CN103762021A - 成束阻燃纵向水密性深水电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种成束阻燃纵向水密性深水电缆及其制造方法，其特征是由七根及以上镀锡铜丝绞合而成导体；导体单丝间隙密实填充热硫化型液状乙丙橡胶密封材料并挤包乙丙橡胶绝缘层成绝缘线芯；两芯及以上绝缘线芯绞合而成缆芯，各绝缘线芯间隙间填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并挤包高阻燃氯丁橡胶内护套；高阻燃氯丁橡胶内护套外编织镀锡铜丝编织铠装；所述镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并挤包高阻燃氯丁橡胶外护套，本发明能够通过通过8Mpa，6h纵向水密性试验和成束燃烧试验，完全满足潜艇、海上石油平台、海底资源开采、深潜设备、大型水利设施对深水电缆纵向水密性的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种舰用成束阻燃纵向水密性深水电缆及其制造方法。
背景技术
舰用成束阻燃纵向水密性电缆广泛应用于核潜艇、航母和其他先进舰艇。电缆的纵向水密封特性能保证当船舶发生局部事故殃及电缆时,阻止海水从电缆结构内部渗漏到其他舱室或进而进入仪器设备,确保水密舱壁安全及整船抗沉性。同时当电缆局部破损,仅需局部修复,不会由于海水的侵入腐蚀造成整根电缆报废甚至波及精密的电气设备。由于潜艇经常要处于深水下，为确保水密仓的安全提高作战能力对电缆的纵向水密性要求特别严苛，例如到达800米深的海底，水压大约为8MPa。
2009年2月25日，公开号为CN 201199459的中国实用新型专利，公开了一种深水密封海底多功能用电缆，该电缆包括若干组电力传输线芯层，每组电力传输线芯层包括若干根传输线芯、一防水包带、以及填充在若干根传输线芯之间的防水填充材料；若干组电力传输线芯层之间呈嵌套方式布置；在最外层的电力传输线芯层的防水包带外侧布置若干个通信线芯组，每个通信线芯组包括两根传输线芯，其对绞后在其外包裹一层镀锡丝屏蔽层；在若干个通信线芯组外布置一防水包带，且在若干个通信线芯组之间填充防水填充材料，而且每个通信线芯组的传输线芯和镀锡丝屏蔽层之间也填充防水填充材料；通信线芯组的防水包带外设置一聚乙烯护套。这样的电缆通过填充在传输线芯之间的防水填充材料及包裹在传输线芯外面的防水包带实现密封，当电缆端头处于深水下时，由于巨大的压力，海水会从电缆的端头压进电缆中。
发明内容
为解决现有技术中电缆在深海水中纵向水密性的问题，本发明提供一种舰用成束阻燃纵向水密性深水电缆，可以在8MPa水压下，仍具有良好的纵向水密性。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种成束阻燃纵向水密性深水电缆，其特征在于由七根及以上镀锡铜丝绞合而成导体；导体单丝间隙密实填充热硫化型液状乙丙橡胶密封材料并挤包乙丙橡胶绝缘层成绝缘线芯；至少两芯绝缘线芯绞合而成缆芯，各绝缘线芯间隙间填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并挤包高阻燃氯丁橡胶内护套；高阻燃氯丁橡胶内护套外编织镀锡铜丝编织铠装或镀锌钢丝编织铠装；所述镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并挤包高阻燃氯丁橡胶外护套，本发明方法制成的电缆中导体、密封材料、绝缘、内护套、铠装、外护套紧密粘结成一个整体，本发明能够通过通过8Mpa，6h纵向水密性试验和成束燃烧试验。
作为本发明的优先方案，对导体单丝间隙和绝缘层之间的密封采取与乙丙绝缘同质的热硫化型液状乙丙胶密封材料可以增加密封材料同乙丙绝缘之间的粘结强度同时不影响绝缘材料绝缘性能，使剥离强度远大于8Mpa水压所产生的纵向撕力。
作为本发明的优先方案，导体单丝间隙密实填充热硫化型液状乙丙橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.2mm。
作为本发明的优先方案，对绝缘线芯和内护套间间隙、内护套和铠装和外护套间的间隙采取与氯丁护套同质的热硫化型液状氯丁胶密封材料可以增加粘结强度同时不影响护套材料性能，使剥离强度远大于8Mpa水压所产生的纵向撕力,同时可以降低水密封材料成本。
作为本发明的优先方案，各绝缘线芯间隙间填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.3mm。
作为本发明的优先方案，在高阻燃氯丁橡胶内护套外采用单丝直径为0. 3mm的镀锡铜丝或镀锌钢丝进行编织构成铠装层，编织采用“二上二下”方式，内护套外径2.5≤D<10.1mm每锭3-5根，内护套外径大于10.1mm每锭5-10根，内护套外径2.5≤D<15.2mm编织角度30-60°，内护套外径15.2≤D<25.4mm编织角度35-60°，内护套外径25.4≤D<38.1mm编织角度40-70°，内护套外径38.1≤D<50.8mm编织角度45-70°，编织覆盖率不小于88% 。
作为本发明的优先方案，镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.4mm。
相对于现有技术，本发明采用了对导体单丝间隙和绝缘之间的密封及绝缘成缆后间隙与护套之间铠装之间的密封分别采取不同的密封材料。
相对于现有技术，本发明采用了热硫化型液状三元乙丙胶密封材料及热硫化型液庄氯丁胶密封材料与绝缘和护套同时硫化具有较好的耐热性能可以保证电缆能够通过舰用电缆专有的95±1℃,≥18h滴落试验。
一种舰用成束阻燃纵向水密性深水电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采用七根以上镀锡铜丝绞合作为导体，最外层左向，相邻层方向相反，绞合节径比15-20；
(2)采用与绝缘同质的热硫化型液状乙丙橡胶作为密封材料加压0.1-0.2Mpa填充入镀锡铜导体单丝间隙同时外挤包乙丙绝缘层进入蒸汽硫化管道进行连续硫化得到绝缘线芯，密封层最大外径处厚度达0.1-0.2mm，乙丙橡胶绝缘层挤出时挤橡机机身温度一区60士5℃二区65士5℃，机头温度为三区80士5℃四区90士5℃,不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.4Mpa，线速度20-50米/分；
(3)单芯电缆不需成缆，两芯及以上电缆需将多股绝缘线芯绞合成缆芯不绕包带，成缆方向最外层右向，相邻层方向相反，成缆节径比12-18；
(4)采用与内护套同质的热硫化型液状氯丁橡胶作为密封材料加压0.1-0.2Mpa填充入缆芯各绝缘间隙同时外挤包高阻燃氯丁橡胶内护套进入蒸汽硫化管道进行连续硫化，密封层最大外径处厚度达0.1-0.3mm，高阻燃氯丁橡胶内护套挤出时挤橡机机身温度一区45士5℃二区55士5℃，机头温度为三区70士5℃四区75士5℃，不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.3Mpa，线速度15-45米/分；
(5)在高阻燃氯丁橡胶内护套外采用单丝直径为0. 3mm的镀锡铜丝或镀锌钢丝进行编织构成铠装层，编织采用“二上二下”方式，内护套外径2.5≤D<10.1mm每锭3-5根，内护套外径大于10.1mm每锭5-10根，内护套外径2.5≤D<15.2mm编织角度30-60°，内护套外径15.2≤D<25.4mm编织角度35-60°，内护套外径25.4≤D<38.1mm编织角度40-70°，内护套外径38.1≤D<50.8mm编织角度45-70°，编织覆盖率不小于88% ；
(6)在所述镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙加压0.1-0.2Mpa填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并外挤包高阻燃氯丁橡胶外护套进入蒸汽硫化管道进行连续硫化，所述热硫化型液状氯丁橡胶密封填满铠装层单丝间隙；最大外径处厚度达0.1-0.4mm，高阻燃氯丁橡胶外护套挤出时挤橡机机身温度一区45士5℃二区55士5℃，机头温度为三区70士5℃四区75士5℃，不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.3Mpa，线速度15-45米/分。
相对于现有技术，本发明取得了以下有益成果：该制造方法制成的电缆，导体、密封材料、绝缘、内护套、铠装、外护套紧密粘结成一个整体，具体优异的纵向水密性性能；采取与乙丙绝缘同质的热硫化型液状乙丙胶密封材料可以增加密封材料同乙丙绝缘之间的粘结强度同时不影响绝缘材料绝缘性能；对绝缘线芯和内护套间间隙、内护套和铠装和外护套间的间隙采取与氯丁护套同质的热硫化型液状氯丁胶密封材料可以增加粘结强度同时不影响护套材料性能；采用乙丙绝缘具有优异的绝缘性能、耐水性能、耐热变形性能；镀锡铜丝或镀锌钢丝编织层可以增强电缆的抗机械强度；氯丁橡胶内护套及外护套具有优异的耐水性能、高抗撕、高机械强度性能、优异的耐热变形性能、具有优异的耐磨性能、在保证水密性的基础上具优异的耐油性能、耐侯性能、高阻燃性能；全橡胶型结构柔软便于安装敷设。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图中标记：导体1、热硫化型乙丙胶密封层2、乙丙橡胶绝缘层3、内热硫化型氯丁橡胶密封层4、高阻燃氯丁橡胶内护套5、镀锡铜丝或镀锌钢丝编织铠装6、外热硫化型氯丁橡胶密封层7、高阻燃氯丁橡胶外护套8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
一种成束阻燃纵向水密性深水电缆，其特征是，包括由七根及以上镀锡铜丝绞合而成导体1；组成导体1的单丝间隙密实填充热硫化型液状乙丙橡胶密封层2并挤包乙丙橡胶绝缘层3成绝缘线芯；单芯电缆不需，两芯及以上电缆绝缘线芯需绞合而成缆芯，各绝缘线芯间隙填充内热硫化型液氯丁橡胶密封层4并挤包高阻燃氯丁橡胶内护套5；高阻燃氯丁橡胶内护套外编织镀锡铜丝编织铠装或镀锌钢丝编织铠装6，所述镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙填充外热硫化型液氯丁橡胶密封层7并挤包高阻燃氯丁橡胶外护套8；导体、密封材料、绝缘层、内护套装、外护套紧密粘结成一个整体，本发明能够通过8Mpa，6h纵向水密性试验和成束燃烧试验。
作为本发明的优先方案，对导体单丝间隙和绝缘层之间的密封采取与乙丙绝缘同质的热硫化型液状乙丙胶密封材料，可以增加密封材料同乙丙绝缘之间的粘结强度，同时不影响绝缘材料绝缘性能，使剥离强度远大于8Mpa水压所产生的纵向撕力。
作为本发明的优先方案，导体单丝间隙密实填充热硫化型液状乙丙橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.2mm。
作为本发明的优先方案，对绝缘线芯和内护套间间隙、内护套和铠装和外护套间的间隙采取与氯丁护套同质的热硫化型液状氯丁胶密封材料，可以增加粘结强度同时不影响护套材料性能，使剥离强度远大于8Mpa水压所产生的纵向撕力,同时可以降低水密封材料成本。
作为本发明的优先方案，各绝缘线芯间隙间填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.3mm。
作为本发明的优先方案，在高阻燃氯丁橡胶内护套外采用单丝直径为0. 3mm的镀锡铜丝或镀锌钢丝进行编织构成铠装层，编织采用“二上二下”方式，内护套外径2.5≤D<10.1mm每锭3-5根，内护套外径大于10.1mm每锭5-10根，内护套外径2.5≤D<15.2mm编织角度30-60°，内护套外径15.2≤D<25.4mm编织角度35-60°，内护套外径25.4≤D<38.1mm编织角度40-70°，内护套外径38.1≤D<50.8mm编织角度45-70°，编织覆盖率不小于88% 。
作为本发明的优先方案，镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.4mm。
本发明采用了对导体单丝间隙和绝缘之间的密封及绝缘成缆后间隙与护套之间铠装之间的密封分别采取不同的密封材料；采用了热硫化型液态三元乙丙胶密封材料及热硫化型特殊配方液态氯丁胶密封材料与绝缘和护套同时硫化具有较好的耐热性能可以保证电缆能够通过舰用电缆专有的95±1℃,≥18h滴落试验。
一种舰用成束阻燃纵向水密性深水电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采用多股镀锡铜丝绞合作为导体1，最外层左向，相邻层方向相反，绞合节径比15-20；
(2)采用与绝缘同质的热硫化型液状乙丙橡胶作为密封材料,加压0.1-0.2Mpa填充入镀锡铜导体单丝间隙，同时外挤包乙丙绝缘层进入蒸汽硫化管道进行连续硫化得到绝缘线芯，密封层最大外径处厚度达0.1-0.2mm，乙丙橡胶绝缘层挤出时挤橡机机身温度一区60士5℃二区65士5℃，机头温度为三区80士5℃四区90士5℃,不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.4Mpa，线速度20-50米/分；
(3)单芯电缆不需成缆，两芯及以上电缆需将多股绝缘线芯绞合成缆芯不绕包带，成缆方向最外层右向，相邻层方向相反，成缆节径比12-18；
(4)采用采用与内护套同质的热硫化型液状氯丁橡胶作为密封材料加压0.1-0.2Mpa填充入缆芯各绝缘间隙同时外挤包高阻燃氯丁橡胶内护套进入蒸汽硫化管道进行连续硫化，密封层最大外径处厚度达0.1-0.3mm，高阻燃氯丁橡胶内护套挤出时挤橡机机身温度一区45士5℃二区55士5℃，机头温度为三区70士5℃四区75士5℃，不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.3Mpa，线速度15-45米/分；
(5)在高阻燃氯丁橡胶内护套外采用单丝直径为0. 3mm的镀锡铜丝或镀锌钢丝进行编织构成铠装层，编织采用“二上二下”方式，内护套外径2.5≤D<10.1mm每锭3-5根，内护套外径大于10.1mm每锭5-10根，内护套外径2.5≤D<15.2mm编织角度30-60°，内护套外径15.2≤D<25.4mm编织角度35-60°，内护套外径25.4≤D<38.1mm编织角度40-70°，内护套外径38.1≤D<50.8mm编织角度45-70°，编织覆盖率不小于88% ；
(6)在所述镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙加压0.1-0.2Mpa填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并外挤包高阻燃氯丁橡胶外护套进入蒸汽硫化管道进行连续硫化，所述热硫化型液状氯丁橡胶密封填满铠装层单丝间隙；最大外径处厚度达0.1-0.4mm，高阻燃氯丁橡胶外护套挤出时挤橡机机身温度一区45士5℃二区55士5℃，机头温度为三区70士5℃四区75士5℃，不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.3Mpa，线速度15-45米/分，采用上述结构、材料及制造方法制造的电缆通过8Mpa，6h纵向水密性试验，静态开端水压试验、滴落试验（95±1℃,≥18h、成束燃烧试验、耐臭氧试验、热变形试验、浸油性能试验、抗撕试验等，各项指标均有大幅提升。
除上述实施方式外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种成束阻燃纵向水密性深水电缆，其特征在于由七根及以上镀锡铜丝绞合而成导体；导体单丝间隙密实填充热硫化型液状乙丙橡胶密封材料并挤包乙丙橡胶绝缘层成绝缘线芯；两芯及以上绝缘线芯绞合而成缆芯，各绝缘线芯间隙间填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并挤包高阻燃氯丁橡胶内护套；高阻燃氯丁橡胶内护套外编织镀锡铜丝编织铠装或镀锌钢丝编织铠装；所述镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并挤包高阻燃氯丁橡胶外护套；导体、密封材料、绝缘层、内护套、铠装、外护套紧密粘结成一个整体。
2.根据权利要求1所述的成束阻燃纵向水密性深水电缆，其特征是导体单丝间隙密实填充热硫化型液状乙丙橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.2mm。
3.根据权利要求1所述的成束阻燃纵向水密性深水电缆，其特征是各绝缘线芯间隙间填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的成束阻燃纵向水密性深水电缆，其特征是各绝缘线芯间隙间填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.3mm。
5.根据权利要求1所述的成束阻燃纵向水密性深水电缆，其特征是镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料密封层最大外径处厚度为0.1-0.4mm。
6.一种成束阻燃纵向水密性深水电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采用七根以上镀锡铜丝绞合作为导体，最外层左向，相邻层方向相反，绞合节径比15-20；
(2)采用与绝缘同质的热硫化型液状乙丙橡胶作为密封材料加压0.1-0.2Mpa填充入镀锡铜导体单丝间隙同时外挤包乙丙绝缘层进入蒸汽硫化管道进行连续硫化得到绝缘线芯，密封层最大外径处厚度达0.1-0.2mm，乙丙橡胶绝缘层挤出时挤橡机机身温度一区60士5℃二区65士5℃，机头温度为三区80士5℃四区90士5℃,不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.4Mpa，线速度20-50米/分；
(3)单芯电缆不需成缆，多芯电缆需将多股绝缘线芯绞合成缆芯不绕包带，成缆方向最外层右向，相邻层方向相反，成缆节径比12-18；
(4)采用与内护套同质的热硫化型液状氯丁橡胶作为密封材料加压0.1-0.2Mpa填充入缆芯各绝缘间隙同时外挤包高阻燃氯丁橡胶内护套进入蒸汽硫化管道进行连续硫化，密封层最大外径处厚度达0.1-0.3mm，高阻燃氯丁橡胶内护套挤出时挤橡机机身温度一区45士5℃二区55士5℃，机头温度为三区70士5℃四区75士5℃，不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.3Mpa，线速度15-45米/分；
(5)在高阻燃氯丁橡胶内护套外采用单丝直径为0. 3mm的镀锡铜丝或镀锌钢丝进行编织构成铠装层，编织采用“二上二下”方式，内护套外径2.5≤D<10.1mm每锭3-5根，内护套外径大于10.1mm每锭5-10根，内护套外径2.5≤D<15.2mm编织角度30-60°，内护套外径15.2≤D<25.4mm编织角度35-60°，内护套外径25.4≤D<38.1mm编织角度40-70°，内护套外径38.1≤D<50.8mm编织角度45-70°，编织覆盖率不小于88% ；
(6)在所述镀锡铜丝编织铠装层或镀锌钢丝编织铠装层间隙加压0.1-0.2Mpa填充热硫化型液状氯丁橡胶密封材料并外挤包高阻燃氯丁橡胶外护套进入蒸汽硫化管道进行连续硫化，所述热硫化型液状氯丁橡胶密封填满铠装层单丝间隙；最大外径处厚度达0.1-0.4mm，高阻燃氯丁橡胶外护套挤出时挤橡机机身温度一区45士5℃二区55士5℃，机头温度为三区70士5℃四区75士5℃，不同型号连续硫化机组连续硫化蒸汽压力为0.8-1.3Mpa，线速度15-45米/分。
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