CN111473186A - 一种超大口径变径位移补偿器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超大口径变径位移补偿器，特点是补偿器本体包括锥形管，锥形管的左端设置有柱形管a，右端设置有柱形管b；柱形管a及柱形管b的外部均设置有连接机构；补偿器本体设置为六层，从内向外依次为内层密封阻燃硅橡胶层、阻燃增强硅胶石英布层、内阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层、外层密封阻燃硅橡胶层、外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层、高温陶瓷纤维布织物层。优点是结构简单，大大提高了抗压等级、耐温等级、防火阻燃性能、抗辐射能；制作时除最外层的高温陶瓷纤维布织物层采用现场缝合外，其它层整体进入硫化罐进行直接蒸汽加压硫化成型，提高了产品的结构稳定性，延长产品的使用寿命，节约制作的时间，提高工作效率。

Description

一种超大口径变径位移补偿器及其制作方法
技术领域
本发明涉及补偿器的领域，尤其涉及一种超大口径变径位移补偿器及其制作方法。
背景技术
核电作为一种清洁能源，对于减少环境污染，满足电力需求，优化能源结构，促进经济能源可持续发展具有重要战略意义。作为核电站大型设备闸门连接和补偿关键作用的位移补偿器对于核电站的正常运行及安全停堆方面起着非常重要的作用，是保障设备及其系统可靠运行的关键要素，对位移补偿器提出了防火和高温冲击、抗辐照要求，同时需满足各项位移补偿要求和核电站恶劣环境下20年寿命的使用要求，要求材料无氟、无毒无害、无卤素等；长期以来形成了国外技术的长期垄断和封锁，国内虽然尝试使用火力发电厂烟道非金属补偿器氟橡胶在该领域的试用，但是核电站关键领域禁止使用氟类含量材料限制了其使用；而且抗压等级、耐温等级、防火阻燃、抗辐射以及使用寿命及运行可靠性均达不到要求，对于超大口径的位移补偿器，性能上更是难以达到要求。
发明内容
本发明目的是提供一种超大口径变径位移补偿器及其制作方法，该补偿器的结构简单，稳定性好，使用寿命长，安全可靠；制作方法简单，便于操作；解决了以上技术问题。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种超大口径变径位移补偿器，包括补偿器本体；其特征在于：所述的补偿器本体包括锥形管，锥形管的左端设置有柱形管a，右端设置有柱形管b；所述的柱形管a及柱形管b的外部均设置有连接机构；所述的补偿器本体设置为六层，从内向外依次为内层密封阻燃硅橡胶层、阻燃增强硅胶石英布层、内阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层、外层密封阻燃硅橡胶层、外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层、高温陶瓷纤维布织物层。由于中间管为锥形管，所以柱形管a与柱形管b的直径比相同，形成了变径位移补偿器。
优选的：所述的内层密封阻燃硅橡胶层与阻燃增强硅胶石英布层之间通过阻燃硅橡胶胶浆相互粘接。
优选的：所述的外层密封阻燃硅橡胶层与外阻燃涂硅橡胶的高温陶瓷纤维布层之间通过涂覆阻燃隔热层相互粘接。
优选的：所述的高温陶瓷纤维织物层通过缝合覆盖包裹在外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层表面。
优选的：所述的连接机构为压板、法兰、卡箍、丝扣或活接。
优选的：所述的锥形管、柱形管a、柱形管b的横截面设置为圆形、方形或椭圆形。
一种超大口径变径位移补偿器的制作方法，其特征在于：包括以下操作步骤，步骤一：将苯基硅橡胶生胶混合橡胶配合剂经过炼胶机混炼成硅橡胶弹性体；步骤二：将上述混炼好的硅橡胶弹性体加有机溶剂和偶联剂搅拌均匀制成硅橡胶胶浆；步骤三：在厚度为0.9~1.2mm的石英坯布正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；步骤四：在厚度为0.9~1.5mm的高温陶瓷纤维布正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；步骤五：成型；将除高温陶瓷纤维织物层外的其它层在成型模具上按顺序依次逐层贴合粘接成型；然后表面缠绕定型布绷紧定型连同模具一起进入硫化罐进行直接加压蒸汽硫化，硫化温度130~180°C之间，时间2.5~6小时，硫化罐压力0.4~0.8MPa；步骤六：按外形尺寸裁剪缝合高温陶瓷纤维织物层，对于大口径位移补偿器，须保留现场缝合面以及缝合位置；步骤七：安装连接机构；按外形尺寸及固定连接方式确定固定卡箍结构型式及尺寸并制作成型。
优选的：所述的橡胶弹性体的胶料配方组成如下：苯基硅橡胶生胶100~125重量份；补强填充剂：25~40重量份；软化增塑剂：1~3重量份；阻燃填充剂：15~65重量份；防护剂：0.5~5.0重量份；硫化剂：1.2~2.0重量份；促进剂：0.2~1.6重量份。
本发明的有益效果；一种超大口径变径位移补偿器，采用提高温度等级抗辐照性能良好的内外层密封阻燃硅橡胶层；采用最高耐温等级1260°C的内层陶瓷纤维布和外层陶瓷纤维布以及阻燃增强硅胶石英布提高其抗压等级和阻燃耐火等级，各层次之间连接可靠，稳定性好；制作过程中，采用了抗辐射防护剂以及补强填料、防护填料等提高其抗γ射线辐照性能、耐环境老化和曲挠疲劳性能等，从而保证在核电站恶劣环境下安全可靠运行；本发明结构简单，稳定性好，安全可靠，使用寿命长，大大提高了抗压等级、耐温等级、防火阻燃性能、抗辐射能；本发明的制作方法简单方便，便于操作；除最外层的高温陶瓷纤维布织物层外，其它层整体进入硫化罐进行直接蒸汽加压硫化成型，提高了产品的结构稳定性，延长产品的使用寿命，节约制作的时间，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1中I的放大图；
在图中：1.高温陶瓷纤维布织物层；2.外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层；3.外层密封阻燃硅橡胶层；4，阻燃增强硅胶石英布层；5.内层密封阻燃硅橡胶层；6.连接机构；7.补偿器本体；7-1. 锥形管；7-2.柱形管a；7-3.柱形管b；8.外阻燃涂硅橡胶的高温陶瓷纤维布层。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明；
在附图中：一种超大口径变径位移补偿器，包括补偿器本体7；其特征在于：所述的补偿器本体7包括锥形管7-1，锥形管7-1的左端设置有柱形管a7-2，右端设置有柱形管b7-3；所述的柱形管a7-2及柱形管b7-3的外部均设置有连接机构6；所述的补偿器本体7设置为六层，从内向外依次为内层密封阻燃硅橡胶层5、阻燃增强硅胶石英布层4、内阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层2、外层密封阻燃硅橡胶层3、外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层8、高温陶瓷纤维布织物层1；所述的内层密封阻燃硅橡胶层5与阻燃增强硅胶石英布层4之间通过阻燃硅橡胶胶浆相互粘接；所述的外层密封阻燃硅橡胶层3与外阻燃涂硅橡胶的高温陶瓷纤维布层8之间通过涂覆阻燃隔热层相互粘接；所述的高温陶瓷纤维织物层1通过缝合覆盖包裹在外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层8表面；所述的连接机构6为压板、法兰、卡箍、丝扣或活接；所述的锥形管7-1、柱形管a7-2、柱形管b7-3的横截面设置为圆形、方形或椭圆形。
一种超大口径变径位移补偿器的制作方法，其特征在于：包括以下操作步骤，步骤一：将苯基硅橡胶生胶混合橡胶配合剂经过炼胶机混炼成硅橡胶弹性体；步骤二：将上述混炼好的硅橡胶弹性体加有机溶剂和偶联剂搅拌均匀制成硅橡胶胶浆；步骤三：在厚度为0.9~1.2mm的石英坯布正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；步骤四：在厚度为0.9~1.5mm的高温陶瓷纤维布正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；步骤五：成型；将除高温陶瓷纤维织物层外的其它层在成型模具上按顺序依次逐层贴合粘接成型；然后表面缠绕定型布绷紧定型连同模具一起进入硫化罐进行直接加压蒸汽硫化，硫化温度130~180°C之间，时间2.5~6小时，硫化罐压力0.4~0.8MPa；步骤六：按外形尺寸裁剪缝合高温陶瓷纤维织物层，对于大口径位移补偿器，须保留现场缝合面以及缝合位置；步骤七：安装连接机构；按外形尺寸及固定连接方式确定固定卡箍结构型式及尺寸并制作成型。
所述的橡胶弹性体的胶料配方组成如下：苯基硅橡胶生胶100~125重量份；补强填充剂：25~40重量份；软化增塑剂：1~3重量份；阻燃填充剂：15~65重量份；防护剂：0.5~5.0重量份；硫化剂：1.2~2.0重量份；促进剂：0.2~1.6重量份。
具体实施时，内层密封阻燃硅橡胶层的耐温等级220°C，长期使用温度200°C，防腐抗磨、抗老化、抗辐照性能好；内层密封阻燃硅橡胶层与涂覆有阻燃硅橡胶胶浆的阻燃增强硅橡胶层相互粘接后，再与内阻燃涂硅橡胶的高温陶瓷纤维布层粘接成型，阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层的最高耐温等级1260°C；然后再粘接外层密封阻燃硅橡胶层，外层密封阻燃硅橡胶层的耐温等级220°C，长期使用温度200°C，耐环境老化和耐辐照等性能好，下一步与涂覆阻燃隔热层的外阻燃涂硅橡胶的高温陶瓷纤维布层粘接，最后在最外层覆盖包裹高温陶瓷纤维布织物层，其最高耐温等级1260°C，采用现场缝合的方式；除现场缝合的最外层外，其它层整体进入硫化罐进行直接蒸汽加压硫化成型，安装时通过连接机构与设备或其管道接口牢固连接成为其弹性连接部件。
制作时，首先在常温常压下，将苯基硅橡胶生胶、补强填充剂、软化增塑剂、阻燃填料（如中孔陶瓷微球（玻璃）、石英粉、水合改性氧化镁以及少量短碳纤维等）、结构控制剂、防护剂（如光屏蔽剂、抗臭氧剂、防老剂、抗紫外线等）在开炼机上进行混合炼胶，结束前在开炼机上加入硫化剂硫化剂及硫化促进剂混炼成阻燃耐火硅橡胶弹性体，其胶料配方组成如下：苯基硅橡胶生胶100~125重量份；补强填充剂：25~40重量份；软化增塑剂：1~3重量份；阻燃填充剂：15~65重量份；防护剂：0.5~5.0重量份；硫化剂：1.2~2.0重量份；促进剂：0.2~1.6重量份；然后将上述混炼好的硅橡胶加有机溶剂和偶联剂搅拌均匀制成硅橡胶胶浆；将上述混炼好的硅橡胶弹性体一部分（按需）放入搅拌机中，加入有机溶剂和偶联剂，按照加工工艺要求待硅橡胶胶体溶解后搅拌均匀成粘稠状可以涂覆状态的硅橡胶胶浆；接着在厚度为0.9~1.2mm的石英坯布正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；再在厚度为0.9~1.5mm高温陶瓷纤维布（3M公司）正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；然后将厚度为1.7~2.5mm的高温陶瓷纤维织物层以外的其它层在成型模具上按照依次逐层贴合粘接成型，最后表面缠绕定型布绷紧定型连同模具一起进入硫化罐进行直接加压蒸汽硫化，硫化温度130~180°C之间，时间2.5~6小时，硫化罐压力0.4~0.8MPa；成型后按外形尺寸裁剪缝合高温陶瓷纤维织物，尺寸规格为φ3800/φ2900*L350的超大口径位移补偿器须保留现场缝合面以及缝合位置；最后按外形尺寸及固定连接方式确定固定卡箍结构型式及尺寸并制作成型。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种超大口径变径位移补偿器，包括补偿器本体（7）；其特征在于：所述的补偿器本体（7）包括锥形管（7-1），锥形管（7-1）的左端设置有柱形管a（7-2），右端设置有柱形管b（7-3）；所述的柱形管a（7-2）及柱形管b（7-3）的外部均设置有连接机构（6）；所述的补偿器本体（7）设置为六层，从内向外依次为内层密封阻燃硅橡胶层（5）、阻燃增强硅胶石英布层（4）、内阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层（2）、外层密封阻燃硅橡胶层（3）、外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层（8）、高温陶瓷纤维布织物层（1）。
2.根据权利要求1所述的所述的一种超大口径变径位移补偿器，其特征在于：所述的内层密封阻燃硅橡胶层（5）与阻燃增强硅胶石英布层（4）之间通过阻燃硅橡胶胶浆相互粘接。
3.根据权利要求1所述的所述的一种超大口径变径位移补偿器，其特征在于：所述的外层密封阻燃硅橡胶层（3）与外阻燃涂硅橡胶的高温陶瓷纤维布层（8）之间通过涂覆阻燃隔热层相互粘接。
4.根据权利要求1所述的所述的一种超大口径变径位移补偿器，其特征在于：所述的高温陶瓷纤维织物层（1）通过缝合覆盖包裹在外阻燃涂硅橡胶高温陶瓷纤维布层（8）表面。
5.根据权利要求1所述的所述的一种超大口径变径位移补偿器，其特征在于：所述的连接机构（6）为压板、法兰、卡箍、丝扣或活接。
6.根据权利要求1所述的所述的一种超大口径变径位移补偿器，其特征在于：所述的锥形管（7-1）、柱形管a（7-2）、柱形管b（7-3）的横截面设置为圆形、方形或椭圆形。
7.根据权利要求1所述的一种超大口径变径位移补偿器的制作方法，其特征在于：包括以下操作步骤，步骤一：将苯基硅橡胶生胶混合橡胶配合剂经过炼胶机混炼成硅橡胶弹性体；步骤二：将上述混炼好的硅橡胶弹性体加有机溶剂和偶联剂搅拌均匀制成硅橡胶胶浆；步骤三：在厚度为0.9~1.2mm的石英坯布正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；步骤四：在厚度为0.9~1.5mm的高温陶瓷纤维布正反表面涂覆硅橡胶胶浆，制成位移补偿器成型材料；步骤五：成型；将除高温陶瓷纤维织物层外的其它层在成型模具上按顺序依次逐层贴合粘接成型；然后表面缠绕定型布绷紧定型连同模具一起进入硫化罐进行直接加压蒸汽硫化，硫化温度130~180°C之间，时间2.5~6小时，硫化罐压力0.4~0.8MPa；步骤六：按外形尺寸裁剪缝合高温陶瓷纤维织物层，对于大口径位移补偿器，须保留现场缝合面以及缝合位置；步骤七：安装连接机构；按外形尺寸及固定连接方式确定固定卡箍结构型式及尺寸并制作成型。
8.根据权利要求7所述的一种超大口径变径位移补偿器的制作方法，其特征在于：所述的橡胶弹性体的胶料配方组成如下：苯基硅橡胶生胶100~125重量份；补强填充剂：25~40重量份；软化增塑剂：1~3重量份；阻燃填充剂：15~65重量份；防护剂：0.5~5.0重量份；硫化剂：1.2~2.0重量份；促进剂：0.2~1.6重量份。
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