CN105128322B - 一种输水管的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输水管的制备方法。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、操作简单、使用方便、性能稳定等优点。本发明所制备的输水管内胶层无任何毒性，可以保证输水的安全性。本发明所制备输水管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，本发明所制备的输水管具有非常好的弯曲性能，不会由于弯曲而产生弯折。本发明对各个胶层的材料也进行了独特的选取，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。其弯曲性能比相同抗拉强度的普通输水管高两倍以上。

Description

一种输水管的制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶产品制备领域，具体涉及一种输水管的制备方法。

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。它可以应用于海上钻井平台等各种场合。在海上补给过程中，淡水输送是补给过程中非常重要的一环。由于在船间进行淡水输送时，两船之间必然要存在一个较大的距离，而且必须采用软管进行，因此，对输水管的抗拉强度、无毒性和弯曲半径等有非常高的要求。

而目前的普通水管，要么抗拉强度难以达到要求，要么耐紫外线性能不佳。而且，通常情况下，提供抗拉强度往往和弯曲半径之间存在着逆相关的关系，也就是说要想提高抗拉强度，则弯曲半径就会很大，使用起来极其不便，而要想获得小的弯曲半径，则往往带来抗拉强度的降低。

而且，目前各种输水管中，使用橡胶为原料的输水管均不能够实现无毒，而采用塑料、金属等材料的输水管又明显无法满足水上输送的要求。因此，现有技术中还没有一种抗拉、无毒、使用方便的输水管能够适应海上大规模补给的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种输水管制备方法，使用该方法制备出的输水管能够，管体轻便、弯曲性能好、承压强度高、抗拉强度高、耐磨性好、耐海洋环境、密封性好。更为重要的是，采用本发明方法所制备的输水管能够实现真正的无毒。

具体而言，本发明提供了一种输水管的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A)调制乐瑞固1524脱模剂，将所述脱模剂搅拌均匀至呈乳白色液体；

B)擦拭用于缠绕输水管的芯棒表面，在所述芯棒上涂一层调制完成的乐瑞固1524脱模剂，所述芯棒的外径为65mm；

C)在所述芯棒的外表面上缠绕三层内层胶片，胶层总厚度为2.0mm,缠绕应平整无皱褶，缠绕无缝隙；

D)在所述内层胶片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，搭缝3～5mm，周长226±3mm；

E)在所述第一胶布层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＝要制备的输水管长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3～5mm，周长239±3mm；

F)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；

G)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；

H)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0.16MPa×10～20min；

I)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；

J)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；

K)打开进汽阀，向罐内送入蒸汽，在汽压达到0.40MPa时，开始计算正硫化时间，硫化汽压控制在0.40±0.02MPa之间，硫化时间45分钟；

L)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；

M)将缠有水布的胶管固定在成型机上，将水布导开，将输水管连同芯棒存放在通风处；

N)将所述芯棒从所获得的输水管中取出。

进一步地，所述方法还包括：将三瓣式卡箍接头分别卡在所述输水管的两端上。

进一步地，所述方法还包括：

所述内层胶片采用天然胶为主体胶种，并且经硫化处理，硫化处理时采用低硫硫化体系，促进剂选用了次磺酰胺类中的促进剂NS，以防老剂2246为防护体系，白炭黑为补强体系的内衬层，在混炼胶料时加入。

进一步地，所述方法还包括：

所述第一胶布层和所述第二胶布层分别采用天然胶为主要材料，并且经硫化处理，硫化处理采用硫黄，并且采用了焦烧时间长和加工操作安全的次磺酰胺类促进剂NS，以间甲白和新型树脂为粘合剂加入到天然胶中，以白炭黑为补强剂加入到天然胶中。

进一步地，所述方法还包括：所述输水管的第一外胶层和第二外胶层选用乙丙胶作为胶种，并且经硫化处理，硫化体系采用以金属氧化物和硫黄，以次磺酰胺类促进剂为硫化促进剂，添加抗臭氧剂。

进一步地，所述步骤N)具体包括：将汽头扎牢，对所述输水管缓慢充气，将所述芯棒取出。

进一步地，所述步骤N)还包括：对所述输水管进行回罐加热，加热条件0.40MPa×15分钟以便将所述输水管与所述芯棒脱离。

另一方面，本发明提供一种采用所述方法制备的输水管。

在一种优选实现方式中，第一方向选为相对于输水管纵向中心轴线具有夹角54°44′，第二方向选为相对于输水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。

本发明的输水管内胶选用浅色NR天然橡胶混炼胶，对人体无毒、无味，内胶全部辅助配合材料(如白炭黑、碳酸钙、硫化剂、促进剂)都符合食品级。在SGS实验室通过美国食品药品管理局21code of federal regulations 177.2600条款的FDA检测试验，符合饮用水级别。同时在SGS实验室通过欧盟ROHS 6项IEC 62321测试，镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的测试结果符合欧盟RoHS指令2002/95/EC的重订指令2011/65/EU附录Ⅱ的极限值要求。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7d8HUV/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；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。

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。

通过采用本发明的制备方法，虽然以橡胶为原料进行制备，但是制备出的输水管能够实现真正意义上的无毒。所制备输水管在SGS实验室通过美国食品药品管理局21codeof federal regulations 177.2600条款的FDA检测试验，符合饮用水级别。同时在SGS实验室通过欧盟ROHS 6项IEC 62321测试，镉、铅、汞、六价铬、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的测试结果符合欧盟RoHS指令2002/95/EC的重订指令2011/65/EU附录Ⅱ的极限值要求。输水管通过了GJB 3881-1999标准要求的无毒测试，符合LC50≥30。

此外，本发明的产品耐老化、耐腐蚀性好的特点。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天耐臭氧性能检测，和7天耐紫外线性能检测，保证输水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，保证输水管可以在海洋环境盐雾环境下长期工作；通过‐28℃的环境温度下输水管的低温曲挠试验，保证输水管可以在‐28℃的环境温度下正常弯曲工作；通过‐40℃的低温冷冻试验，保证输水管在‐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。

此外，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，本发明所制备的输水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。其弯曲性能比通常管高两倍以上。

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。

该方法在制备输水管时，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1524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1524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。在另一种实现方式中，脱模剂采用花生油。

接下来，在芯棒的外表面上以缠绕三层内层胶片。内层胶片的总厚度为2mm。并且在一种实现方式中，内层胶片的材料为NR天然橡胶。

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′和-54°44′的平衡角度交叉缠绕，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。

在另一种实现方式中，外胶层选用耐老化、耐紫外线、耐磨的天然橡胶NR和三元乙丙橡胶EPDM.，三元乙丙橡胶EPDM具有极好的耐老化、耐紫外线、耐低温、耐磨等性能。

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0.16MPa×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，向罐内送入蒸汽,在汽压达到0.40MPa时，开始计算正硫化时间，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，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水管的主体，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。

本发明还可以在输水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)

1.一种输水管的制备方法，其特征在于，所述输水管用于海上补给作业，所述方法包括： A) 调制乐瑞固1524脱模剂，将所述脱模剂搅拌均匀至呈乳白色液体；

B）擦拭用于缠绕输水管的芯棒表面，在所述芯棒上涂一层调制完成的乐瑞固1524脱模剂，所述芯棒的外径为65mm；

C）在所述芯棒的外表面上缠绕三层内层胶片，胶层总厚度为2.0mm, 缠绕应平整无皱褶，缠绕无缝隙；

D）在所述内层胶片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，搭缝3~5mm，周长226±3mm；

E）在所述第一胶布层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=要制备的输水管长度×1.82，帘布缠绕应平整无皱褶，搭缝3~5mm，周长239±3mm；

F）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；

G）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；

H）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；

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

J）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；

K）打开进汽阀，进行硫化；

L）硫化结束后，开启排汽阀排出蒸汽，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；

M）将缠有水布的胶管固定在成型机上，将水布导开，将输水管连同芯棒存放在通风处；

N）将所述芯棒从所获得的输水管中取出，

其中，所述输水管的第一外胶层和第二外胶层选用乙丙胶作为胶种，并且经硫化处理，硫化体系采用以金属氧化物和硫黄，以次磺酰胺类促进剂为硫化促进剂，添加抗臭氧剂，

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。

2.根据权利要求1所述的输水管的制备方法，其特征在于，方法还包括：将三瓣式卡箍接头分别卡在所述输水管的两端上。

3.根据权利要求1所述的输水管的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述内层胶片采用天然胶为主体胶种，并且经硫化处理，硫化处理时采用低硫硫化体系，促进剂选用了次磺酰胺类中的促进剂NS，以防老剂2246为防护体系，白炭黑为补强体系的内衬层，在混炼胶料时加入。

4.根据权利要求1所述的输水管的制备方法，其特征在于，所述步骤N）具体包括：将汽头扎牢，对所述输水管缓慢充气，将所述芯棒取出。

5.根据权利要求1所述的输水管的制备方法，其特征在于，所述步骤N）还包括：对所述输水管进行回罐加热，加热条件0.40MPa×15分钟以便将所述输水管与所述芯棒脱离。

6.一种采用权利要求1-5中任意一项所述方法制备的输水管。