹持实现闭合。
3. 力学性能要求
限制弯曲半径:确保在达到预设弯曲角度时,限制器产生足够反力阻止进一步弯曲。
疲劳寿命:能承受数万次动态弯曲而不失效。
抗压与抗冲击:在深海或拖拽工况下保持结构完整性。
4. 安装与兼容性
适配多种缆径:可通过模块化设计适配不同外径的电缆或软管。
轻量化:降低整体系统重量,便于运输和布放。
与终端附件集成:常与终端接头、法兰或铠装层协同设计,确保过渡平滑。
总结
综上,聚氨酯弯曲限制器的设计是材料科学、机械工程与海洋工程的交叉应用,需在保护效能、可靠性和可维护性之间取得平衡。
