專(zhuān)利名稱(chēng)：海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制電纜，特別涉及一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜。本實(shí)用新型還涉及一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著海上油氣能源的開(kāi)采，油氣工程用電纜越來(lái)越多，性能要求越來(lái)越高，尤其是作為電纜重量主要構(gòu)成部分的絕緣和金屬鎧裝需要最大限度的得到降低，同時(shí)需要滿(mǎn)足對(duì)電纜的機(jī)械保護(hù)、電纜具備適應(yīng)油氣工程環(huán)境多潮氣侵蝕滲透以及電纜能夠安全運(yùn)行25年左右的使用壽命要求?，F(xiàn)有技術(shù)中為了減輕電纜重量幾乎全部采用無(wú)內(nèi)套電纜或采用鍍鋅鋼絲編織作為鎧裝、輻照交聯(lián)聚烯烴為絕緣和護(hù)套，但即便如此就整體工程配套角度而言，電纜減輕的重量也不超過(guò)10%。現(xiàn)有技術(shù)采用輻照交聯(lián)聚烯烴作為絕緣，其耐熱等級(jí)最高為150°C，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足護(hù)套交聯(lián)的需求，而且輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣和護(hù)套的防水滲透性能很差，無(wú)法滿(mǎn)足與潮氣的長(zhǎng)期接觸。公開(kāi)號(hào)為CN 201758046 U的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種交聯(lián)控制電纜，其采用交聯(lián)聚乙烯絕緣，導(dǎo)體外依次設(shè)置內(nèi)屏蔽層、絕緣層和外屏蔽層，在三相絕緣線芯外在依次設(shè)置繞包層和外護(hù)套，三相絕緣線芯與繞包層之間的空隙設(shè)有填充物，在絕緣線芯上還設(shè)有銅帶屏蔽層，該銅帶屏蔽 層繞包在外屏蔽層表面。該專(zhuān)利采用了交聯(lián)聚乙烯絕緣，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但其并不能滿(mǎn)足海上油氣工程電纜耐高溫、大載流量、多潮氣侵蝕的要求。公開(kāi)號(hào)為CN101565527A的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種石油平臺(tái)用125°C輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套料，其雖然滿(mǎn)足了 125°C的耐高溫?zé)崂匣阅芤?，但其僅能用于電纜護(hù)套，絕緣性能較差，不適于作為絕緣材料。公開(kāi)號(hào)為CN102617923A的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵高阻燃聚烯烴絕緣料，其耐熱老化僅為135°C，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，此材料僅能承受長(zhǎng)期最高工作溫度90°C，無(wú)法滿(mǎn)足海上油氣工程電纜高溫作業(yè)環(huán)境要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，其絕緣層耐高溫、耐老化性能優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所提供的一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，0.35^2.5mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體外周擠包有化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，多根所述絕緣線芯以2(Γ24倍的絞合節(jié)徑比右向絞合構(gòu)成纜芯，所述纜芯的外周擠包有內(nèi)護(hù)套，所述內(nèi)護(hù)套的外周包覆有銅合金絲編織鎧裝層，所述銅合金絲編織鎧裝層的外周繞包有防水包帶，所述防水包帶的外周擠包有外護(hù)套。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型取得了以下有益效果:該電纜在鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體外擠包有化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層，耐高溫、耐老化性能優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)；銅合金絲編織鎧裝層既可以隔磁，避免渦流磁滯造成的損耗，增大載流量，機(jī)械強(qiáng)度又比銅更大，而成本則比銅低廉，并且具有優(yōu)異的防海水腐蝕性能，對(duì)于電纜的長(zhǎng)久安全運(yùn)行大有益處。

圖1為本實(shí)用新型海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1.鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體；2.化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層；3.內(nèi)護(hù)套；4.銅合金絲編織鎧裝層；5.防水包帶；6.外護(hù)套。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1所示，本實(shí)用新型的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，按以下步驟制造:在0.35mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體I的外周擠包化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2構(gòu)成絕緣線芯，將多根絕緣線芯以20倍的絞合節(jié)徑比右向絞合構(gòu)成纜芯，在纜芯的外周擠包內(nèi)護(hù)套3，在內(nèi)護(hù)套3的外周包覆銅合金絲編織鎧裝層4，接著在銅合金絲編織鎧裝層4的外周繞包防水包帶5，最后在防水包帶的外周擠包外護(hù)套6。其中，化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2的最小厚度不小于標(biāo)稱(chēng)值的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱(chēng)值的110%，且任一垂直截面測(cè)得的直徑偏差不超過(guò)10%。化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2所用絕緣橡膠的制備步驟如下:(I)按以下組分及重量含量準(zhǔn)備原料，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；交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯:0.5份；抗氧劑β -(3, 5- 二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八酯:0.4份；抗氧劑N，N’ - 二 - β -萘基對(duì)苯二胺:0.2份；潤(rùn)滑劑硬脂酸:0.2份；阻燃劑氫氧化鋁:25份；阻燃劑赤磷:0.6份；紫外線吸收劑2-(2’_羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.05份；(2)先將密煉機(jī)溫度升至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，并塑化混煉均勻，然后加入抗氧劑β_(3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八酯、抗氧劑N, N’ -二 -β -萘基對(duì)苯二胺、紫外線吸收劑2-(2’ -羥基-3’ -叔丁基-5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、阻燃劑氫氧化鋁和阻燃劑赤磷，并混煉均勻后下料；將混煉機(jī)溫度升至60°C，將上述混合料投入該混煉機(jī)中，加入潤(rùn)滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開(kāi)煉機(jī)上打三角包并經(jīng)薄通4次，輥溫控制在55°C，前輥溫度比后輥溫度高3°C，薄通完成后切割、冷卻備用；化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2采用冷喂料方式在雙螺桿擠橡機(jī)上擠出，螺桿的長(zhǎng)徑比為15:1，雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)身一區(qū)溫度為105°C，機(jī)身二區(qū)溫度為115°C，機(jī)頭溫度為125°C，模具溫度為135°C，擠橡機(jī)螺桿冷卻方式為水冷卻?；瘜W(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2擠出時(shí)，模芯的承線長(zhǎng)度與擠出的外徑比為1:1，模芯與模套之間的間隙為Imm;絕緣橡膠從雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)頭擠出后進(jìn)入交聯(lián)管道，交聯(lián)管道的溫度為160°C。鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體I采用IEC 60228標(biāo)準(zhǔn)中的第2類(lèi)鍍錫退火絞合銅絲，鍍錫采用電鍍方式替代傳統(tǒng)的熱鍍錫方式，避免了導(dǎo)體鍍錫不均勻以及錫層厚度不均勻；容易出現(xiàn)錫瘤附著導(dǎo)體表面的弊端，避免導(dǎo)體氧化現(xiàn)象發(fā)生后；銅與絕緣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低絕緣層電氣性能和物理機(jī)械性能的風(fēng)險(xiǎn)。銅合金絲編織鎧裝層4的原料組分及重量含量如下，銅:鐵:鉛:鋅=89.0:0.03:0.01 =IO0鎧裝編織絲的直徑為0.31 mm，抗拉強(qiáng)度為260MPa，斷裂伸長(zhǎng)率不小于25%。[0016]實(shí)施例二本實(shí)用新型的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，按以下步驟制造:在1.25mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體I的外周擠包化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2構(gòu)成絕緣線芯，將多根絕緣線芯以22倍的絞合節(jié)徑比右向絞合構(gòu)成纜芯，在纜芯的外周擠包內(nèi)護(hù)套3，在內(nèi)護(hù)套3的外周包覆銅合金絲編織鎧裝層4，接著在銅合金絲編織鎧裝層4的外周繞包防水包帶5，最后在防水包帶的外周擠包外護(hù)套6。其中，化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2的最小厚度不小于標(biāo)稱(chēng)值的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱(chēng)值的110%，且任一垂直截面測(cè)得的直徑偏差不超過(guò)10%。化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層
2所用絕緣橡膠的制備步驟如下:(I)按以下組分及重量含量準(zhǔn)備原料，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；交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯:0.8份；抗氧劑β -(3, 5- 二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八酯:0.7份；抗氧劑N，N’ - 二 - β -萘基對(duì)苯二胺:0.3份；潤(rùn)滑劑硬脂酸:0.6份；阻燃劑氫氧化鋁:28份；阻燃劑赤磷:0.8份；紫外線吸收劑2-(2’_羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.08份；(2)先將密煉機(jī)溫度升至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，并塑化混煉均勻，然后加入抗氧劑β_(3，5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八酯、抗氧劑N, N’ -二 -β -萘基對(duì)苯二胺、紫外線吸收劑2-(2’ -羥基-3’ -叔丁基-5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、阻燃劑氫氧化鋁和阻燃劑赤磷，并混煉均勻后下料；將混煉機(jī)溫度升至65°C，將上述混合料投入該混煉機(jī)中，加入潤(rùn)滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開(kāi)煉機(jī)上打三角包并經(jīng)薄通5次，輥溫控制在60°C，前輥溫度比后輥溫度高4°C，薄通完成后切割、冷卻備用；化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2采用冷喂料方式在雙螺桿擠橡機(jī)上擠出，螺桿的長(zhǎng)徑比為20:1，雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)身一區(qū)溫度為110°C，機(jī)身二區(qū)溫度為120°C，機(jī)頭溫度為130°C，模具溫度為140°C，擠橡機(jī)螺桿冷卻方式為水冷卻?；瘜W(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2擠出時(shí)，模芯的承線長(zhǎng)度與擠出的外徑比為1:1.1，模芯與模套之間的間隙為1.2mm ;絕緣橡膠從雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)頭擠出后進(jìn)入交聯(lián)管道，交聯(lián)管道的溫度為170°C。鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體I采用IEC 60228標(biāo)準(zhǔn)中的第2類(lèi)鍍錫退火絞合銅絲，鍍錫采用電鍍方式替代傳統(tǒng)的熱鍍錫方式。銅合金絲編織鎧裝層4的原料組分及重量含量如下，銅:鐵:鉛:鋅=90:0.04:0.03:10o鎧裝編織絲的直徑為0.32mm，抗拉強(qiáng)度為300MPa，斷裂伸長(zhǎng)率不小于25%。實(shí)施例三本實(shí)用新型的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，按以下步驟制造:在2.5mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體I的外周擠包化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2構(gòu)成絕緣線芯，將多根絕緣線芯以24倍的絞合節(jié)徑比右向絞合構(gòu)成纜芯，在纜芯的外周擠包內(nèi)護(hù)套3，在內(nèi)護(hù)套3的外周包覆銅合金絲編織鎧裝層4，接著在銅合金絲編織鎧裝層4的外周繞包防水包帶5，最后在防水包帶的外周擠包外護(hù)套6。其中，化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2的最小厚度不小于標(biāo)稱(chēng)值的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱(chēng)值的110%，且任一垂直截面測(cè)得的直徑偏差不超過(guò)10%?；瘜W(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2所用絕緣橡膠的制備步驟如下:(I)按以下組分及重量含量準(zhǔn)備原料，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；交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯:1份；抗氧劑β -(3, 5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八酯:0.9份；抗氧劑N, N’-二 -β -萘基對(duì)苯二胺:0.4份；潤(rùn)滑劑硬脂酸:1份；阻燃劑氫氧化鋁:30份；阻燃劑赤磷:1份；紫外線吸收劑2-(2’_羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.1份；(2)先將密煉機(jī)溫度升至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，并塑化混煉均勻，然后加入抗氧劑β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯、抗氧劑N，N’ - 二 -β -萘基對(duì)苯二胺、紫外線吸收劑2-(2’ -羥基-3’ -叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、阻燃劑氫氧化鋁和阻燃劑赤磷，并混煉均勻后下料；將混煉機(jī)溫度升至70°C，將上述混合料投入該混煉機(jī)中，加入潤(rùn)滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開(kāi)煉機(jī)上打三角包并經(jīng)薄通6次，輥溫控制在65°C，前輥溫度比后輥溫度高5°C，薄通完成后切割、冷卻備用；化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2采用冷喂料方式在雙螺桿擠橡機(jī)上擠出，螺桿的長(zhǎng)徑比為25: 1，雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)身一區(qū)溫度為115°C，機(jī)身二區(qū)溫度為125°C，機(jī)頭溫度為135°C，模具溫度為145°C，擠橡機(jī)螺桿冷卻方式為水冷卻。化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2擠出時(shí)，模芯的承線長(zhǎng)度與擠出的外徑比為1:1.2，模芯與模套之間的間隙為1.5mm ;絕緣橡膠從雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)頭擠出后進(jìn)入交聯(lián)管道，交聯(lián)管道的溫度為180°C。鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體I采用IEC 60228標(biāo)準(zhǔn)中的第2類(lèi)鍍錫退火絞合銅絲，鍍錫采用電鍍方式替代傳統(tǒng)的熱鍍錫方式。銅合金絲編織鎧裝層4的原料組分及重量含量如下，銅:鐵:鉛:鋅=91.0: 0.05:
0.05 =IO0鎧裝編織絲的直徑為0.33 mm，抗拉強(qiáng)度為345MPa，斷裂伸長(zhǎng)率不小于25%。實(shí)施例一至實(shí)施例三中，鎧裝編織絲的物理機(jī)械性能如下:1)韌度:將長(zhǎng)度為5(T70mm的試樣的一端夾牢在虎臺(tái)鉗的水平而平行的磨圓對(duì)邊之間，垂直伸于虎臺(tái)鉗上。將彈簧秤連接到試樣的另一自由端上，用手握住彈簧秤使施加于試樣的張力為1.0±0.1牛。在保持此張力的條件下使試樣交替向兩個(gè)方向垂直于磨圓的虎臺(tái)鉗邊彎曲90°，彎曲速率為45 50次/分鐘，試樣進(jìn)行90°彎曲而不折斷的次數(shù)不小于10次。2)彈性:在直徑為
6.4mm的鋼質(zhì)圓柱試棒上,將長(zhǎng)度為254mm的編織絲試樣的一端固定于試棒上,使其與試棒的曲面相接觸且與試棒軸線成垂直狀態(tài)，將試樣的另一端掛置在彈簧秤上，用手拉彈簧秤使試樣在試棒上繞4圈，保持試樣張力為1.1±0.1牛。最后將試樣從彈簧秤上松下來(lái)，并讓其處于圈繞狀態(tài)，試棒上形成的線圈外徑在中部測(cè)量不大于9.5_。對(duì)實(shí)施例一至實(shí)施例三的絕緣層進(jìn)行絕緣電阻(15.6°C時(shí))測(cè)試結(jié)果如表I所示。表I
_單位標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三
絕緣電阻(15.6°C) |ΜΩ.km 3050 丨3870 !4620 丨4080對(duì)實(shí)施例一至實(shí)施例三中的絕緣層進(jìn)行加速吸水試驗(yàn)，在浸入75°C水下測(cè)試介電常數(shù)和交流電容增加率，結(jié)果如表2。表中記錄的數(shù)值分別為第14天與第I天、第7天的差值。表2
_單位標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三
介電常數(shù)|6.0 |3.4 \2.8 |3.權(quán)利要求1.一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，其特征在于:0.351.5mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體外周擠包有化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，多根所述絕緣線芯以2(Γ24倍的絞合節(jié)徑比右向絞合構(gòu)成纜芯，所述纜芯的外周擠包有內(nèi)護(hù)套，所述內(nèi)護(hù)套的外周包覆有銅合金絲編織鎧裝層，所述銅合金絲編織鎧裝層的外周繞包有防水包帶，所述防水包帶的外周擠包 有外護(hù)套 。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，0.35~2.5mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體外周擠包有化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，多根絕緣線芯以20~24倍的絞合節(jié)徑比右向絞合構(gòu)成纜芯，纜芯外周擠包有內(nèi)護(hù)套，內(nèi)護(hù)套外周包覆有銅合金絲編織鎧裝層，銅合金絲編織鎧裝層外周繞包有防水包帶，防水包帶外周擠包有外護(hù)套。該控制電纜的絕緣層耐高溫、耐老化性能優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H01B7/28GK202940014SQ201220606699
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者陸云春, 李永江 申請(qǐng)人:江蘇遠(yuǎn)洋東澤電纜股份有限公司