CN105128321B - 一种输油管dn65的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输油管DN65的制备方法。本发明方法所制备的输油管经过多次的试验验证和检测，内层胶片的耐介质性能、异辛烷萃取和物理性能均能达到非常高的要求。溶解度能够实现低于3％，这是现有的用于输油的软管所无法实现的。第一和第二外胶层具有非常好的耐油、耐臭氧和耐紫外线老化性能。发明的第一胶布层和第二胶布层的缠绕角度采用54°44′、‑54°44′的平衡角度。采用这种特殊缠绕角度，本发明所制备的输油管具有非常好的弯曲性能，不会由于弯曲而产生弯折。本发明采用了独特设计的内层胶片和胶布层的缠绕方式，既能够达到良好的弯曲性能，抗拉强度又高，能够实现多次反复的弯曲展开。

Description

一种输油管DN65的制备方法

技术领域

本发明涉及油料输送领域，具体涉及一种输油管的制备方法。

背景技术

实施海上补给是海上作业经常需要的海上后勤保障手段。在海上油料补给过程中，必须采用输油软管，而不能像陆地上一样采用金属材质的硬管，因此，具有性能良好的输油软管是至关重要的。软管性能决定了补给品种、补给速率和补给液货品质。

现有的输油软管在液货补给时溶解度值难以满足油料输送的要求，而且，现有软管弯曲性能不好，容易打折，造成流体阻力损失大；并且现有的输油软管耐磨性差，容易损坏；管体弹性差，与管接头连接时密封性不好；承压强度低，即工作压力低；抗老化性能差。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种输油管制备方法，使用该方法制备出的输油管能够输送柴油、燃料油、喷气燃料等，管体轻便、弯曲性能好、承压强度高、抗拉强度高、导电性能好、耐磨性好、耐海洋环境、密封性好。

具体而言，本发明提供了输油管DN65的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)调制脱模材料；

2)擦拭胶管缠绕设备的芯棒表面使之清洁，在所述芯棒上涂一层调制的脱模材料，所述芯棒的直径为65mm；

3)在所述芯棒的外表面上以第一方向缠绕第一内层胶片，所述第一内层胶片的厚度为0.5mm；

4)在所述第一内层胶片层外侧以第二方向缠绕第二内层胶片层，所述第二内层胶片层的厚度为0.5mm，所述第一方向与所述第二方向不同；

5)在所述第二内层胶片层的外表面上以所述第一方向缠绕第三内层胶片层；

6)在所述第三内层胶片层的外表面上以所述第二方向缠绕第四内层胶片层，其中，所述第一、第二、第三、第四内层胶片层的总厚度为2mm，并且所述第一、第二、第三、第四内层胶片层的材料为NBR丁腈橡胶；

7)在所述第四内层胶片层外部缠绕第一胶布层，所述第一胶布层的材料采用聚酯帘布，所述聚酯帘布的纵裁布宽B1＝131+1mm，B2＝134+1mm；长度＝内胶长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3～5mm，累计直径∮72+1，周长226+3mm；

8)在所述第一胶布层的外侧缠绕裸露的第一导电铜线，所述第一导电铜线的缠绕角度与所述第一胶布层的缠绕角度相同，所述第一导电铜线采用0.2×16裸铜丝，以130～140mm螺距进行缠绕，在距端部30mm处外露不低于100mm，并用自粘胶布固定在所述第一胶布层的外侧；

9)在所述第一胶布层以及所述第一导电铜线的外侧缠绕第二导电铜线，所述第二导电铜线的缠绕角度与所述第一胶布层的缠绕角度具有预定夹角，所述第二导电铜线采用0.2×16裸铜丝，以130～140mm螺距进行缠绕，在距端部30mm处外露不低于100mm，并用自粘胶布固定在所述第一胶布层的外侧；

10)在所述第二导电铜线的外侧缠绕第二胶布层，所述第二胶布层的材料采用聚酯帘布，聚酯帘布的纵裁布宽B3＝138+1mm，B4＝142+1mm；长度＝内胶长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3～5mm，累计直径∮76+1(周长239+3)mm；

11)在所述第二胶布层的外侧缠绕第一外胶层和第二外胶层，二者厚度和为1.0mm，从而获得待处理胶管；

12)将宽度为110mm的尼龙水布缠绕在所述胶管的所述第一外胶层和第二外胶层外侧，缠绕两层，水布接头间距应不小于1m；

13)在硫化罐中放入硫化台车，关闭硫化罐的排汽阀，打开硫化罐的进汽阀进行温罐，温罐条件为110℃×10～20min；

14)温罐结束后，开启硫化罐的排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流时，打开罐盖拉出硫化车；

15)将硫化台车软垫整理好，把缠好水布的软管排列在硫化车上捆牢，将硫化台车送入硫化罐，并关好罐盖；

16)打开进汽阀，向罐内送入蒸汽，在温度达到143℃时，开始计算正硫化时间，硫化温度控制在143±2℃之间，硫化时间45分钟，硫化过程中及时排放冷凝水；

17)硫化结束后，开启排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流时，打开罐盖，拉出硫化车并用冷水冷却缠有水布的胶管；

18)将缠有水布的胶管固定在成型机上，将水布导开，将胶管存放在通风处；

19)从所述胶管中脱除芯棒；

20)将三瓣式卡箍接头卡在管体上，导电铜丝从三瓣式卡箍的间隙中引出来。

进一步地，所述方法还包括在第二导电铜线的外侧缠绕中胶层，所述中胶层的材料采用丁腈橡胶，所述丁腈橡胶经硫黄硫化体系进行硫化处理，并且所述丁晴橡胶中加入了间甲白和新型树脂作为粘合剂，加入了高耐磨炭黑作为补强体系。

进一步地，所述方法还包括：

在所述胶管的第一端添加阴端接管；

在所述胶管的第二端添加阳端接管。

另一方面，本发明提供一种采用所述方法制备的输油管。

在一种优选实现方式中，各内部胶片层选用NBR丁腈橡胶为主体材料，其主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强等优点。

在另一种优选实现方式中，各内部胶片层采用氢化丁腈橡胶，氢化丁腈橡胶中添加有半补强炭黑，并且，所述氢化丁晴橡胶经过以金属氧化物和过氧化物为硫化促进体系的硫化处理，以具有耐寒性能的增塑剂为软化体系的软化处理，并且所述氢化丁腈橡胶中添加有粘合剂。

本发明的方法所采用的胶料使用全自动智能化密炼机炼胶方法，原材料的配制采用多工位智能型自动配料系统。

技术效果：

本发明的产品具有管体轻便、弯曲性能好、承压强度高、变形小、抗拉强度高、导电性能好、操作简单、使用方便、性能稳定等优点。

本发明的软管通过了GJB 3881-1999标准要求的无毒测试，符合LC50≥30；通过70℃×168h高温老化试验，模拟橡胶快速老化，保证老化后的管体粘合力和扯断强力；外胶通过7天50*10-8pphm*40℃*72h*10％耐臭氧性能检测，和7天Uv-B灯7d 8HUV/50％4h冷凝/50％耐紫外线性能检测，保证软管可以长期在大气环境中臭氧和紫外线的环境下长期工作；通过35℃×24h盐雾试验，保证软管可以在海洋环境盐雾环境下长期工作。本发明的软管还通过‐28℃的环境温度下软管的低温曲挠试验，保证软管可以在‐28℃的环境温度下正常弯曲工作；通过‐40℃的低温冷冻试验，保证软管在‐40℃的低温环境下不会损坏；通过GJB150.10A-2009标准的霉菌测试，保证软管在霉菌环境下可以正常工作，不会被霉菌腐蚀。

本发明的软管接头采用三瓣式卡箍连接，使用螺栓紧固，内芯和卡箍都加工有牙扣，螺栓紧固后可以起到密封和防拔脱的作用。软管总成要求拔脱拉力大于1.2吨，实际测试拉力大于3吨，单独的管体拉力测试大于4吨。无论软管总成和单独的软管管体都有优良的抗拉性能，软管稳定可靠。

本发明的软管经过多次的试验验证和检测，内层胶片的耐介质性能、异辛烷萃取和物理性能均能达到非常高的要求。溶解度能够实现低于3％，这是现有的用于输油的软管所无法实现的。

另外，本发明的方法所制备的第一和第二外胶层具有非常好的耐油、耐臭氧和耐紫外线老化性能。具体而言，在制备外胶层时，管体外覆层选用了耐油、耐臭氧和耐紫外线老化性能好的橡塑合金作为胶种。硫化体系采用以金属氧化物和硫黄为硫化体系，以噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂为硫化促进体系，以抗臭氧剂为防护体系，增加胶料的抗臭氧和紫外线老化，为了保证胶料的粘合性能，添加了粘合剂作为辅助材料。

另外，本发明的方法还在外胶层中添加了补强填充剂。补强填充剂的选择了高耐磨炭黑和生热低的半补强材料。这些材料赋予了胶料良好的拉伸强度、抗撕裂强度和伸长率，又赋予胶料有一定的耐磨性能。本发明在设计胶料时，胶料中的补强剂选择适中，既考虑到了胶料的耐油、耐臭氧和耐紫外线老化性能又考虑到胶料的物理机械性能，使之达到耐油、耐臭氧和耐紫外线老化性能的要求。

本发明的第一胶布层和第二胶布层的缠绕角度采用54°44′、-54°44′的平衡角度。采用这种特殊缠绕角度，本发明所制备的输油管具有非常好的弯曲性能，不会由于弯曲而产生弯折。本发明采用了独特设计的内层胶片和胶布层的缠绕方式，既能够达到良好的弯曲性能，抗拉强度又高，能够实现多次反复的弯曲展开。其弯曲性能比通常的油管高两倍以上。

本发明的软管在密封性试验时，软管长度变化能够不超过10％，外径变化不超过15％，扭转每米不超过1°；泄压后，长度变化不超过2％，外径变化不超过3％，以上基准是软管原始尺寸。

附图说明

图1是本发明的方法的流程示意图。

图2为本发明的方法所获得的软管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1具体描述本发明的制备方法。

该方法在制备输油管时，首先要准备芯棒，芯棒是用于在其上缠绕胶管使用的。在制备胶管之前，要将芯棒清洁干净。

然后调制乐瑞固1808脱模剂，将脱模剂搅拌均匀至呈乳白色液体，在所述芯棒上涂一层调制完成的乐瑞固1808脱模剂。脱模剂的作用是等到后续胶管制备完成并且定型之后，能够顺利将芯棒从胶管中取出。由于胶管的制备过程中涉及多次的高温过程，如果不施加脱模剂，后续胶管成型后会粘附在芯棒上无法取出。

接下来，在芯棒的外表面上以第一方向缠绕第一内层胶片，第一内层胶片的厚度约为0.5mm，缠绕后的第一内层胶片的内径为65mm。制备时可以采用多根芯棒同时进行。然后在第一内层胶片外侧以第二方向缠绕第二内层胶片，第二内层胶片的厚度为0.5mm，第一方向与第二方向不同。实际上在本实施例中，第一方向选为相对于胶管纵向中心轴线具有夹角54°44′，第二方向选为相对于胶管纵向中心轴线具有夹角-54°44′，其中正向代表顺时针方向，负向代表逆时针方向。接下来类似地，在第二内胶层的外表面上以第一方向缠绕第三内层胶片；在第三内胶层的外表面上以第二方向缠绕第四内层胶片。

需要说明的是，第一、第二、第三、第四内层胶片的总厚度为2mm，并且在一种实现方式中，第一、第二、第三、第四内层胶片的材料为NBR丁腈橡胶。或者，内部胶片层采用氢化丁腈橡胶，氢化丁腈橡胶中添加有半补强炭黑，并且，所述氢化丁晴橡胶经过以金属氧化物和过氧化物为硫化促进体系的硫化处理，以具有耐寒性能的增塑剂为软化体系的软化处理，并且所述氢化丁腈橡胶中添加有粘合剂。具有良好的耐油、耐老化和密封性能。

然后，在第四内层胶片外部缠绕第一胶布层，第一胶布层的材料采用聚酯帘布，聚酯帘布的纵裁布宽B1＝131+1mm，B2＝134+1mm；长度＝内胶长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3～5mm，累计直径∮72+1，周长226+3mm。

由于输油管中油为绝缘易燃体，因此，考虑到静电的问题，本申请在输油管中加入了用于排除静电的裸露的导电铜线。与现有技术中不同，本发明的导电铜线不是沿着胶管的纵向轴线与胶管平行的，而是以一定倾斜角度(54°44’)螺旋形的缠绕在第一胶布层外侧，而且第一导电铜线与第二导电铜线交叉缠绕，采用这种方式，即便在胶管中的部分铜线断裂几节，仍然可以交叉地将静电导出。导电铜线采用0.2×16裸铜丝，以130～140mm螺距进行缠绕，在距端部30mm处外露不低于100mm，并用自粘胶布固定在第一胶布层的外侧。

然后，在第二导电铜线的外侧缠绕第二胶布层，第二胶布层的材料采用聚酯帘布，聚酯帘布的纵裁布宽B3＝138+1mm，B4＝142+1mm；长度＝内胶长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3～5mm，累计直径∮76+1(周长239+3)mm。以上就完成了胶布层的缠绕。

由于第一和第二胶布层采用厚度4.0mm的聚酯帘布，并且采用54°44′平衡角度交叉缠绕，使软管具有较好的密封性和承压稳定性，承受较高的压力，控制软管变形。

接下来，在第二胶布层的外侧缠绕第一外胶层和第二外胶层，二者厚度和为1.0mm。

在一种实现方式中，外胶层包含橡塑合金。这里所采用的橡塑合金是经过特殊处理的。该橡塑合金经过以金属氧化物和硫黄为硫化体系，以噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂为硫化促进体系的硫化处理，并且添加了抗臭氧剂作为防护体系，并且在第一外胶层中添加了粘合剂。在第一外胶层的外侧以与第一外胶层相反的缠绕方向缠绕第二外胶层，第二外胶层的材料与第一外胶层相同。第一外胶层和第二外胶层的厚度之和为1mm。外胶层主要起保护软管的作用，耐老化、耐紫外线、耐磨。外覆层选用了耐油、耐臭氧和耐紫外线老化性能好的橡塑合金作为胶种。然后以金属氧化物和硫黄为硫化体系，以噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂为硫化促进体系，以抗臭氧剂为防护体系，增加胶料的抗臭氧和紫外线老化，为了保证胶料的粘合性能，添加了粘合剂作为辅助材料。补强填充剂选择了高耐磨炭黑和生热低的半补强材料。这些材料赋予了胶料良好的拉伸强度、抗撕裂强度和伸长率，又赋予胶料有一定的耐磨性能。

到此，胶管的缠绕工作就告一段落了，后续则是对胶管的进一步处理，以增强其各方面性能。

首先，将宽度为110mm的尼龙水布缠绕在第一外胶层和第二外胶层外侧，缠绕两层，水布接头间距应不小于1m，以便进行加压处理。然后，进行温罐工作。具体而言，在硫化罐中放入硫化台车，关闭硫化罐的排汽阀，打开硫化罐的进汽阀进行温罐，温罐条件为110℃×10～20min。温罐结束后，开启硫化罐的排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流时，打开罐盖拉出硫化车。

对硫化罐和硫化车进行了预热之后。将硫化台车软垫整理好，把缠好水布的软管排列在硫化车上捆牢，将硫化台车送入硫化罐，并关好罐盖；打开进汽阀，向罐内送入硫化蒸汽，在温度达到143℃时，开始计算正硫化时间，硫化温度控制在143±2℃之间，硫化时间45分钟，硫化过程中及时排放冷凝水，胶管可以并锅硫化，时间取最长者，但两者之间的硫化时间差应不大于10分钟。

硫化结束后，开启排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流时，打开罐盖，拉出硫化车并用冷水冷却缠有水布的胶管。将胶管固定在成型机上，将水布导开，存放在通风处，待胶管定型后，从胶管中脱除芯棒。

后面的则是连接头的布置，本领域技术人员应该理解，除了按照下述方法进行连接头布置之外，本领域还可以采用其他的连接头安装布置方式。

在本实施例中，采用三瓣卡箍接头。三瓣卡箍接头卡在管体上，导电铜丝从三瓣卡箍的间隙中引出来，先使用普通扳手将螺栓拧紧，确保每个螺栓的扭力一致，然后使用扭矩扳手测量螺栓扭力，使其保持一致。

本发明所获得的管体是输油管的主体，承担介质输送任务，具有耐介质侵蚀，耐介质磨损，承受介质压力等优点。

本发明所制备的软管管体轻便、弯曲性能好、承压强度高、抗拉强度高、导电性能好、耐磨性好、耐海洋环境、密封性好。为了使软管更好地彼此连接，还可以再软管两端分别加装一个阴端接管和一个阳端接管。

本发明的胶布层采用1670型聚酯帘布，1670型聚酯帘布断裂强度310kgf/cm。本发明的第一、第二胶布层彼此交叉缠绕，第三第四胶布层彼此交叉缠绕，使软管受力均衡。

本发明还可以在输油管头添加三瓣式卡箍阴端接管或阳端接管通过三瓣式卡箍和软管连接在一起，既能保证密封又便于拆卸。软管接头采用三瓣式卡箍连接，使用螺栓紧固，内芯和卡箍都加工有牙扣，螺栓紧固后可以起到密封、防拔脱的作用，而且便于拆卸。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种输油管DN65的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)调制脱模材料；

2)擦拭胶管缠绕设备的芯棒表面使之清洁，在所述芯棒上涂一层调制的脱模材料；

3)在所述芯棒的外表面上以第一方向缠绕第一内层胶片层；

4)在所述第一内层胶片层外侧以第二方向缠绕第二内层胶片层，所述第一方向与所述第二方向不同；

5)在所述第二内层胶片层的外表面上以所述第一方向缠绕第三内层胶片层；

6)在所述第三内层胶片层的外表面上以所述第二方向缠绕第四内层胶片层，并且所述第一、第二、第三、第四内层胶片层的材料为HNBR氢化丁腈橡胶，所述氢化丁腈橡胶经过以金属氧化物和过氧化物为硫化促进体系的硫化处理，以具有耐寒性能的增塑剂为软化体系的软化处理；

7)在所述第四内层胶片层外部缠绕第一胶布层，所述第一胶布层的材料采用聚酯帘布，所述聚酯帘布的纵裁布宽B1＝131+1mm，B2＝134+1mm；长度＝内胶胶管长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3～5mm，累计直径∮72+1mm，周长226+3mm；

8)在所述第一胶布层的外侧缠绕裸露的第一导电铜线，所述第一导电铜线的缠绕角度与所述第一胶布层的缠绕角度相同；

9)在所述第一胶布层以及所述第一导电铜线的外侧缠绕第二导电铜线，所述第二导电铜线的缠绕角度与所述第一胶布层的缠绕角度具有预定夹角；

10)在所述第二导电铜线的外侧缠绕第二胶布层，所述第二胶布层的材料采用聚酯帘布；

11)在所述第二胶布层的外侧缠绕第一外胶层和第二外胶层，从而获得待处理胶管；

12)将尼龙水布缠绕在所述胶管的所述第一外胶层和第二外胶层外侧，缠绕两层，水布接头间距应不小于1m，外胶层采用橡塑合金，硫化体系采用以金属氧化物和硫磺为硫化体系，以噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂为硫化促进体系，以抗臭氧剂为防护体系；

13)对所述胶管进行硫化，硫化温度控制在143±2℃之间，硫化时间45分钟，然后从所述胶管中脱除芯棒，

第一胶布层和第二胶布层的缠绕角度采用54°44′、-54°44′的平衡角度，

所述第二胶布层的材料采用聚酯帘布，聚酯帘布的纵裁布宽B3＝138+1mm，B4＝142+1mm；长度＝内胶胶管长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3～5mm，累计直径∮76+1mm，周长239+3mm。

2.根据权利要求1所述的输油管DN65的制备方法，其特征在于，

所述第一内层胶片层的厚度为0.5mm；

所述第二内层胶片层的厚度为0.5mm；

所述第一、第二、第三、第四内层胶片层的总厚度为2mm；

所述第一导电铜线采用0.2×16裸铜丝，以130～140mm螺距进行缠绕，在距端部30mm处外露不低于100mm，并用自粘胶布固定在所述第一胶布层的外侧；

所述第二导电铜线采用0.2×16裸铜丝，以130～140mm螺距进行缠绕，在距端部30mm处外露不低于100mm，并用自粘胶布固定在所述第一胶布层的外侧；

所述第一外胶层和第二外胶层二者厚度和为1.0mm；

所述尼龙水布宽度为110mm。

3.根据权利要求1或2所述的输油管DN65的制备方法，其特征在于，

所述步骤13)具体包括如下步骤：

在硫化罐中放入硫化台车，关闭硫化罐的排汽阀，打开硫化罐的进汽阀进行温罐，温罐条件为110℃×10～20min；

温罐结束后，开启硫化罐的排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流时，打开罐盖拉出硫化台车；

将硫化台车软垫整理好，把缠好水布的软管排列在硫化台车上捆牢，将硫化台车送入硫化罐，并关好罐盖；

打开进汽阀，向罐内送入蒸汽，在温度达到143℃时，开始计算正硫化时间，硫化过程中及时排放冷凝水；

硫化结束后，开启排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流时，打开罐盖，拉出硫化台车并用冷水冷却缠有水布的胶管；

将缠有水布的胶管固定在成型机上，将水布导开，将胶管存放在通风处；

从所述胶管中脱除芯棒；

将三瓣式卡箍接头卡在管体上，导电铜丝从三瓣式卡箍的间隙中引出来。

4.根据权利要求3所述的输油管DN65的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述胶管的第一端添加阴端接管；

在所述胶管的第二端添加阳端接管。

5.根据权利要求3所述的输油管DN65的制备方法，其特征在于，所述脱模材料为乐瑞固1808脱模剂或花生油，调制所述脱模材料包括将所述脱模剂搅拌均匀至呈乳白色液体。

6.一种采用权利要求1-4中任意一项所述方法制备的输油管。