CN111473170A - 一种海洋油汽输送软管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋油汽输送软管，具体涉及管道制备领域，包括骨架框体，所述骨架框体外侧环绕设有外包覆层，所述外包覆层内侧环绕设有内包覆层，所述外包覆层和内包覆层相互连通且将骨架框体包覆在内部，所述外包覆层外侧环绕设有抗压铠装层，所述抗压铠装层外侧环绕设有抗拉铠装层，所述抗拉铠装层外侧环绕设有保温层，所述保温层外侧环绕设有耐磨层。本发明通过设有抗压铠装层和抗拉铠装层，使用缠绕机将钢丝在内管层上形成抗压铠装层和抗拉铠装层，抗压铠装层和抗拉铠装层在骨架框体外侧可以起到很好的抗压和抗拉伸效果，能够承受住海底强大的压强，同时内侧的骨架框体不会发生较大的形变，能够确保油汽的稳定传输。
Description
技术领域
本发明涉及管道制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种海洋油汽输送软管及其制备方法。
背景技术
海底软管与钢管相比，复合柔性软管具有对海底地形适应性好、连续长度长、安装接头少、防腐性能好、保温性能好、易铺设、可回收、开发更经济等特点；海洋复合柔性软管作为海底管线输送介质的一种新型管道，目前在海洋工程中的应用日益增多，对我国海洋油气资源的开发具有重要意义。
早在19世纪70年代，国外就开始研究复合柔性管 道，并使用在浅水、深水及超深水得到应用，例如在海底卫星井到管汇之间、海底管汇到生产平台之间、生产平台之间、从生产平台到陆地终端、生产平台到注水井之间，都有成功的案例。鉴于复合柔性管道的超多优点，我国已逐步开始研究设计、相关实验及生产。
目前市场上生产的海洋油汽输送软管在正常使用过程中，经常会因海底压强过大而造成管道的破损导致油汽泄漏，从而造成大量的财产损失和环境破坏。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种海洋油汽输送软管及其制备方法，通过设有抗压铠装层和抗拉铠装层，使用缠绕机将钢丝在内管层上使成型钢线内扣并以接近70-90°缠绕，形成抗压铠装层4，随后将钢丝在抗压铠装层4上使成型钢线外扣并以接近20-60°缠绕形成抗拉铠装层5，抗压铠装层4和抗拉铠装层5在骨架框体1外侧可以起到很好的抗压和抗拉伸效果，能够承受住海底强大的压强，同时内侧的骨架框体1不会发生较大的形变，能够确保油汽的稳定传输。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋油汽输送软管，包括骨架框体，所述骨架框体外侧环绕设有外包覆层，所述外包覆层内侧环绕设有内包覆层，所述外包覆层和内包覆层相互连通且将骨架框体包覆在内部，所述外包覆层外侧环绕设有抗压铠装层，所述抗压铠装层外侧环绕设有抗拉铠装层，所述抗拉铠装层外侧环绕设有保温层，所述保温层外侧环绕设有耐磨层。
在一个优选地实施方式中，所述骨架框体由镀黄铜钢带材料制成，所述骨架框体形状设置为螺旋状，所述外包覆层和内包覆层分别设置于骨架框体内侧和外侧，所述外包覆层和内包覆层均丁腈橡胶材料制成，所述外包覆层和内包覆层之间为密封设置。
在一个优选地实施方式中，所述抗压铠装层和抗拉铠装层均由钢丝缠绕而成，所述缠绕钢丝数量设置为30-80根，所述抗压铠装层以70-100°缠绕在外包覆层外侧，所述抗拉铠装层以20-60°缠绕在抗压铠装层外侧。
所述保温层和耐磨层均由聚乙烯材料制成，所述保温层和耐磨层之间贴覆有保护膜层，所述耐磨层外侧表面均匀设有防滑块。
本发明还提供了一种海洋油汽输送软管的制备方法，具体制备步骤为：
步骤一：将扁平的镀黄铜钢带拉至成型机头，通过拉伸器拉伸成型为一个互锁的螺旋管形成骨架框体，随后将骨架框体放置在挤塑机工作台上，由挤塑机通过骨架框体内侧和外侧表面挤塑形成外包覆层和内包覆层；
步骤二：将挤塑完成后的软管放入冷却室内至外包覆层和内包覆层成型，成型后取出，通过缠绕机将钢丝在内管层上使成型钢线内扣并以接近70-90°缠绕，形成抗压铠装层，随后将钢丝在抗压铠装层上使成型钢线外扣并以接近20-60°缠绕形成抗拉铠装层；
步骤三：将聚乙烯原料通过挤塑机挤塑在抗拉铠装层表面形成保温层，挤塑完成后在保温层表面涂覆纳米材料复合涂层，并将管体放入加热室内，向加热室内通入氮气加热直至保温层表面形成防腐镀膜层；
步骤四：通过挤塑机再次在管体表面挤塑聚乙烯材料形成耐磨层，形成时在耐磨层表面均匀切割不规格小块，形成防滑块，随后将管体放置在冷却室内冷却至常温；
步骤五：将冷却完成后的管体取出，使用等离子喷枪对管体内壁和外壁进行喷砂处理，处理完成后得到输送软管成品。
在一个优选地实施方式中，所述步骤三中加热室内部温度以10-20℃/min增加至350-450℃，随后持续保持该温度加热30-50min，所述步骤四中冷却室内温度为38-52℃。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设有抗压铠装层和抗拉铠装层，使用缠绕机将钢丝在内管层上使成型钢线内扣并以接近70-90°缠绕，形成抗压铠装层4，随后将钢丝在抗压铠装层4上使成型钢线外扣并以接近20-60°缠绕形成抗拉铠装层5，抗压铠装层4和抗拉铠装层5在骨架框体1外侧可以起到很好的抗压和抗拉伸效果，能够承受住海底强大的压强，同时内侧的骨架框体1不会发生较大的形变，能够确保油汽的稳定传输；
2、通过设有保温层和耐磨层，挤塑聚乙烯材料在抗拉铠装层5外侧形成保温层6，并在保温层6表面涂覆纳米材料复合涂层，在高温下加热形成防腐镀膜层，能够提高保温层6内侧的保温效果，同时能够起到很好的防腐性能，并且在耐磨层7外侧表面进行喷砂处理，提高管道表面的耐磨性能，同时多个防滑块也可以增加与石块的可解除面积，防止管道在海底位置轻易发生移动，保证油汽的稳定传输。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
附图标记为：1骨架框体、2外包覆层、3内包覆层、4抗压铠装层、5抗拉铠装层、6保温层、7耐磨层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明提供了如图1所示的一种海洋油汽输送软管，包括骨架框体1，所述骨架框体1外侧环绕设有外包覆层2，所述外包覆层2内侧环绕设有内包覆层3，所述外包覆层2和内包覆层3相互连通且将骨架框体1包覆在内部，所述外包覆层2外侧环绕设有抗压铠装层4，所述抗压铠装层4外侧环绕设有抗拉铠装层5，所述抗拉铠装层5外侧环绕设有保温层6，所述保温层6外侧环绕设有耐磨层7。
进一步的，所述骨架框体1由镀黄铜钢带材料制成，所述骨架框体1形状设置为螺旋状，所述外包覆层2和内包覆层3分别设置于骨架框体1内侧和外侧，所述外包覆层2和内包覆层3均丁腈橡胶材料制成，所述外包覆层2和内包覆层3之间为密封设置。
进一步的，所述抗压铠装层4和抗拉铠装层5均由钢丝缠绕而成，所述缠绕钢丝数量设置为30-80根，所述抗压铠装层4以70-100°缠绕在外包覆层2外侧，所述抗拉铠装层5以20-60°缠绕在抗压铠装层4外侧。
本实施例有益效果：使用缠绕机将钢丝在内管层上使成型钢线内扣并以接近70-90°缠绕，形成抗压铠装层4，随后将钢丝在抗压铠装层4上使成型钢线外扣并以接近20-60°缠绕形成抗拉铠装层5，抗压铠装层4和抗拉铠装层5在骨架框体1外侧可以起到很好的抗压和抗拉伸效果，能够承受住海底强大的压强，同时内侧的骨架框体1不会发生较大的形变，能够确保油汽的稳定传输。
实施例二：
进一步的，所述保温层6和耐磨层7均由聚乙烯材料制成，所述保温层6和耐磨层7之间贴覆有保护膜层，所述耐磨层7外侧表面均匀设有防滑块。
本发明还提供了一种海洋油汽输送软管的制备方法，具体制备步骤为：
步骤一：将扁平的镀黄铜钢带拉至成型机头，通过拉伸器拉伸成型为一个互锁的螺旋管形成骨架框体1，随后将骨架框体1放置在挤塑机工作台上，由挤塑机通过骨架框体1内侧和外侧表面挤塑形成外包覆层2和内包覆层3；
步骤二：将挤塑完成后的软管放入冷却室内至外包覆层2和内包覆层3成型，成型后取出，通过缠绕机将钢丝在内管层上使成型钢线内扣并以接近70-90°缠绕，形成抗压铠装层4，随后将钢丝在抗压铠装层4上使成型钢线外扣并以接近20-60°缠绕形成抗拉铠装层5；
步骤三：将聚乙烯原料通过挤塑机挤塑在抗拉铠装层5表面形成保温层6，挤塑完成后在保温层6表面涂覆纳米材料复合涂层，并将管体放入加热室内，向加热室内通入氮气加热直至保温层6表面形成防腐镀膜层；
步骤四：通过挤塑机再次在管体表面挤塑聚乙烯材料形成耐磨层7，形成时在耐磨层7表面均匀切割不规格小块，形成防滑块，随后将管体放置在冷却室内冷却至常温；
步骤五：将冷却完成后的管体取出，使用等离子喷枪对管体内壁和外壁进行喷砂处理，处理完成后得到输送软管成品。
在一个优选地实施方式中，所述步骤三中加热室内部温度以10-20℃/min增加至350-450℃，随后持续保持该温度加热30-50min，所述步骤四中冷却室内温度为38-52℃。
本实施例有益效果：挤塑聚乙烯材料在抗拉铠装层5外侧形成保温层6，并在保温层6表面涂覆纳米材料复合涂层，在高温下加热形成防腐镀膜层，能够提高保温层6内侧的保温效果，同时能够起到很好的防腐性能，并且在耐磨层7外侧表面进行喷砂处理，提高管道表面的耐磨性能，同时多个防滑块也可以增加与石块的可解除面积，防止管道在海底位置轻易发生移动，保证油汽的稳定传输。
实施例三：
将实施例二中制得的海洋油汽输送软管进行检测其各性能指标，具体检测结果如下表：
| 序号 | 产品性能参数 | 指标 | 产品 |
| 1 | 静液压性能 | 经1.5Mpa静液压试验后胶管永久伸长率不得超过0.7%，暂时伸长率不应超过2.5%。 | 伸长率0.5%，暂时伸长率1.8% |
| 2 | 电性能 | 管体根据使用应具有导电性。 | 具有导电性 |
| 3 | 粘合性能 | 软管部分各层间粘合强度不小于6KN/m，外覆部分各层间粘合强度不小于4KN/m。 | 分各层间粘合强度4KN/m，外覆部分各层间粘合强度2KN/m |
| 4 | 弯曲性能 | 胶管经弯曲试验后应恢复原来的形状，不应有扭曲和椭圆之类的永久变形。 | 能够在3-5min内复原 |
| 5 | 真空性能 | 橡胶软管在-0.085Mpa条件下10min真空试验，目视检查软管的内部和外部应无缺陷。 | 无缺陷 |
| 6 | 耐煤油性能 | 将软管充满煤油，将内压升至1.5Mpa，保持6h之后，降低到0.75Mpa，保持12h。目视整根软管和管接头应无泄漏、起泡或其他任何缺陷。 | 无泄漏、起泡或其他任何缺陷 |
| 7 | 浮力要求 | 工作状态胶管无浮力要求。 | / |
| 8 | 长度公差 | 胶管长度公差≤3%。 | 2.6% |
由上述实验检测后得出，本发明所提供的一种海洋油汽输送软管及其制备方法所制得的海洋油汽输送软管符合输送要求，性能好且能够实现长寿面使用。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种海洋油汽输送软管，包括骨架框体（1），其特征在于：所述骨架框体（1）外侧环绕设有外包覆层（2），所述外包覆层（2）内侧环绕设有内包覆层（3），所述外包覆层（2）和内包覆层（3）相互连通且将骨架框体（1）包覆在内部，所述外包覆层（2）外侧环绕设有抗压铠装层（4），所述抗压铠装层（4）外侧环绕设有抗拉铠装层（5），所述抗拉铠装层（5）外侧环绕设有保温层（6），所述保温层（6）外侧环绕设有耐磨层（7）。
2.根据权利要求1所述的一种海洋油汽输送软管，其特征在于：所述骨架框体（1）由镀黄铜钢带材料制成，所述骨架框体（1）形状设置为螺旋状，所述外包覆层（2）和内包覆层（3）分别设置于骨架框体（1）内侧和外侧，所述外包覆层（2）和内包覆层（3）均丁腈橡胶材料制成，所述外包覆层（2）和内包覆层（3）之间为密封设置。
3.根据权利要求1所述的一种海洋油汽输送软管，其特征在于：所述抗压铠装层（4）和抗拉铠装层（5）均由钢丝缠绕而成，所述缠绕钢丝数量设置为30-80根，所述抗压铠装层（4）以70-100°缠绕在外包覆层（2）外侧，所述抗拉铠装层（5）以20-60°缠绕在抗压铠装层（4）外侧。
4.根据权利要求1所述的一种海洋油汽输送软管，其特征在于：所述保温层（6）和耐磨层（7）均由聚乙烯材料制成，所述保温层（6）和耐磨层（7）之间贴覆有保护膜层，所述耐磨层（7）外侧表面均匀设有防滑块。
5.一种海洋油汽输送软管的制备方法，其特征在于：具体制备步骤为：
步骤一：将扁平的镀黄铜钢带拉至成型机头，通过拉伸器拉伸成型为一个互锁的螺旋管形成骨架框体（1），随后将骨架框体（1）放置在挤塑机工作台上，由挤塑机通过骨架框体（1）内侧和外侧表面挤塑形成外包覆层（2）和内包覆层（3）；
步骤二：将挤塑完成后的软管放入冷却室内至外包覆层（2）和内包覆层（3）成型，成型后取出，通过缠绕机将钢丝在内管层上使成型钢线内扣并以接近70-90°缠绕，形成抗压铠装层（4），随后将钢丝在抗压铠装层（4）上使成型钢线外扣并以接近20-60°缠绕形成抗拉铠装层（5）；
步骤三：将聚乙烯原料通过挤塑机挤塑在抗拉铠装层（5）表面形成保温层（6），挤塑完成后在保温层（6）表面涂覆纳米材料复合涂层，并将管体放入加热室内，向加热室内通入氮气加热直至保温层（6）表面形成防腐镀膜层；
步骤四：通过挤塑机再次在管体表面挤塑聚乙烯材料形成耐磨层（7），形成时在耐磨层（7）表面均匀切割不规格小块，形成防滑块，随后将管体放置在冷却室内冷却至常温；
步骤五：将冷却完成后的管体取出，使用等离子喷枪对管体内壁和外壁进行喷砂处理，处理完成后得到输送软管成品。
6.根据权利要求5所述的一种海洋油汽输送软管的制备方法，其特征在于：所述步骤三中加热室内部温度以10-20℃/min增加至350-450℃，随后持续保持该温度加热30-50min，所述步骤四中冷却室内温度为38-52℃。
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