专利名称：海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仪表电缆，特别涉及一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆。
背景技术：
随着海上油气能源的开采，油气工程用电缆越来越多，性能要求越来越高，尤其是作为电缆重量主要构成部分的绝缘和金属铠装需要最大限度的得到降低，同时需要满足对电缆的机械保护、电缆具备适应油气工程环境多潮气侵蚀渗透以及电缆能够安全运行25年左右的使用寿命要求。现有技术中为了减轻电缆重量几乎全部采用无内套电缆或采用镀锌钢丝编织作为铠装、辐照交联聚烯烃为绝缘和护套，但即便如此就整体工程配套角度而言，电缆减轻的重量也不超过10%。现有技术采用辐照交联聚烯烃作为绝缘，其耐热等级最高为150°C，远不能满足护套交联的需求，而且辐照交联聚烯烃绝缘和护套的防水渗透性能很差，无法满足与潮气的长期接触。公开号为CN 201758046 U的中国专利公开了一种交联控制电缆，其采用交联聚乙烯绝缘，导体外依次设置内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层，在三相绝缘线芯外在依次设置绕包层和外护套，三相绝缘线芯与绕包层之间的空隙设有填充物，在绝缘线芯上还设有铜带屏蔽层，该铜带屏蔽层绕包在外屏蔽层表面。该专利采用了交联聚乙烯绝缘，虽然结构简单，成本低廉，但其并不能满足海上油气工程电缆耐高温、大载流量、多潮气侵蚀的要求。公开号为CN101565527A的中国实 用新型专利公开了一种石油平台用125°C辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其虽然满足了 125°C的耐高温热老化性能要求，但其仅能用于电缆护套，绝缘性能较差，不适于作为绝缘材料。公开号为CN102617923A的中国实用新型专利公开了一种辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃绝缘料，其耐热老化仅为135°C，根据相关标准规定，此材料仅能承受长期最高工作温度90°C，无法满足海上油气工程电缆高温作业环境要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，其绝缘层耐高温、耐老化性能优异，使用寿命长。为实现以上目的，本实用新型所提供的一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，0.35^2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体外周挤包有化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯，绝缘线芯两两绞合形成对绞线对，各所述对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距；所有对绞线对以16 24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯，所述缆芯的外周绕包有铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内，所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线，所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起；所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包有聚酯带，所述聚酯带的外周挤包有内护套，所述内护套的外周包覆有铜合金丝编织铠装层，所述铜合金丝编织铠装层的外周绕包有防水包带，所述防水包带的外周挤包有外护套。相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果:该电缆在镀锡退火绞合铜导体外挤包有化学交联聚烯烃绝缘层，耐高温、耐老化性能优异，使用寿命长；铜合金丝编织铠装层既可以隔磁，避免涡流磁滞造成的损耗，增大载流量，机械强度又比铜更大，而成本则比铜低廉，并且具有优异的防海水腐蚀性能，对于电缆的长久安全运行大有益处。作为本实用新型的优选方案，所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为
0.018 0.025mm，所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.023 0.030mm，且总厚度不大于0.05mm，绕包搭盖率为30 40%。作为本实用新型的优选方案，所述镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。作为本实用新型的优选方案，所述聚酯带的厚度为0.05、.07mm，绕包搭盖率为20 25%。
图1为本实用新型海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的结构示意图。图中:1.镀锡退火绞合铜导体；2.化学交联聚烯烃绝缘层；3.铜箔聚酯复合带屏蔽层；3a.镀锡绞合铜丝引流线；4.聚酯带；5.内护套；6.铜合金丝编织铠装层；7.防水包带;8.外护套。
具体实施方式
实施例一如图1所示，本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，按以下步骤制造:在0.35mm2的镀锡退火绞合铜导体I外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层2构成绝缘线芯，绝缘线芯两两绞合形成对绞线对，各对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距；所有对绞线对以16倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯，在缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层3且铜箔面向内，铜箔聚酯复合带屏蔽层3的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线3a，镀锡绞合铜丝引流线3a贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起；在铜箔聚酯复合带屏蔽层3外周绕包聚酯带4，在聚酯带4的外周挤包内护套，接着在内护套5的外周包覆铜合金丝编织铠装层6，在铜合金丝编织铠装层6的外周绕包防水包带7，最后在防水包带7的外周挤包外护套8。其中，铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为0.018mm，铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.023mm，绕包搭盖率为30%。镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。聚酯带的厚度为0.05mm，绕包搭盖率为20%。其中，化学交联聚烯烃绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%，最大厚度不大于标称值的110%，且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。化学交联聚烯烃绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(I)按以下组分及重量含量准备原料，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份；高密度聚乙烯:6份；乙烯-甲基丙烯酸共聚物:2份；交联剂过氧化二异丙苯:0.5份；抗氧剂β -(3, 5- 二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸十八酯:0.4份；抗氧剂N，N’ - 二 - β -萘基对苯二胺:0.2份；润滑剂硬脂酸:0.2份；阻燃剂氢氧化铝:25份；阻燃剂赤磷:0.6份；紫外线吸收剂2-(2’_羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.05份；(2)先将密炼机温度升至130°C，依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯-甲基丙烯酸共聚物，并塑化混炼均匀，然后加入抗氧剂β_(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N, N’ -二 -β -萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2-(2’ -羟基-3’ -叔丁基-5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷，并混炼均匀后下料；将混炼机温度升至60°C，将上述混合料投入该混炼机中，加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀，然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通4次，辊温控制在55°C，前辊温度比后辊温度高3°C，薄通完成后切割、冷却备用；化学交联聚烯烃绝缘层2采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出，螺杆的长径比为15:1，双螺杆挤橡机的机身一区温度为105°C，机身二区温度为115°C，机头温度为125°C，模具温度为135°C，挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。化学交联聚烯烃绝缘层2挤出时，模芯的承线长度与挤出的外径比为1:1，模芯与模套之间的间隙为Imm;绝缘橡胶从双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道，交联管道的温度为160°C。镀锡退火绞合铜导体I采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝，镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式，避免了导体镀锡不均匀以及锡层厚度不均匀；容易出现锡瘤附着导体表面的弊端，避免导体氧化现象发生后；铜与绝缘发生化学反应，降低绝缘层电气性能和物理机械性能的风险。铜合金丝编织铠装层6的原料组分及重量含量如下，铜:铁:铅:锌=89.0:0.03:
0.01 =IO0铠装编织丝的直径为0.31 mm，抗拉强度为260MPa，断裂伸长率不小于25%。实施例二本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，按以下步骤制造:在
1.25mm2的镀锡退火绞合铜导体I外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层2构成绝缘线芯，绝缘线芯两两绞合形成对绞线对，各对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距；所有对绞线对以20倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯，在缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层3且铜箔面向内，铜箔聚酯复合带屏蔽层3的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线3a，镀锡绞合铜丝引流线3a贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起；在铜箔聚酯复合带屏蔽层3外周绕包聚酯带4，在聚酯带4的外周挤包内护套，接着在内护套5的外周包覆铜合金丝编织铠装层6，在铜合金丝编织铠装层6的外周绕包防水包带7，最后在防水包带7的外周挤包外护套8。其中，铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为0.020mm，铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.030mm，绕包搭盖率为35%。镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。聚酯带的厚度为0.06mm，绕包搭盖率为22%。其中，化学交联聚烯烃绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%，最大厚度不大于标称值的110%，且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。化学交联聚烯烃绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(I)按以下组分及重量含量准备原料，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份；高密度聚乙烯:6份；乙烯-甲基丙烯酸共聚物:2份；交联剂过氧化二异丙苯:0.8份；抗氧剂β -(3, 5- 二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸十八酯:0.7份；抗氧剂N，N’ - 二 - β -萘基对苯二胺:0.3份；润滑剂硬脂酸:0.6份；阻燃剂氢氧化铝:28份；阻燃剂赤磷:0.8份；紫外线吸收剂2-(2’_羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.08份；(2)先将密炼机温度升至140°C，依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯-甲基丙烯酸共聚物，并塑化混炼均匀，然后加入抗氧剂β_(3，5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N, N’ -二 -β -萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2-(2’ -羟基-3’ -叔丁基-5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷，并混炼均匀后下料；将混炼机温度升至65°C，将上述混合料投入该混炼机中，加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀，然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通5次，辊温控制在60°C，前辊温度比后辊温度高4°C，薄通完成后切割、冷却备用；化学交联聚烯烃绝缘层2采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出，螺杆的长径比为20:1，双螺杆挤橡机的机身一区温度为110°C，机身二区温度为120°C，机头温度为130°C，模具温度为140°C，挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。化学交联聚烯烃绝缘层2挤出时，模芯的承线长度与挤出的外径比为1:1.1，模芯与模套之间的间隙为1.2mm ;绝缘橡胶从双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道，交联管道的温度为170°C。镀锡退火绞合铜导体I采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝，镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式。铜合金丝编织铠装层6的原料组分及重量含量如下，铜:铁:铅:锌=90:0.04:
0.03:10o铠装编织丝的直径为0.32mm，抗拉强度为300MPa，断裂伸长率不小于25%。实施例三本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，按以下步骤制造:在
2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体I外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层2构成绝缘线芯，绝缘线芯两两绞合形成对绞线对，各对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距；所有对绞线对以24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯，在缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层3且铜箔面向内，铜箔聚酯复合带屏蔽层3的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线3a，镀锡绞合铜丝引流线3a贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起；在铜箔聚酯复合带屏蔽层3外周绕包聚酯带4，在聚酯带4的外周挤包内护套，接着在内护套5的外周包覆铜合金丝编织铠装层6，在铜合金丝编织铠装层6的外周绕包防水包带7，最后在防水包带7的外周挤包外护套8。其中，铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为0.025mm，铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.023mm，绕包搭盖率为40%。镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。聚酯带的厚度为0.07mm，绕包搭盖率为25%。其中，化学交联聚烯烃绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%，最大厚度不大于标称值的110%，且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。化学交联聚烯烃绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(I)按以下组分及重量含量准备原料，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份；高密度聚乙烯:6份；乙烯-甲基丙烯酸共聚物:2份；交联剂过氧化二异丙苯:1份；抗氧剂β -(3, 5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸十八酯:0.9份；抗氧剂N, N’-二 -β -萘基对苯二胺:0.4份；润滑剂硬脂酸:1份；阻燃剂氢氧化铝:30份；阻燃剂赤磷:1份；紫外线吸收剂2-(2’_羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.1份；(2)先将密炼机温度升至150°C，依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯-甲基丙烯酸共聚物，并塑化混炼均匀，然后加入抗氧剂β _(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N，N’ - 二 - β -萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2-(2’ -羟基-3’ -叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷，并混炼均匀后下料；将混炼机温度升至70°C，将上述混合料投入该混炼机中，加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀，然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通6次，辊温控制在65°C，前辊温度比后辊温度高5°C，薄通完成后切割、冷却备用；化学交联聚烯烃绝缘层2采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出，螺杆的长径比为25:1，双螺杆挤橡机的机身一区温度为115°C，机身二区温度为125°C，机头温度为135°C，模具温度为145°C，挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。化学交联聚烯烃绝缘层2挤出时，模芯的承线长度与挤出的外径比为1:1.2，模芯与模套之间的间隙为1.5mm ;绝缘橡胶从双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道，交联管道的温度为180°C。镀锡退火绞合铜导体I采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝，镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式。铜合金丝编织铠装层6的原料组分及重量含量如下，铜:铁:铅:锌=91.0: 0.05:
0.05 =IO0铠装编织丝的直径为0.33 mm，抗拉强度为345MPa，断裂伸长率不小于25%。实施例一至实施例三中，铠装编织丝的物理机械性能如下:1)韧度:将长度为5(T70mm的试样的一端夹牢在虎台钳的水平而平行的磨圆对边之间，垂直伸于虎台钳上。将弹簧秤连接到试样的另一自由端上，用手握住弹簧秤使施加于试样的张力为1.0±0.1牛。在保持此张力的条件下使试样交替向两个方向垂直于磨圆的虎台钳边弯曲90°，弯曲速率为45 50次/分钟，试样进行90°弯曲而不折断的次数不小于10次。2)弹性:在直径为6.4mm的钢质圆柱试棒上,将长度为254mm的编织丝试样的一端固定于试棒上,使其与试棒的曲面相接触且与试棒轴线成垂直状态，将试样的另一端挂置在弹簧秤上，用手拉弹簧秤使试样在试棒上绕4圈，保持试样张力为1.1±0.1牛。最后将试样从弹簧秤上松下来，并让其处于圈绕状态，试棒上形成的线圈外径在中部测量不大于9.5_。对实施例一至实施例三的绝缘层进行绝缘电阻(15.6°C时)测试结果如表I所示。
表I
权利要求1.一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，其特征在于:0.35 2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体外周挤包有化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯，绝缘线芯两两绞合形成对绞线对，各所述对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距；所有对绞线对以16 24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯，所述缆芯的外周绕包有铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内，所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线，所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起；所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包有聚酯带，所述聚酯带的外周挤包有内护套，所述内护套的外周包覆有铜合金丝编织铠装层，所述铜合金丝编织铠装层的外周绕包有防水包带，所述防水包带的外周挤包有外护套。
2.根据权利要求1所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，其特征在于，所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为0.0lf0.025mm，所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.023 0.030mm，且总厚度不大于0.05mm，绕包搭盖率为30 40%。
3.根据权利要求2所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，其特征在于，所述镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。
4.根据权利要求1所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，其特征在于，所述聚酯带的厚度为0.05 0.07mm，绕包搭盖率为20 25%。
专利摘要本实用新型涉及一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆，镀锡退火绞合铜导体外周挤包有化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯，绝缘线芯两两绞合形成对绞线对，所有对绞线对以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯，缆芯的外周绕包有铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内，铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线，镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起；铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包有聚酯带，聚酯带的外周挤包有内护套，内护套的外周包覆有铜合金丝编织铠装层，铜合金丝编织铠装层的外周绕包有防水包带，防水包带的外周挤包有外护套。该电缆的绝缘层耐高温、耐老化性能优异，使用寿命长。
文档编号H01B7/29GK202940037SQ201220606820
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者陆云春, 李永江 申请人:江苏远洋东泽电缆股份有限公司