一种应用于海洋钻井平台消防系统以及平台危险区域的防火软管总成的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及橡胶产品制备领域，具体涉及一种应用于海洋钻井平台消防系统 以及平台危险区域的防火软管总成。
【背景技术】
[0002] 在以往的海洋钻井平台设计中，由于受到软管产品结构设计和配方限制，预防钻 井平台以及其他工作场合发生火灾后，软管遇火后可维持工作时间很短，操作人员抢救和 逃离没有缓冲时间，因此实用新型设计一种能够在800°C火焰中正常工作至少30分钟的软 管，为操作人员提供抢险和逃离提供出宝贵时间的防火软管成为研究的重要课题；但是如 果只在防火方面做到高成效，就会在软管在海上或普通输油的其它性能方面造成干扰。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种不仅耐火性强，同时在管体重量、弯曲性能、承压强 度方面也非常具有优势的软管；同时提供了一种制作上述软管的制作方法。
[0004] 为了达到上述目的，本实用新型有如下技术方案：
[0005] 本实用新型的一种应用于海洋钻井平台消防系统以及平台危险区域的防火软管 总成，包括软管和与软管相连接的接头，所述软管从内至外依次包括内胶片层、第一层中胶 层、第一层钢丝帘线、第二层中胶层、第二层钢丝帘线、第三层中胶层、铜导线层、玻璃纤维 胶布层、外胶片层，所述接头包括内芯套和缩压外套，所述软管伸入至缩压外套与内芯之间 的槽道内，通过外力挤压缩压外形成防拔脱密封结构。
[0006] 进一步地，对于软管是6英寸以上的，软管从内至外依次包括内胶片层、第一层中 胶层、第一层钢丝帘线、第二层中胶层、第二层钢丝帘线、第三层中胶层、第三层钢丝帘线、 第四层中胶层、第四层钢丝帘线、第五层中胶层、铜导线层、弹簧钢丝层、玻璃纤维胶布层、 外胶片层。
[0007] 其中，第一层钢丝帘线，缠绕方向左旋，采用40% -70%缠绕密度；第二层钢丝 帘线，缠绕方向右旋，采用40% -70 %缠绕密度；第三层钢丝帘线，缠绕方向左旋，采用 40% -70%缠绕密度；第四层丝帘线，缠绕方向右旋，采用40% -70%缠绕密度，钢丝帘线的 缠绕角度一般为54° 44'，或大变角搭配的平衡角度。
[0008] 其中，铜导线层按第四钢丝帘线的缠绕螺距，铜导线层通体由2道铜线交叉缠绕， 在距两端端部切割面60mm处外露铜导线线头至外胶片层外部，外露长度为300mm，预留的 铜导线线头在扣压接头时与接头扣压连接，使两端接头导通。
[0009] 其中，玻璃纤维胶布层45°斜裁布，将布层分层直包在管体上。
[0010] 以下软管总成的制备方法，主要为6英寸的软管，包括6英寸以上的软管：
[0011] 1)调制脱模剂，将脱模剂搅拌均匀至呈乳白色液体；2)擦拭用于缠绕冲粧软管的 芯棒表面，在芯棒上涂一层调制完成的脱模剂；3)在芯棒的外表面上缠绕内层胶片，缠绕 应平整无皱褶，缠绕无缝隙；4)在内层胶片外缠绕第一层中胶层，缠绕平整无皱褶，缠绕无 缝隙；5)在第一层中胶层外缠绕第一层钢丝帘线，缠绕方向左旋，采用40% -70%缠绕密 度，钢丝帘线的缠绕角度一般为54° 4V，钢丝帘线缠绕应间隙均匀，紧密平整；6)在第一 层钢丝帘线外缠绕第二层中胶层，缠绕平整无皱褶，缠绕无缝隙；7)在第二层中胶层外缠 绕第二层钢丝帘线，缠绕方向右旋，采用40% -70%缠绕密度，钢丝帘线的缠绕角度一般为 54° 44'，钢丝帘线缠绕应间隙均匀，紧密平整；8)在第三层钢丝帘线外缠绕第三层中胶 层，缠绕平整无皱褶，缠绕无缝隙；9)在第三层中胶层外缠绕第三层钢丝帘线，缠绕方向左 旋，采用40%-70%缠绕密度，钢丝帘线的缠绕角度一般为54° 4V，钢丝帘线缠绕应间隙 均匀，紧密平整；10)在第三层钢丝帘线外缠绕第四层中胶层，缠绕平整无皱褶，缠绕无缝 隙；11)在第四层中胶层外缠绕第四层钢丝帘线，缠绕方向右旋，采用40% -70%缠绕密度， 钢丝帘线缠绕应间隙均匀，紧密平整；12)在第四层钢丝帘线外缠绕第五层中胶层，缠绕平 整无皱褶，缠绕无缝隙；13)在第五层中胶层外部螺旋缠绕铜导线层，按第四层钢丝帘线的 缠绕螺距通体交叉缠绕2道，在距两端端部切割面60mm处外露至外胶外部，外露长度为 300mm，预留的铜导线线头在扣压接头时与接头扣压连接，使两端接头导通；14)在铜导线 层外部螺旋缠绕弹簧钢丝层，弹簧钢丝缠绕到两端端头，钢丝间隙无需添胶；15)在弹簧钢 丝层外部缠绕防火阻燃玻璃纤维胶布层，玻璃纤维胶布层45°斜裁布，将布层分层直包在 管体上；16)在玻璃纤维胶布层外缠绕红色外层胶片，缠绕平整无皱褶，缠绕无缝隙；17)使 用尼龙水布缠绕在外层胶片外侧，缠绕3层，水布接头间距应不小于lm ;18)沿螺旋缠绕的 弹簧钢丝层间隙，依照相同的缠绕螺距，沿螺旋钢丝层的沟槽使用尼龙绳子缠绕在水布外 侧给软管加压，软管硫化后软管表面是波纹形状的，起到了减小软管弯曲半径的效果；19) 在硫化罐中放入硫化台车，关闭硫化罐的排汽阀，打开硫化罐的进汽阀进行温罐，温罐条件 为0. 16MPaX10~20min ;20)温罐结束后，开启硫化罐的排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流 时，打开罐盖拉出硫化车；21)将硫化台车软垫整理好，把缠好水布的软管排列在硫化车上 捆牢，将硫化台车送入硫化罐，并关好罐盖；22)打开进汽阀，向罐内送入蒸汽，当温度达到 150°C时，开始计算正硫化时间，不同内径规格的软管硫化时间相应调整；23)硫化结束后， 开启排气阀排出蒸汽，罐内无激汽流时，打开罐盖，拉出硫化车并用冷水冷却缠有尼龙水 布的胶管；24)将硫化后的软管固定在成型机上，将尼龙绳和尼龙水布导开，将软管连同芯 棒存放在通风处；25)将芯棒从软管中取出；26)将处理好的软管摆平直线放置，对软管进 行长度切割；27)软管使用扣压式接头，将软管端部切割整齐后，装配接头的内芯套和缩压 外套，通过扣压设备对外部的缩压外套的挤压，对软管形成挤压压缩，起到接头防拔脱的作 用和对内胶形成密封作用。
[0012] 进一步地，内胶片层为丙烯腈含量达40%的丁腈橡胶，配合耐油耐天候老化和耐 臭氧性能好的添加氯丁胶，和提高丁腈胶的物理机械性能炭黑和石油树脂组成的弹性体； 以噻唑类促进剂和秋兰姆类促进剂为硫化促进剂体系，以防老剂6PHX防老剂RD和龟裂防 止剂为防老化体系，以二辛脂为软化增塑体系。
[0013] 中胶层均以烟片胶、丁苯胶为弹性材料，加以间甲白体系（间甲白为间苯二酚、甲 醛供体和及白炭黑）、新型树脂和少量钴盐成为的粘合体系，再以高耐磨炭黑为补强体系， 使之粘合并充分填满骨架层之间的空隙内，形成了与钢丝帘线有良好粘合性的增进粘合剂 和在动态作用下产热小的补强剂。
[0014] 外胶层选用了耐臭氧、耐天候老化及难燃性能好的氯丁胶作为主体胶种，硫化体 系采用金属氧化物和硫磺作为硫化体系，以次磺酰胺类促进剂为促进体系；在氯丁胶中使 用氯化石蜡与三氧化二锑两种阻燃剂，两者具有较好的协同阻燃效果。氯化氢气体与三氧 化二锑反映生成的初级反应物氯氧化锑在高温下将发生热解反应，随着分解温度的上升而 分阶段在245 - 565°C范围内连续多次生成三氯化锑。三氯化锑能减慢氯化氢离开燃烧区 域的速度，并且三氯化锑会在橡胶的表面形成覆盖层而隔氧，因此有效地阻止了燃烧；为了 更进一步提高橡胶的难燃性能，同时添加了硼酸锌等多种阻燃剂作为辅助材料；白炭黑和 生热低的半补强材料，赋予了胶料良好的拉伸强度、抗撕裂强度和伸长率。胶管外层胶片颜 色红色醒目。
[0015] 本实用新型的优点在于：本实用新型的软管满足美国船级社ABS规范防火要求和 I SO 15540、I SO 15541标准的防火要求，满足800 °C X 30分钟的防火标准；预防钻井平台以及 其他工作场合发生火灾后，软管在火焰中正常工作30分钟以上，给操作人员提供了相对充 足的抢险和缓冲时间；本实用新型的产品除了在耐火性强，在软管整体结构设计上也做了 大量的研究工作，针对于软管各层具体的结构设计和各层选用的材料，即从力学角度和胶 体的化学性能方面做了充分结合，生产出的管体轻便、弯曲性能好、承压强度高、变形小、抗 拉强度高、操作简单、使用方便、性能稳定。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型管体内径彡6英寸的结构层示意图；
[0017] 图2为本实用新型管体内径4至6英寸的结构层示意图；
[0018] 图3为本实用新型管体内径〈4英寸的结构层示意图；
[0019] 图4为接头结构示意图；
[0020] 图5为软管端部切割处理后的结构示意图；
[0021] 图6为扣压前接头与软管组装示意图；
[0022] 图7为扣压后的接头与软管组装示意图；
[0023] 图8为本实用新型的方法的流程示意图。
[0024] 图中：1 一内层胶片2 -第一层中胶层3-第一层钢丝帘线4 一第二层中胶层 5 -第二层钢丝帘线6 -第三层中胶层7 -第三层钢丝帘线8 -第四层中胶层9 一第四 层钢丝帘线10-第五层中胶层和铜导线层11 一玻璃纤维胶布层12-外胶片层13-弹 簧钢丝层14 一内芯套15-缩压外套16-软管
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图通过具体实施例详细描述本实用新型：
[0026] 实施例1
[0027] 本实施例是针对于管体内径多6英寸的软管结构。
[0028] 如图1和图4所示，软管从内至外依次包括内胶片层、第一层中胶层、第一层钢丝 帘线、第二层中胶层、第二层钢丝帘线、第三层中胶层、第三层钢丝帘线、第四层中胶层、第 四层钢丝帘线、第五层中胶层、铜导线层、弹簧钢丝层、玻璃纤维胶布层、外胶片层。接头包 括内芯套和缩压外套，软管伸入至缩压外套与内芯之间的槽道内，通过外力挤压缩压外形 成防拔脱密封结构。
[0029] 如图8所示，制作以上产品的步骤如下：首先调制脱模剂，将脱模剂搅拌均匀至呈 乳白色液体；擦拭用于缠绕冲粧软管的芯棒表面，在芯棒上涂一层调制完成的脱模剂；在 芯棒的外表面上缠绕内层胶片，缠绕应平整无皱褶，缠绕无缝隙；在内层胶片外缠绕第一层 中胶层，缠绕平整无皱褶，缠绕无缝隙；5)在第一层中胶层外缠绕第一层钢丝帘线，缠绕方 向左旋，采用40%-70%缠绕密度，钢丝帘线的缠绕角度为54° 4V，钢丝帘线缠绕应间 隙均匀，紧密平整；在第一层钢丝帘线外缠绕第二层中