CN114743741A - 一种纵向焊缝钢铠电缆及其成形方法 - Google Patents
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Abstract
一种纵向焊缝钢铠电缆及其成形方法，其中方法包括以下步骤：首先将四氟膜层、玻璃丝布带层依序缠绕包覆在导电芯线的外表面形成电缆芯线；接着在电缆芯线被拉直延伸前进的同时，长条状第一带钢同步被纵向拉直延伸进入电缆芯线的下方，第一带钢在电缆芯线的下方从两侧被横向向上折弯成桶状，在折弯的同时将电缆芯线包裹在第一带钢内部，第一带钢形成包裹在电缆芯线外的钢铠护套，并在钢铠护套的顶部形成有纵向接缝；最后对纵向接缝进行焊接密封，并依序作打磨抛光、拉拔、探伤检测处理。不仅提高了生产效率和产品质量，而且降低了生产成本，同时，因自动化生产工艺所产生的烟尘较小，降低了对环境的污染，且可以无限长度的生产，有效提高使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢铠电缆及成形方法，具体地说，涉及一种纵向焊缝钢铠电缆及其成形方法。
背景技术
在石油开采中为了对油层进行加热，在石油输送过程中为了输送的顺畅而要确保一定的油温，都会采用一些加热技术，例：注入蒸汽、导热油等等，为此本申请的创作人在中国专利CN201420459481.8中公开的一种具集肤效应的伴热电缆，该伴热电缆在实际使用过程能对输送的石油进行加热，并确保油温，取得了一定的成效。但是该伴热电缆经过多年的实际使用，发现存在以下问题:
由于该伴热电缆的生产工艺是采用冷拔无缝钢管手工环焊接而成，在焊接之前需要将导电芯线经由绕包机缠绕包覆四氟膜层和玻璃丝布带层，形成电缆芯线，再将电缆芯线插入无缝钢管内，最后经手工环焊接而成。由于玻璃丝布带层采用的是无碱玻璃纤维带，在插入无缝钢管的过程中容易被磨损，从而损坏电缆芯线外层包覆的玻璃丝布带层，导致该伴热电缆在使用过程中容易因温度过高或电压过高而被击穿，存在生产效率不高，产品质量不稳定的问题。
并且现有的长距离伴热电缆是将多段无缝钢管焊接而成，工艺复杂，无法实现自动化生产。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种纵向焊缝钢铠电缆及其成形方法，利用本发明中的成形方法可以实现全部的自动化生产，可以无限长度的生产，并且玻璃丝布带层不会受到任何磨损，确保完好状态，从而具有降本增效，提高产品质量和产品核心竞争力的优势。
本发明中纵向焊缝钢铠电缆的成形方法，包括以下步骤：
1)利用绕包机将四氟膜层、玻璃丝布带层依序紧密地缠绕包覆在导电芯线的外表面，形成电缆芯线；
2)在所述电缆芯线被拉直延伸前进的同时，长条状第一带钢同步被纵向拉直延伸进入所述电缆芯线的下方，所述第一带钢在所述电缆芯线的下方从两侧被横向向上折弯成桶状，在折弯的同时将所述电缆芯线包裹在所述第一带钢内部，所述第一带钢形成包裹在所述电缆芯线外的钢铠护套，并在所述钢铠护套的顶部形成有纵向接缝；
3)对所述钢铠护套的纵向接缝进行焊接密封；
4)将焊接好的钢铠护套依序作打磨抛光、拉拔、探伤检测处理；
5)将做好的钢铠电缆缠绕在电缆盘子上，并依据钢铠电缆的长度进行切割。
优选地，在步骤2)中增加以下步骤:
2.1)在所述电缆芯线、所述第一带钢被拉直延伸前进的同时同步增加被拉直延伸前进的长条状第二带钢，拉直延伸前进的所述第二带钢位于所述电缆芯线的上方；
2.2)在所述第一带钢包裹所述电缆芯线之前，所述第二带钢被从两侧向下折弯，覆盖在所述电缆芯线的上半部分；
2.3)所述第一带钢在包裹所述电缆芯线的同时将所述第二带钢也包裹在内。
优选地，在步骤2)中增加在以下步骤：
所述第一带钢在被拉直延伸前进的过程中，对所述第一带钢的外面表进行折磨抛光。
优选地，步骤1)中增加在所述导电芯线的外表面，所述四氟膜层缠绕包覆之前先缠绕包覆一层云母层。
优选地，所述第二带钢、第一带钢、电缆芯线在拉直延伸前进进行包裹前，所述第二带钢、第一带钢的纵向中心线与所述电缆芯线的纵向轴线位于同一垂直平面内，使所述第二带钢、第一带钢、电缆芯线在包裹完成后所述第二带钢、第一带钢的纵向中心线与所述电缆芯线的纵向轴线重合。
本发明中的钢铠电缆包括有导电芯线，包覆在所述导电芯线外，且由内向外依序包覆、紧密贴合的四氟膜层、玻璃丝布带层和钢铠护套，在所述钢铠护套的表面形成有沿所述钢铠电缆作纵向延伸的焊缝。
优选地，所述钢铠护套在所述焊缝的内侧与所述玻璃丝布带层之间设有沿所述焊缝纵向延伸的第二带钢，所述焊缝位于所述第二带钢的中间部位。
优选地，所述第二带钢的厚度为0.2-0.4mm，所述第一带钢的厚度为1.5-3厘米，所述第一带钢的宽度为所述第二带钢宽度的2-6倍。
优选地，所述导电芯线的外表面、所述四氟膜层的内表面进一步缠绕包覆有一层云母层，所述云母层的厚度为0.3-2毫米。
优选地，所述云母层的材料为金云母纸。
本发明通过第一带钢包覆电缆芯线的工艺改进，可以采用PLC自动控制，全自动控制的焊接效率比传统手工焊接效率高，焊接质量好，可以减少材料的成本和人工费用的支出。
本发明通过第二带钢的设置，可以在焊接时有效避免焊接所产生的高温对矿物质填料层(玻璃丝布带层)产生损伤，同时可以防止焊液流入，损伤芯线。
由于玻璃丝布带层采用无碱玻璃纤维带，会有纤维毛刺，通过第二带钢的设置可以有效防止纤维毛刺进入焊液，影响焊接质量。
附图说明
图1是本发明中钢铠电缆实施例一的结构示意图。
图2是本发明中钢铠电缆实施例二的结构示意图。
图3是本发明实施例一中钢铠电缆的截面放大示意图。
图4是本发明中钢铠电缆加工过程的流程示意图。
图5是本发明中钢铠护套与电缆芯线包覆成形时的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1和图3所示，本实施例中的钢铠电缆包括有导电芯线1，由内至外依序、逐层包覆在芯线1外表面的四氟膜层3，玻璃丝布带层4和钢铠护套5。其中：芯线1、四氟膜层3、玻璃丝布带层4和钢铠护套5相邻之间紧密贴合，且在钢铠护套5的壁上有一条用于连接、固定钢铠护套5并沿钢铠电缆延伸的纵向焊缝7，且在纵向焊缝7的内侧、与玻璃丝布带层4之间有一条与纵向焊缝7平行延伸的第二带钢6，纵向焊缝7位于第二带钢6的中间部位，即第二带钢6从纵向焊缝7向两侧均等分布。
具体地的结构及成形工艺如下：
芯线1的材料为无氧铜线，可以是单股直线铜棒或多股铜丝线铰拧成股后呈螺旋状，为了方便四氟膜层3的包覆，本发明优选单股直线铜棒，单股直线铜棒的直径在0.5-1厘米之间。
四氟膜层3(也称绝缘层)的材料为聚四氟乙烯薄膜，利用绕包机将聚四氟乙烯薄膜在拉伸状态下高速均匀地缠绕在云母层2的外表面，使得聚四氟乙烯薄膜紧密地贴合在芯线1的外表面，四氟乙烯薄膜缠绕完成后四氟膜层3的厚度为0.2-0.6毫米，同时用于绝缘。
玻璃丝布带层4(也称矿物质填料层)的材料为增强型润剂前处理的无碱玻璃纤维带，利用绕包机将无碱玻璃纤维带在拉伸状态下高速均匀地缠绕在四氟膜层3的外表面，使得无碱玻璃纤维带紧密地贴合在四氟膜层3的外表面，缠绕完成后玻璃丝布带层4的厚度为0.8-1.5毫米，形成云母层2，四氟膜层3和玻璃丝布带层4逐层紧密包覆在芯线1外的电缆芯线8，并盘绕在电缆盘上备用。
钢铠护套5的材料是厚度为1.5-3厘米的长条状钢带，以下称为第一带钢9，第一带钢9通过连续折弯焊接的方式将电缆芯线8包覆在其内部，最后进行钢铠护套5的拉拔工艺，使钢铠护套5与电缆芯线8外层的玻璃丝布带层4紧密贴合，中间不留间隙。由于玻璃丝布带层4耐高温达1000℃，在芯线1和钢铠护套5连通并通电时能起到很好的绝缘和隔热作用，确保钢铠电缆的加热效果。
本实施例中第二带钢6选用厚度为0.2-0.4mm，宽度为12mm的带钢，其中第二带钢6的宽度可以根据第一钢带9的宽度决定，具体是第一带钢9的宽度为第二带钢6宽度的2-6倍为宜，可以在加工过程中对玻璃丝布带层4进行有效防护。
如图4和图5所示，第一带钢9、第二带钢6及电缆芯线8的成形过程的步骤具体如下：
1)第一电缆盘10上的缆芯线8被拉直延伸前进的同时，第二电缆盘11上的长条状第一带钢9同步被纵向拉直延伸进入电缆芯线8的下方。
在电缆芯线8、第一带钢9被拉直延伸前进的同时同步增加被拉直延伸前进的第二带钢6，第二带钢6缠绕在第三电缆盘12上，拉直延伸的第二带钢6位于电缆芯线8的上方。
首先，第二带钢6被两组或两组上平行设置的挤压滚轮从两侧向下折弯，覆盖在电缆芯线8的上半部分，其中每一组挤压滚轮包括有两个，且相对平行设置，分别位于第二带钢6的两侧，通过调整每一组中两个挤压滚轮之间的距离可以将第二带钢6连续向下折弯，并且在导向轮的作下覆盖在电缆芯线8的上表面。
接着，第一带钢9在电缆芯线8的下方被两组或两组上平行设置的挤压滚轮19从两侧被横向向上折弯成桶状，在折弯的同时将电缆芯线8、第二带钢6包裹在第一带钢9内部，第一带钢9形成包裹在电缆芯线8外的钢铠护套5，并在钢铠护套5的顶部形成有纵向接缝；每一组挤压滚轮包括有两个，且相对平行设置，分别位于第一带钢9的两侧，通过调整每一组中两个挤压滚轮之间的距离可以将第一带钢9连续的向上折弯成桶状。
优选地，在每组挤压滚轮19之间设置有一组或两组导向轮20，通过调整挤压滚轮19与导向轮20之间的间距，可以有效地使第一带钢9从两侧向上折弯后能整齐的对接在一起，降低焊接的要求。
也可以在第一带钢9的两侧边缘事先加工出45度斜切的坡口，方便对接与焊接。
优选地，在此步骤中，第二带钢6、第一带钢9、电缆芯线8在拉直延伸前进进行包裹前，第二带钢6、第一带钢9的纵向中心线与电缆芯线8的纵向轴线位于同一垂直平面内，使第二带钢6、第一带钢9、电缆芯线8在包裹完成后第二带钢6、第一带钢9的纵向中心线与电缆芯线8的纵向轴线重合。
优选地，在此步骤内，在第一带钢9、第二带钢6进行折弯之前最好增加首先经由表面打磨抛光段13进行带钢外表面及两侧打磨抛光，防止带钢表面生锈或有杂质从而影响焊接质量。
2)对折弯成桶状的第一带钢9顶部的纵向接缝由焊接设备14进行连续焊接、密封，第一带钢9形成包覆在电缆芯线外的钢铠护套5。
3)将钢铠护套5进入焊缝打磨抛光工位15对焊缝进行三级打磨抛光处理，清除产品焊缝残存焊药等杂物，再进入定径调直段16，在此阶段，钢铠护套将经过各方位轮式挤压进行应力消除，消除应力后的钢铠护套再通过拉拔口拉拔到设计要求的直径。
4)最后由探伤设备17对成品进行涡流探伤，以确保成品无质量问题。
成品检验无异常后，将进入自动切割台，自动切割台会按照设定参数对成品进行切割并传送到自动落料架。
实施例二
本实施例中的钢铠电缆与实施例一中基本相同，其不同之处在于，在芯线1的外表面首先缠绕一层云母层2，如图2所示，云母层2的材料为金云母纸，即利用绕包机将金云母纸在拉伸状态下高速均匀地缠绕在芯线1的外表面，使得金云母纸紧密地贴合在芯线1的外表面，金云母纸缠绕完成后云母层2的厚度为0.3-2毫米，金云母纸耐高温达600-850℃，耐高电压3000v，在高电压、高温的工作状态下不会被击穿，从而使得本实施例中的钢铠电缆可以用于更高温、更高电压的环境，在高温、高电压的环境下，位于云母层2和玻璃丝布带层4之间四氟膜层3处于熔融状态，具有更好的绝缘作用，在固体状态时可以更好的固定云母层2。
实施例三
本实施例中的钢铠电缆与实施例二中基本相同，其不同之处在于，在芯线1外表面缠绕云母层2、四氟膜层3后就形成电缆芯线8，第二带钢6和第一带钢9将电缆芯线8进行包裹的同时注入呈熔融状态的无碱玻璃纤维，待包裹完成后进行焊接。
本实施例中采用熔融状态的无碱玻璃纤维，也可以仅用第一带钢9进行包裹。
综上所述，本发明中钢铠电缆的生产工艺，不仅提高了生产效率和产品质量，而且降低了生产成本，同时，因自动化生产工艺所产生的烟尘较小，降低了对环境的污染，且可以无限长度的生产，有效提高使用范围。
Claims (10)
1.一种纵向焊缝钢铠电缆的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用绕包机将四氟膜层、玻璃丝布带层依序紧密地缠绕包覆在导电芯线的外表面，形成电缆芯线；
2)在所述电缆芯线被拉直延伸前进的同时，长条状第一带钢同步被纵向拉直延伸进入所述电缆芯线的下方，所述第一带钢在所述电缆芯线的下方从两侧被横向向上折弯成桶状，在折弯的同时将所述电缆芯线包裹在所述第一带钢内部，所述第一带钢形成包裹在所述电缆芯线外的钢铠护套，并在所述钢铠护套的顶部形成有纵向接缝；
3)对所述钢铠护套的纵向接缝进行焊接密封；
4)将焊接好的钢铠护套依序作打磨抛光、拉拔、探伤检测处理；
5)将做好的钢铠电缆缠绕在电缆盘子上，并依据钢铠电缆的长度进行切割。
2.根据权利要求1所述的纵向焊缝钢铠电缆的成形方法，其特征在于，在步骤2)中增加以下步骤:
2.1)在所述电缆芯线、所述第一带钢被拉直延伸前进的同时同步增加被拉直延伸前进的长条状第二带钢，拉直延伸前进的所述第二带钢位于所述电缆芯线的上方；
2.2)在所述第一带钢包裹所述电缆芯线之前，所述第二带钢被从两侧向下折弯，覆盖在所述电缆芯线的上半部分；
2.3)所述第一带钢在包裹所述电缆芯线的同时将所述第二带钢也包裹在内。
3.根据权利要求1或2中所述的纵向焊缝钢铠电缆的成形方法，其特征在于，在步骤2)中增加在以下步骤：
所述第一带钢在被拉直延伸前进的过程中，对所述第一带钢的外面表进行折磨抛光。
4.根据权利要求3所述的纵向焊缝钢铠电缆的成形方法，其特征在于，
步骤1)中增加在所述导电芯线的外表面，所述四氟膜层缠绕包覆之前先缠绕包覆一层云母层。
5.根据权利要求3所述的纵向焊缝钢铠电缆的成形方法，其特征在于，所述第二带钢、第一带钢、电缆芯线在拉直延伸前进进行包裹前，所述第二带钢、第一带钢的纵向中心线与所述电缆芯线的纵向轴线位于同一垂直平面内，使所述第二带钢、第一带钢、电缆芯线在包裹完成后所述第二带钢、第一带钢的纵向中心线与所述电缆芯线的纵向轴线重合。
6.一种由上述权利要求1-5中任意一项制成的钢铠电缆，其特征在于，包括有导电芯线，包覆在所述导电芯线外，且由内向外依序包覆、紧密贴合的四氟膜层、玻璃丝布带层和钢铠护套，在所述钢铠护套的表面形成有沿所述钢铠电缆作纵向延伸的焊缝。
7.根据权利要求6所述的钢铠电缆，其特征在于，所述钢铠护套在所述焊缝的内侧与所述玻璃丝布带层之间设有沿所述焊缝纵向延伸的第二带钢，所述焊缝位于所述第二带钢的中间部位。
8.根据权利要求6所述的钢铠电缆，其特征在于，所述第二带钢的厚度为0.2-0.4mm，所述第一带钢的厚度为1.5-3厘米，所述第一带钢的宽度为所述第二带钢宽度的2-6倍。
9.根据权利要求6所述的钢铠电缆，其特征在于，所述导电芯线的外表面、所述四氟膜层的内表面进一步缠绕包覆有一层云母层，所述云母层的厚度为0.3-2毫米。
10.根据权利要求9所述的钢铠电缆，其特征在于，所述云母层的材料为金云母纸。
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- 2022-05-20 CN CN202210558238.0A patent/CN114743741B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114743741B (zh) | 2024-01-16 |
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