CN105280286B - 一种水密系留探测电缆的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水密系留探测电缆的制造工艺，导体外挤包交联聚乙烯绝缘层构成电源线绝缘线芯，导体外挤包低密度聚乙烯绝缘层构成信号线绝缘线芯；两股信号线绝缘线芯对绞构成绝缘线芯组Ⅰ；三个绝缘线芯组和三个电源线绝缘线芯绞合成缆芯；缆芯外依次设置绕包阻水包带层、阻水胶层、铜塑复合带屏蔽层、阻水芳纶层、薄型无纺布层，阻水芳纶层Ⅰ、阻燃聚氨酯外护套。本发明成功的解决了电缆纵向水密性不足及抗破断拉力差的问题，使得电缆具有优异的水密性和优越的抗拉承重能力，在一定水压条件下可正常保持电力传输及数据信号传输的可靠性，并具有一定强度的抗拉性。
Description
技术领域
本发明涉及一种水密系留探测电缆的制造工艺，属于电线电缆领域。
背景技术
在现代，海洋探测已成为世界性的热门科技，为此，发展了多学科的海洋探测系统和探测技术，如多波束测深全覆盖系统、侧扫声纳系统、浅地层剖面探测系统、高分辨率地震探测系统、拖曳式多参量探查系统以及水下定位和传感技术、声光电遥测技术、宽带数据传输技术、可控源电磁探查技术、海底直视式采样和掘埋技术、原位测试及现场分析技术等，并将这些技术集成，形成高分辨率、高准确度的立体探测技术。然而，所有这些探测系统和探测技术，都离不开能够拖曳、系留探测器、并能同时传输动力和信号的关键元器件——水密电缆。
发明内容
为克服上述不足，本发明专利在于提供一种水密系留探测电缆的制造工艺，成功的解决了电缆纵向水密性不足及抗破断拉力差的问题，使得电缆具有优异的水密性和优越的抗拉承重能力，在一定水压条件下可正常保持电力传输及数据信号传输的可靠性，并具有一定强度的抗拉性。
本发明的方案如下：一种水密系留探测电缆的制造工艺，步骤如下：
步骤1：采用7股软铜线，按照“1+6”的排列方式进行正规绞合得到导体，其绞向为左向，并在绞制拉模口涂覆阻水胶，密实填实软铜线间缝隙；
步骤2：将交联聚乙烯料在40±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成交联聚乙烯绝缘层的挤包，制得电源线绝缘线芯；将低密度聚乙烯料在40±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成低密度聚乙烯绝缘层的挤包，制得信号线绝缘线芯；在所述塑料单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为170±10℃，挤塑机机头温度设置为210±10℃，在挤塑机进料口与挤塑机机头之间的螺杆加热区，温度设置为阶梯式升高；针对电源线绝缘线芯、信号线绝缘线芯自冷却槽中的出线，设置4kV的试验电压对所述电源线绝缘线芯、信号线绝缘线芯上的绝缘层进行在线火花试验；
步骤3：将信号线绝缘芯线对绞绞合时用阻水胶填实芯线间的缝隙，对绞采用小节距绞合成缆，保证了线芯结构稳定，电缆柔软性好，并在绞合拉模内填入特制阻水胶，填实绝缘芯线间的缝隙，并用薄型无纺布扎紧，保证了电缆整体密封性；
步骤4：将电源线绝缘芯线与信号线元件绞合成缆时用阻水胶填实芯线间的缝隙，成缆采用小节距绞合成缆，保证了线芯结构稳定，电缆柔软性好，并在绞合拉模内填入特制阻水胶，填实各组成元件间的缝隙，保证了电缆整体密封性；
步骤5：在成缆缆芯外绕包双面阻水包带，构成包带层，利用阻水带的吸水膨胀特点，在遇水的情况下能迅速膨胀，阻止水分子进一步渗透，保证了电缆整体密封效果；
步骤6：在成缆缆芯阻水包带外涂覆阻水胶，构成阻水胶层，利用阻水胶的流动性，使阻水胶能渗透到铜塑复合带屏蔽搭盖缝隙处，保证了电缆整体密封性；
步骤7：在成缆缆芯阻水胶层外绕包铜塑复合带屏蔽，构成屏蔽层，利用屏蔽层的抗干扰性，保证了电缆信号传输的稳定性；
步骤8：在铜塑复合带屏蔽层外螺旋缠绕阻水芳纶两层，构成阻水芳纶层，采用了螺旋缠绕形式作为电缆的抗拉增强层，提高了芳纶的有效利用率，保证了电缆整体的抗拉强度；
步骤9：在阻水芳纶层外绕包薄型无纺布，薄型无纺布起到了固定扎紧的作用，防止缠绕阻水芳纶在屏蔽层的滑动，保证了电缆整体的结构稳定性；
步骤10：在薄型无纺布外再编织一层阻水芳纶，在螺旋缠绕阻水芳纶并扎紧后，再编织一层阻水芳纶，进一步提高了电缆整体的抗拉强度，提高了芳纶抗张强度的使用率，保证了电缆整体的抗拉强度；
步骤11：将阻燃聚氨酯料在50±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成挤包阻燃聚氨酯外护套；在所述塑料单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为140±10℃，挤塑机机头温度设置为170±10℃，在挤塑机进料口与挤塑机机头之间的螺杆加热区，温度设置为阶梯式升高。
进一步，制造的电缆包括涂覆密封胶水的七股绞合的软铜线导体，所述导体外挤包交联聚乙烯绝缘层构成电源线绝缘线芯，所述导体外挤包低密度聚乙烯绝缘层构成信号线绝缘线芯；
两股信号线绝缘线芯对绞构成信号绝缘线芯组Ⅰ，线芯间设置阻水胶填充层；三个信号绝缘线芯组Ⅰ和三个电源线绝缘线芯绞合成缆芯，信号绝缘线芯组Ⅰ与电源线绝缘线芯间设置阻水胶填充层Ⅰ；
所述的缆芯外绕包阻水包带层，阻水包带外设置阻水胶层，阻水胶层外绕包铜塑复合带屏蔽层，铜塑复合带屏蔽层外螺旋缠绕两层阻水芳纶层，阻水芳纶层外设置薄型无纺布层，在无纺布层外编织阻水芳纶层Ⅰ，阻水芳纶层Ⅰ外设置阻燃聚氨酯外护套。
进一步，制造的电缆挤包交联聚乙烯绝缘层的绝缘厚度为0.4～0.5mm；低密度聚乙烯绝缘层的绝缘厚度为0.5～0.6mm；阻燃聚氨酯外护套的护套厚度1.5～1.8mm。
本发明的有益效果：
1、具有优良的纵向水密性：通过对普通阻水密封材料的改进，在阻水材料中填入交联聚丙烯酸钠，密封胶胶内的交联聚丙烯酸钠盐在遇水后可以吸水膨胀，形成凝胶，从而保证了电缆纵向水密性能的可靠性，通过阻水技术处理， 本产品能够承受水下纵横向4.5MPa的水压而无泄漏。
2、柔软性和耐弯曲性：电缆在设计过程充分考虑到了柔软性，所以在导体绞合形式采用小节距多股绞合形式，提高了电缆整体的耐弯曲性和柔软性，在成缆过程中，电缆芯线绞合节距控制在10～12倍节径比之间，保证了电缆的整体稳定性，以及耐弯曲性，并绝缘优良的柔性，有效地提高了电缆的柔软度，且弯曲半径小（电缆弯曲半径为4D）。
3、比重小：本产品才用绝缘、护套、芳纶等材料比重较轻，使得电缆成品质量轻，且相关性能优越。
4、耐海水腐蚀性、耐磨性：水密系留探测电缆护套采用低摩擦系数的聚氨酯材料，该材料具有优良的耐海水腐蚀性，且耐磨性能优越，并具有较佳的耐盐雾性能、防霉菌性能。
5、优良的抗拉强度：采用螺旋缠绕加编织双结构增强层的结构可以提高抗拉材料的利用率且大大提高了电缆整体的抗拉强度，使得电缆具有承重1.8T的优越能力。
6、信号传输容量大：该产品的信号传输容量大，衰减小，非屏蔽对绞信号线衰减：≤2.5dB/100m（1.0MHz）；≤5.0dB/100m（4.0MHz）；≤7.9dB/100m（10.0MHz）。能够达到四类数据线缆的通信能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：1导体，2交联聚乙烯绝缘层，3低密度聚乙烯绝缘层，4信号绝缘线芯组Ⅰ，5阻水胶填充层Ⅰ，6阻水包带层，7铜塑复合带屏蔽层，8阻水芳纶层，9阻水芳纶层Ⅰ，10聚氨酯外护套。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例：参见图1，本实施例的水密拖曳电缆通的结构设置为：涂覆密封胶水的七股绞合的软铜线导体1，导体1外挤包交联聚乙烯绝缘层2构成电源线绝缘线芯，导体外挤包低密度聚乙烯绝缘层3构成信号线绝缘线芯；两股信号线绝缘线芯对绞构成信号绝缘线芯组Ⅰ4，线芯间填充阻水；三个信号绝缘线芯组Ⅰ4和三个电源线绝缘线芯绞合成缆芯，信号绝缘线芯组Ⅰ4与电源线绝缘线芯间设置阻水胶填充层Ⅰ5；缆芯外绕包阻水包带层6，阻水包带层6外设置阻水胶层，阻水胶层外绕包铜塑复合带屏蔽层7，铜塑复合带屏蔽层7外螺旋缠绕两层阻水芳纶层8，阻水芳纶层8外设置薄型无纺布层，在无纺布层外编织阻水芳纶层Ⅰ9，阻水芳纶层Ⅰ外设置阻燃聚氨酯外护套10，为最终成品电缆。
本实施例中水密拖曳电缆的制造工艺按如下步骤进行：
步骤1：采用7股软铜线，按照“1+6”的排列方式进行正规绞合得到导体，其绞向为左向，并在绞制拉模口涂覆阻水胶，密实填实软铜线间缝隙。
步骤2：将交联聚乙烯料在40±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成交联聚乙烯绝缘层的挤包，制得电源线绝缘线芯；将低密度聚乙烯料在40±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成低密度聚乙烯绝缘层的挤包，制得信号线绝缘线芯；在所述塑料单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为170±10℃，挤塑机机头温度设置为210±10℃，在挤塑机进料口与挤塑机机头之间的螺杆加热区，温度设置为阶梯式升高；针对电源线绝缘线芯、信号线绝缘线芯自冷却槽中的出线，设置4kV的试验电压对所述电源线绝缘线芯、信号线绝缘线芯的绝缘层进行在线火花试验。
步骤3：将信号线绝缘芯线对绞绞合时用阻水胶填实芯线间的缝隙，对绞采用小节距绞合成缆，保证了线芯结构稳定，电缆柔软性好，并在绞合拉模内填入特制阻水胶，填实绝缘芯线间的缝隙，并用薄型无纺布扎紧，保证了电缆整体密封性。
步骤4：将电源线绝缘芯线与信号线元件绞合成缆时用阻水胶填实芯线间的缝隙，成缆采用小节距绞合成缆，保证了线芯结构稳定，电缆柔软性好，并在绞合拉模内填入特制阻水胶，填实各组成元件间的缝隙，保证了电缆整体密封性。
步骤5：在成缆缆芯外绕包双面阻水包带，构成包带层，利用阻水带的吸水膨胀特点，在遇水的情况下能迅速膨胀，阻止水分子进一步渗透，保证了电缆整体密封效果。
步骤6：在成缆缆芯阻水包带外涂覆阻水胶，构成阻水胶层，利用阻水胶的流动性，使阻水胶能渗透到铜塑复合带屏蔽搭盖缝隙处，保证了电缆整体密封性。
步骤7：在成缆缆芯阻水胶层外绕包铜塑复合带屏蔽，构成屏蔽层，利用屏蔽层的抗干扰性，保证了电缆信号传输的稳定性。
步骤8：在铜塑复合带屏蔽层外螺旋缠绕阻水芳纶两层，构成阻水芳纶层，采用了螺旋缠绕形式作为电缆的抗拉增强层，提高了芳纶的有效利用率，保证了电缆整体的抗拉强度。
步骤9：在阻水芳纶层外绕包薄型无纺布，薄型无纺布起到了固定扎紧的作用，防止缠绕阻水芳纶在屏蔽层的滑动，保证了电缆整体的结构稳定性。
步骤10：在薄型无纺布外再编织一层阻水芳纶，在螺旋缠绕阻水芳纶并扎紧后，再编织一层阻水芳纶，进一步提高了电缆整体的抗拉强度，提高了芳纶抗张强度的使用率，保证了电缆整体的抗拉强度。
步骤11：将阻燃聚氨酯料在50±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成挤包阻燃聚氨酯外护套；在所述塑料单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为140±10℃，挤塑机机头温度设置为170±10℃，在挤塑机进料口与挤塑机机头之间的螺杆加热区，温度设置为阶梯式升高。
本发明水密拖曳电缆结构及性能指标如表1所列
表1
本发明水密拖曳电缆，从上表1可以看出，该水密拖曳电缆在保证纵向水密性的同时，也体现出电缆具有优良的柔软性和耐弯曲性及抗破断拉力，同时也表现出极为优良的电气性能，在具有一定水压条件下可正常保持电力传输及数据信号传输的可靠性。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种水密系留探测电缆的制造工艺，其特征在于，步骤如下：
步骤1：采用7股软铜线，按照“1+6”的排列方式进行正规绞合得到导体，其绞向为左向，并在绞制拉模口涂覆阻水胶，密实填实软铜线间缝隙；
步骤2：将交联聚乙烯料在40±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成交联聚乙烯绝缘层的挤包，制得电源线绝缘线芯；将低密度聚乙烯料在40±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成低密度聚乙烯绝缘层的挤包，制得信号线绝缘线芯；在所述塑料单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为170±10℃，挤塑机机头温度设置为210±10℃，在挤塑机进料口与挤塑机机头之间的螺杆加热区，温度设置为阶梯式升高；针对电源线绝缘线芯、信号线绝缘线芯自冷却槽中的出线，设置4kV的试验电压对所述电源线绝缘线芯、信号线绝缘线芯上的绝缘层进行在线火花试验；
步骤3：将信号线绝缘芯线对绞绞合时用阻水胶填实芯线间的缝隙，对绞采用小节距绞合成缆，保证了线芯结构稳定，电缆柔软性好，并在绞合拉模内填入特制阻水胶，填实绝缘芯线间的缝隙，并用薄型无纺布扎紧，保证了电缆整体密封性；
步骤4：将电源线绝缘芯线与信号线元件绞合成缆时用阻水胶填实芯线间的缝隙，成缆采用小节距绞合成缆，保证了线芯结构稳定，电缆柔软性好，并在绞合拉模内填入特制阻水胶，填实各组成元件间的缝隙，保证了电缆整体密封性；
步骤5：在成缆缆芯外绕包双面阻水包带，构成包带层，利用阻水带的吸水膨胀特点，在遇水的情况下能迅速膨胀，阻止水分子进一步渗透，保证了电缆整体密封效果；
步骤6：在成缆缆芯阻水包带外涂覆阻水胶，构成阻水胶层，利用阻水胶的流动性，使阻水胶能渗透到铜塑复合带屏蔽搭盖缝隙处，保证了电缆整体密封性；
步骤7：在成缆缆芯阻水胶层外绕包铜塑复合带屏蔽，构成屏蔽层，利用屏蔽层的抗干扰性，保证了电缆信号传输的稳定性；
步骤8：在铜塑复合带屏蔽层外螺旋缠绕阻水芳纶两层，构成阻水芳纶层，采用了螺旋缠绕形式作为电缆的抗拉增强层，提高了芳纶的有效利用率，保证了电缆整体的抗拉强度；
步骤9：在阻水芳纶层外绕包薄型无纺布，薄型无纺布起到了固定扎紧的作用，防止缠绕阻水芳纶在屏蔽层的滑动，保证了电缆整体的结构稳定性；
步骤10：在薄型无纺布外再编织一层阻水芳纶，在螺旋缠绕阻水芳纶并扎紧后，再编织一层阻水芳纶，进一步提高了电缆整体的抗拉强度，提高了芳纶抗张强度的使用率，保证了电缆整体的抗拉强度；
步骤11：将阻燃聚氨酯料在50±5℃下烘干2小时后注入塑料单螺杆挤塑机完成挤包阻燃聚氨酯外护套；在所述塑料单螺杆挤塑机中采用挤压式模具，挤塑机进料口温度设置为140±10℃，挤塑机机头温度设置为170±10℃，在挤塑机进料口与挤塑机机头之间的螺杆加热区，温度设置为阶梯式升高。
2.根据权利要求1所述的一种水密系留探测电缆的制造工艺,其特征在于，制造的电缆包括涂覆密封胶水的七股绞合的软铜线导体，所述导体外挤包交联聚乙烯绝缘层构成电源线绝缘线芯，所述导体外挤包低密度聚乙烯绝缘层构成信号线绝缘线芯；
两股信号线绝缘线芯对绞构成信号绝缘线芯组Ⅰ，线芯间设置阻水胶填充层；三个信号绝缘线芯组Ⅰ和三个电源线绝缘线芯绞合成缆芯，信号绝缘线芯组Ⅰ与电源线绝缘线芯间设置阻水胶填充层Ⅰ；
所述的缆芯外绕包阻水包带层，阻水包带外设置阻水胶层，阻水胶层外绕包铜塑复合带屏蔽层，铜塑复合带屏蔽层外螺旋缠绕两层阻水芳纶层，阻水芳纶层外设置薄型无纺布层，在无纺布层外编织阻水芳纶层Ⅰ，阻水芳纶层Ⅰ外设置阻燃聚氨酯外护套。
3.根据权利要求1所述的一种水密系留探测电缆的制造工艺,其特征在于，制造的电缆挤包交联聚乙烯绝缘层的绝缘厚度为0.4～0.5mm；低密度聚乙烯绝缘层的绝缘厚度为0.5～0.6mm；阻燃聚氨酯外护套的护套厚度1.5～1.8mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |