一種應(yīng)用于海洋鉆井平臺消防系統(tǒng)以及平臺危險(xiǎn)區(qū)域的防火軟管總成及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠產(chǎn)品制備領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于海洋鉆井平臺消防系統(tǒng)以及 平臺危險(xiǎn)區(qū)域的防火軟管總成及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在以往的海洋鉆井平臺設(shè)計(jì)中，由于受到軟管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配方限制，預(yù)防鉆 井平臺以及其他工作場合發(fā)生火災(zāi)后，軟管遇火后可維持工作時(shí)間很短，操作人員搶救和 逃離沒有緩沖時(shí)間，因此發(fā)明設(shè)計(jì)一種能夠在800°C火焰中正常工作至少30分鐘的軟管， 為操作人員提供搶險(xiǎn)和逃離提供出寶貴時(shí)間的防火軟管成為研究的重要課題；但是如果只 在防火方面做到高成效，就會在軟管在海上或普通輸油的其它性能方面造成干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種不僅耐火性強(qiáng)，同時(shí)在管體重量、彎曲性能、承壓強(qiáng)度方 面也非常具有優(yōu)勢的軟管；同時(shí)提供了一種制作上述軟管的制作方法。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案：
[0005] 本發(fā)明的一種應(yīng)用于海洋鉆井平臺消防系統(tǒng)以及平臺危險(xiǎn)區(qū)域的防火軟管總成， 包括軟管和與軟管相連接的接頭，所述軟管從內(nèi)至外依次包括內(nèi)膠片層、第一層中膠層、第 一層鋼絲簾線、第二層中膠層、第二層鋼絲簾線、第三層中膠層、銅導(dǎo)線層、玻璃纖維膠布 層、外膠片層，所述接頭包括內(nèi)芯套和縮壓外套，所述軟管伸入至縮壓外套與內(nèi)芯之間的槽 道內(nèi)，通過外力擠壓縮壓外形成防拔脫密封結(jié)構(gòu)。
[0006] 進(jìn)一步地，對于軟管是6英寸以上的，軟管從內(nèi)至外依次包括內(nèi)膠片層、第一層中 膠層、第一層鋼絲簾線、第二層中膠層、第二層鋼絲簾線、第三層中膠層、第三層鋼絲簾線、 第四層中膠層、第四層鋼絲簾線、第五層中膠層、銅導(dǎo)線層、彈簧鋼絲層、玻璃纖維膠布層、 外膠片層。
[0007] 其中，第一層鋼絲簾線，纏繞方向左旋，采用40% -70%纏繞密度；第二層鋼絲 簾線，纏繞方向右旋，采用40% -70 %纏繞密度；第三層鋼絲簾線，纏繞方向左旋，采用 40% -70%纏繞密度；第四層絲簾線，纏繞方向右旋，采用40% -70%纏繞密度，鋼絲簾線的 纏繞角度一般為54° 44'，或大變角搭配的平衡角度。
[0008] 其中，銅導(dǎo)線層按第四鋼絲簾線的纏繞螺距，銅導(dǎo)線層通體由2道銅線交叉纏繞， 在距兩端端部切割面60mm處外露銅導(dǎo)線線頭至外膠片層外部，外露長度為300mm，預(yù)留的 銅導(dǎo)線線頭在扣壓接頭時(shí)與接頭扣壓連接，使兩端接頭導(dǎo)通。
[0009] 其中，玻璃纖維膠布層45°斜裁布，將布層分層直包在管體上。
[0010] 以下軟管總成的制備方法，主要為6英寸的軟管，包括6英寸以上的軟管：
[0011] 1)調(diào)制脫模劑，將脫模劑攪拌均勻至呈乳白色液體；2)擦拭用于纏繞沖粧軟管的 芯棒表面，在芯棒上涂一層調(diào)制完成的脫模劑；3)在芯棒的外表面上纏繞內(nèi)層膠片，纏繞 應(yīng)平整無皺褶，纏繞無縫隙；4)在內(nèi)層膠片外纏繞第一層中膠層，纏繞平整無皺褶，纏繞無 縫隙；5)在第一層中膠層外纏繞第一層鋼絲簾線，纏繞方向左旋，采用40% -70%纏繞密 度，鋼絲簾線的纏繞角度一般為54° 44'，鋼絲簾線纏繞應(yīng)間隙均勻，緊密平整；6)在第一 層鋼絲簾線外纏繞第二層中膠層，纏繞平整無皺褶，纏繞無縫隙；7)在第二層中膠層外纏 繞第二層鋼絲簾線，纏繞方向右旋，采用40% -70%纏繞密度，鋼絲簾線的纏繞角度一般為 54° 44'，鋼絲簾線纏繞應(yīng)間隙均勻，緊密平整；8)在第三層鋼絲簾線外纏繞第三層中膠 層，纏繞平整無皺褶，纏繞無縫隙；9)在第三層中膠層外纏繞第三層鋼絲簾線，纏繞方向左 旋，采用40%-70%纏繞密度，鋼絲簾線的纏繞角度一般為54° 44'，鋼絲簾線纏繞應(yīng)間隙 均勻，緊密平整；10)在第三層鋼絲簾線外纏繞第四層中膠層，纏繞平整無皺褶，纏繞無縫 隙；11)在第四層中膠層外纏繞第四層鋼絲簾線，纏繞方向右旋，采用40% -70%纏繞密度， 鋼絲簾線纏繞應(yīng)間隙均勻，緊密平整；12)在第四層鋼絲簾線外纏繞第五層中膠層，纏繞平 整無皺褶，纏繞無縫隙；13)在第五層中膠層外部螺旋纏繞銅導(dǎo)線層，按第四層鋼絲簾線的 纏繞螺距通體交叉纏繞2道，在距兩端端部切割面60mm處外露至外膠外部，外露長度為 300mm，預(yù)留的銅導(dǎo)線線頭在扣壓接頭時(shí)與接頭扣壓連接，使兩端接頭導(dǎo)通；14)在銅導(dǎo)線 層外部螺旋纏繞彈簧鋼絲層，彈簧鋼絲纏繞到兩端端頭，鋼絲間隙無需添膠；15)在彈簧鋼 絲層外部纏繞防火阻燃玻璃纖維膠布層，玻璃纖維膠布層45°斜裁布，將布層分層直包在 管體上；16)在玻璃纖維膠布層外纏繞紅色外層膠片，纏繞平整無皺褶，纏繞無縫隙；17)使 用尼龍水布纏繞在外層膠片外側(cè)，纏繞3層，水布接頭間距應(yīng)不小于lm ;18)沿螺旋纏繞的 彈簧鋼絲層間隙，依照相同的纏繞螺距，沿螺旋鋼絲層的溝槽使用尼龍繩子纏繞在水布外 側(cè)給軟管加壓，軟管硫化后軟管表面是波紋形狀的，起到了減小軟管彎曲半徑的效果；19) 在硫化罐中放入硫化臺車，關(guān)閉硫化罐的排汽閥，打開硫化罐的進(jìn)汽閥進(jìn)行溫罐，溫罐條件 為0. 16MPaX10~20min ;20)溫罐結(jié)束后，開啟硫化罐的排氣閥排出蒸汽，罐內(nèi)無激汽流 時(shí)，打開罐蓋拉出硫化車；21)將硫化臺車軟墊整理好，把纏好水布的軟管排列在硫化車上 捆牢，將硫化臺車送入硫化罐，并關(guān)好罐蓋；22)打開進(jìn)汽閥，向罐內(nèi)送入蒸汽，當(dāng)溫度達(dá)到 150°C時(shí)，開始計(jì)算正硫化時(shí)間，不同內(nèi)徑規(guī)格的軟管硫化時(shí)間相應(yīng)調(diào)整；23)硫化結(jié)束后， 開啟排氣閥排出蒸汽，罐內(nèi)無激汽流時(shí)，打開罐蓋，拉出硫化車并用冷水冷卻纏有尼龍水布 的膠管；24)將硫化后的軟管固定在成型機(jī)上，將尼龍繩和尼龍水布導(dǎo)開，將軟管連同芯棒 存放在通風(fēng)處；25)將芯棒從軟管中取出；26)將處理好的軟管擺平直線放置，對軟管進(jìn)行 長度切割；27)軟管使用扣壓式接頭，將軟管端部切割整齊后，裝配接頭的內(nèi)芯套和縮壓外 套，通過扣壓設(shè)備對外部的縮壓外套的擠壓，對軟管形成擠壓壓縮，起到接頭防拔脫的作用 和對內(nèi)膠形成密封作用。
[0012] 進(jìn)一步地，內(nèi)膠片層為丙烯腈含量達(dá)40%的丁腈橡膠，配合耐油耐天候老化和耐 臭氧性能好的添加氯丁膠，和提高丁腈膠的物理機(jī)械性能炭黑和石油樹脂組成的彈性體； 以噻唑類促進(jìn)劑和秋蘭姆類促進(jìn)劑為硫化促進(jìn)劑體系，以防老劑6PHX防老劑RD和龜裂防 止劑為防老化體系，以二辛脂為軟化增塑體系。
[0013] 中膠層均以煙片膠、丁苯膠為彈性材料，加以間甲白體系（間甲白為間苯二酚、甲 醛供體和及白炭黑）、新型樹脂和少量鈷鹽成為的粘合體系，再以高耐磨炭黑為補(bǔ)強(qiáng)體系， 使之粘合并充分填滿骨架層之間的空隙內(nèi)，形成了與鋼絲簾線有良好粘合性的增進(jìn)粘合劑 和在動態(tài)作用下產(chǎn)熱小的補(bǔ)強(qiáng)劑。
[0014] 外膠層選用了耐臭氧、耐天候老化及難燃性能好的氯丁膠作為主體膠種，硫化體 系采用金屬氧化物和硫磺作為硫化體系，以次磺酰胺類促進(jìn)劑為促進(jìn)體系；在氯丁膠中使 用氯化石蠟與三氧化二銻兩種阻燃劑，兩者具有較好的協(xié)同阻燃效果。氯化氫氣體與三氧 化二銻反映生成的初級反應(yīng)物氯氧化銻在高溫下將發(fā)生熱解反應(yīng)，隨著分解溫度的上升而 分階段在245 - 565°C范圍內(nèi)連續(xù)多次生成三氯化銻。三氯化銻能減慢氯化氫離開燃燒區(qū) 域的速度，并且三氯化銻會在橡膠的表面形成覆蓋層而隔氧，因此有效地阻止了燃燒；為了 更進(jìn)一步提高橡膠的難燃性能，同時(shí)添加了硼酸鋅等多種阻燃劑作為輔助材料；白炭黑和 生熱低的半補(bǔ)強(qiáng)材料，賦予了膠料良好的拉伸強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度和伸長率。膠管外層膠片顏 色紅色醒目。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的軟管滿足美國船級社ABS規(guī)范防火要求和 I SO 15540、I SO 15541標(biāo)準(zhǔn)的防火要求，滿足800 °C X 30分鐘的防火標(biāo)準(zhǔn)；預(yù)防鉆井平臺以及 其他工作場合發(fā)生火災(zāi)后，軟管在火焰中正常工作30分鐘以上，給操作人員提供了相對充 足的搶險(xiǎn)和緩沖時(shí)間；本發(fā)明的產(chǎn)品除了在耐火性強(qiáng)，在軟管整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也做了大量 的研究工作，針對于軟管各層具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各層選用的材料，即從力學(xué)角度和膠體的 化學(xué)性能方面做了充分結(jié)合，生產(chǎn)出的管體輕便、彎曲