一種應用于海洋鉆井平臺補給和跨接輸送系統的軟管總成及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及橡膠產品領域，具體涉及一種應用于海洋鉆井平臺補給和跨接輸送系 統的軟管總成及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在以往的海洋鉆井平臺設計中，由于受到軟管產品結構設計、材料選配、生產工藝 的限制，普通的工業用輸油橡膠軟管無法滿足苛刻的海洋條件下海洋鉆井平臺高頻的使用 要求，油品輸送管道系統設計中，很大一部分的輸送管道設計都使用了硬管替代，因而導致 了管體自重加大，易斷裂，更改、維護不方便，成本增加等諸多問題，也就很難達到美國船級 社ABS、挪威船級社DNV、中國船級社CCS等產品性能要求。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種管體輕便、彎曲性能好、承壓強度高、的軟管；同時提供 了一種制作上述軟管的制作方法。
[0004] 為了達到上述目的，本發明有如下技術方案：
[0005] 本發明的一種應用于海洋鉆井平臺補給和跨接輸送系統的軟管總成，包括軟管和 與軟管相連接的接頭，所述軟管從內至外依次包括內層膠片、第一膠布層、銅導線層、第二 膠布層和外層防護膠片，所述第一膠布層、銅導線層、第二膠布層共同構成骨架結構，所述 銅導線層是由2根銅導線交叉螺旋纏繞而成，2根銅導線在近管體兩端處預留銅導線線頭， 銅線頭穿過外層防護膠片。
[0006] 其中，骨架結構的膠布層也可以為4層，分別為第一膠布層、第二膠布層、第三 膠布層、第四膠布層，銅導線層夾于第二層膠布層與第三層膠布層之間，膠布角度采用 54° 4V平衡角度，或者大變角角度，承壓高，伸長率低，能夠實現4倍工作壓力的安全系 數，保證軟管優良的彎曲效果。
[0007] 膠布層為聚酯簾布或者尼龍簾布，優選聚酯簾布。
[0008] 銅導線線頭距軟管兩端端部切割面60mm處外露至外層防護膠片外，外露長度為 300mm ;軟管與接頭扣壓連接時，該銅導線線頭與接頭一并扣壓連接。
[0009] 內層膠片以丁腈橡膠為主料，添加金屬氧化物和硫黃為硫化體系、噻唑類促進劑 和秋蘭姆類促進劑為硫化促進劑體系、防老劑和石蠟為防老化體系、二辛脂和松焦油為軟 化增塑體系、炭黑和碳五樹脂。
[0010] 外層防護膠片采用三元乙丙橡膠作為主體材料，硫化體系采用以金屬氧化物為硫 化體系，以噻唑類促進劑和次磺酰胺類促進劑為硫化促進體系，以抗臭氧劑為防護體系，增 加膠料的抗臭氧和紫外線老化，為了保證膠料的粘合性能，添加了石油樹脂作為輔助材料。
[0011] 該軟管總成的制備方法，包括如下步驟制成：
[0012] 調制脫模劑，將脫模劑攪拌均勻至呈乳白色液體；擦拭用于纏繞軟管的芯棒表面， 在芯棒上涂一層調制完成的脫模劑；在芯棒的外表面上纏繞內層膠片，纏繞應平整無皺褶， 纏繞無縫隙；在內層膠片外交叉以平衡角度纏繞1層或2層膠布層，纏繞平整無皺褶，纏繞 無縫隙；膠布層外交叉螺旋纏繞2道銅導線，并在距兩端端部切割面60_處留銅導線線頭， 銅導線線頭長300_ ;在銅導線層外再次交叉以平衡角度纏繞1層或2層膠布層，纏繞平整 無皺褶，纏繞無縫隙；纏繞的膠布層外再纏繞外層防護膠片，纏繞平整無皺褶，纏繞無縫隙， 預留的銅導線線頭穿過外層防護膠片外，在扣壓接頭時與接頭扣壓連接，使兩端接頭導通； 使用尼龍水布纏繞在外層防護膠片外，纏繞3層，尼龍水布接頭間距應不小于lm。
[0013] 在硫化罐中放入硫化臺車，關閉硫化罐的排汽閥，打開硫化罐的進汽閥進行溫 罐，溫罐條件為0. 16MPaX10~20min ;溫罐結束后，開啟硫化罐的排氣閥排出蒸汽，罐內無 激汽流時，打開罐蓋拉出硫化車；將硫化臺車軟墊整理好，把纏好尼龍水布的軟管排列在硫 化車上捆牢，將硫化臺車送入硫化罐，并關好罐蓋；打開進汽閥，向罐內送入蒸汽，當溫度達 到 140°C時，開始計算正硫化時間，依軟管內徑不同調整硫化時間；硫化結束后，開啟排氣 閥排出蒸汽，罐內無激汽流時，打開罐蓋，拉出硫化車并用冷水冷卻纏有尼龍水布的膠管； 將硫化后的膠管固定在成型機上，將尼龍水布導開，將軟管連同芯棒存放在通風處；將芯棒 從軟管中取出；將處理好的軟管擺平直線放置，對軟管進行長度切割；軟管使用扣壓式接 頭，將軟管端部切割整齊后，裝配接頭的內芯套和縮壓外套，通過扣壓設備對外部的縮壓外 套的擠壓，對軟管形成擠壓壓縮，起到接頭防拔脫的作用和對內膠形成密封作用。接頭可以 是碳鋼材質的，也可以是不銹鋼316、不銹鋼316L或銅和其他材質。
[0014] 由于采取了以上技術方案，本發明的優點在于：本發明產品軟管總成具有耐海洋 氣體性能優異、輸送介質適應性強、管體輕便、彎曲性能好、承壓強度高、變形小、抗拉強度 高、操作簡單、安裝使用方便、性能穩定的優點。
[0015] 管體的內層膠片的設計，采用耐油性能優異的丁腈橡膠（NBR)作為主體橡膠材 料，既保證了膠料的耐油性又保證了耐天候老化性，金屬氧化物和硫黃為硫化體系，以噻唑 類促進劑和秋蘭姆類促進劑為硫化促進劑體系，膠料中采用高填充量炭黑補強的方法提高 膠料的耐壓性和耐磨性，以新型防老劑和石蠟為防老化體系，以二辛脂和松焦油為軟化增 塑體系。增粘材料采用了碳五樹脂，保證了膠料的物理機械性能和黏合。使內膠層材料具 備了良好的耐高壓、耐磨耗、耐腐蝕性能。
[0016] 管體外層防護膠片的設計，選用三元乙丙橡膠作EPDM為主體材料，經與合理科 學的配方設計，輔助綠色、環保、高效的防老體系，采用合適的補強體系、硫化體系，使外膠 配方具有綜合的耐海洋氣候和耐紫外線等老化性能。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明軟管各結構層示意圖；
[0018] 圖2為軟管與接頭組裝示意圖；
[0019] 圖3為接頭扣壓示意圖；
[0020] 圖4為本發明的方法的流程示意圖。
[0021] 圖中：1 一內層膠片2 -外層防護膠片3 -第一膠布層4 一銅導線層5 -第二 膠布層6 -內芯套7 -縮壓外套8 -軟管
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖通過具體實施例詳細描述本發明：
[0023] 實施例1 :
[0024] 如圖1所示，本發明的一種應用于海洋鉆井平臺補給和跨接輸送系統的軟管總 成，包括軟管和與軟管相連接的接頭，接頭包括內芯套和縮壓外套，軟管從內至外依次包括 內層膠片、第一膠布層、銅導線層、第二膠布層和外層防護膠片，第一膠布層、銅導線層、第 二膠布層共同構成骨架結構，銅導線層是由2根銅導線交叉螺旋纏繞而成，2根銅導線在近 管體兩端處預留銅導線線頭，銅導線線頭距軟管兩端端部切割面60_處外露至外層防護 膠片外，外露長度為300mm ;銅線頭穿過外層防護膠片，軟管與接頭扣壓連接時，該銅導線 線頭與接頭一并扣壓連接。
[0025] 膠布層選用聚酯簾布。
[0026] 內層膠片為以丁腈橡膠為主料，添加金屬氧化物和硫黃為硫化體系、噻唑類促進 劑和秋蘭姆類促進劑為硫化促進劑體系、防老劑和石蠟為防老化體系、二辛脂和松焦油為 軟化增塑體系、炭黑和碳五樹脂。
[0027] 外層防護膠片采用三元乙丙橡膠作為主體材料，硫化體系采用以金屬氧化物為 硫化體系，以噻唑類促進劑和次磺酰胺類促進劑為硫化促進體系，以抗臭氧劑為防護體系， 增加膠料的抗臭氧和紫外線老化，為了保證膠料的粘合性能，添加了石油樹脂作為輔助材 料。外膠的平均粘合強度大于6N/mm。
[0028] 該軟管總成的制備方法，如圖4所示，包括如下步驟制成：
[0029] 調制脫模劑，將脫模劑攪拌均勻至呈乳白色液體；擦拭用于纏繞軟管的芯棒表面， 在芯棒上涂一層調制完成的脫模劑；在芯棒的外表面上纏繞內層膠片，纏繞應平整無皺褶， 纏繞無縫隙；在內層膠片外交叉以平衡角度纏繞1層或2層膠布層，纏繞平整無皺褶，纏繞 無縫隙；膠布層外交叉螺旋纏繞2道銅導線，并在距兩端端部切割面60_處留銅導線線頭， 銅導線線頭長300_ ;在銅導線層外再次交叉以平衡角度纏繞1層或2層膠布層，纏繞平整 無皺褶，纏繞無縫隙；纏繞的膠布層外再纏繞外層防護膠片，纏繞平整無皺褶，纏繞無縫隙， 預留的銅導線線頭穿過外層防護膠片外，在扣壓接頭時與接頭扣壓連接，使兩端接頭導通； 使用尼龍水布纏繞在外層防護膠片外，纏繞3層，尼龍水布接頭間距應不小于lm。
[0030] 在硫化罐中放入硫化臺車，關閉硫化罐的排汽閥，打開硫化罐的進汽閥進行溫罐， 溫罐條件為0. 16MPaX10~20min ;溫罐結束后，開啟硫化罐的排氣閥排出蒸汽，罐內無激 汽流時，打開罐蓋拉出硫化車；將硫化臺車軟墊整理好，把纏好尼龍水布的軟管排列在硫化 車上捆牢，將硫化臺車送入硫化罐，并關好罐蓋；打開進汽閥，向罐內送入蒸汽，當溫度達到 140°C時，開始計算正硫化時間，硫化時間80分鐘；硫化結束后，開啟排氣閥排出蒸汽，罐內 無激汽流時，打開罐蓋，拉出硫化車并用冷水冷卻纏有尼龍水布的膠管；將硫化后的膠管固 定在成型機上，將尼龍水布導開，將軟管連同芯棒存放在通風處；將芯棒從軟管中取出；將 處理好的軟管擺平直線放置，對軟管進行長度切割；如圖2和圖3所示，軟管使用扣壓式接 頭，將軟管端部切割整齊后，裝配接頭的內芯套和縮壓外套，接頭按照倒牙扣結構設計，通 過扣壓外套的擠壓變形，外套與軟管緊密接觸，軟管的內膠和外膠壓縮變形后形成回彈的 擠壓力，起到接頭防拔脫的作用和對內膠形成密封作用。
[0031] 使用本實施例方法制得的型號為SYlO的軟管，尺寸1-1/2"，內徑為3