專利名稱：海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電纜，特別涉及一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜。本發(fā)明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采，油氣工程用電纜越來越多，性能要求越來越高，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10%?，F(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，無法滿足與潮氣的長期接觸。公開號(hào)為CN 201758046 U的中國專利公開了一種交聯(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。該專利采用了交聯(lián)聚乙烯絕緣，雖然結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，但其并不能滿足海上油氣工程電纜耐高溫、大載流量、多潮氣侵蝕的要求。公開號(hào)為CN101565527A的中國發(fā)明專利公開了一種石油平臺(tái)用125°C輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴護(hù)套料，其雖然滿足了 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。公開號(hào)為CN102617923A的中國發(fā)明專利公開了一種輻照交聯(lián)低煙無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，此材料僅能承受長期最高工作溫度90°C，無法滿足海上油氣工程電纜高溫作業(yè)環(huán)境要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，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。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所提供的一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，O. 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)，本發(fā)明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；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)于電纜的長久安全運(yùn)行大有益處。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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)劑過氧化二異丙苯O. 5 I份；抗氧劑β -(3, 5- 二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八酯0. 4 O. 9份；抗氧劑N，N’ - 二 - β -萘基對(duì)苯二胺0. 2 O. 4份；潤滑劑硬脂酸0. 2 I份；阻燃劑氫氧化鋁25 30份；阻燃劑赤磷0. 6 I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O. 05 0.1份。本發(fā)明的化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層采用氫氧化鋁即水合氧化鋁作為阻燃劑，其含有3個(gè)水分子，在250°C開始分解，釋放出水分子而吸收熱量降低了周圍溫度，釋放出的水蒸氣又起到了稀釋氣相中可燃?xì)怏w濃度的作用，生成的三氧化二鋁和燃燒的聚合物表面的炭化物結(jié)合，形成保護(hù)膜，切斷了熱能和氧氣的侵入，起到了阻燃作用；同時(shí)氫氧化鋁具有低煙和減少一氧化碳發(fā)生的效果，環(huán)保清潔。阻燃劑赤磷可以防止聚合物燃燒時(shí)產(chǎn)生滴落，與氫氧化鋁并用可在聚合物燃燒時(shí)在其表面形成骨架性質(zhì)的炭化層，避免聚合物熔融滴落。抗氧劑β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯又 稱抗氧劑1076，抗氧劑N，N’ - 二 - β -萘基對(duì)苯二胺又稱抗氧劑DNP，抗氧劑1076和抗氧劑DNP無臭、無味、無毒、揮發(fā)性小、熱穩(wěn)定性良好、具有優(yōu)良的防老化和不變色性，與乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯-甲基丙烯酸共聚物有著良好的相容性。交聯(lián)劑過氧化二異丙苯的耐熱性能好，交聯(lián)曲線平穩(wěn)，對(duì)于聚合物的耐熱性能有著優(yōu)異的保證。高密度聚乙烯具有良好的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和介電性能，并與乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸共聚物完好相容，而乙烯-甲基丙烯酸共聚物中含有極性的丙烯酸基團(tuán)，可極大地提高絕緣材料的分子內(nèi)鍵聚合力，降低侵蝕物的反應(yīng)活性，起到耐酸、耐堿、耐高溫?zé)崂匣哪康?。潤滑劑硬脂酸可改進(jìn)絕緣料的加工工藝性能，提高加工速率，同時(shí)可提高絕緣料的質(zhì)量，防止絕緣料加工時(shí)與設(shè)備或其他接觸材料表面的粘附，使加工過程中的絕緣料具有良好的離輥性和脫模性，保證絕緣料表面光潔，降低絕緣料內(nèi)部摩擦和熔融時(shí)的流動(dòng)粘度，防止因內(nèi)部摩擦而導(dǎo)致絕緣料過熱影響使用性能；同時(shí)因其純度較高，對(duì)于改善絕緣料的絕緣性能具有促進(jìn)作用。紫外線吸收劑2-(2’_羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑又稱紫外線吸收劑UV-326，具有揮發(fā)性小，耐熱的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于絕緣料的高耐溫等級(jí)有積極作用。本發(fā)明的絕緣橡膠其最高額定工作溫度從現(xiàn)有技術(shù)的90°C提高到了 125°C，使得同規(guī)格導(dǎo)體的額定載流量提高了約50%，即在傳輸同樣電流的情況下，所需的導(dǎo)體截面積可以減小約50%，適應(yīng)了油氣工程多高溫氣體對(duì)絕緣聚合物的老化降解影響，延長了使用壽命，從與油氣工程設(shè)計(jì)壽命匹配度而言，省卻了油氣工程作業(yè)壽命中途對(duì)電纜的更換，節(jié)約了人力、物力和財(cái)力成本，滿足了目前提倡的節(jié)能減排降耗的時(shí)代要求。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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O. 05份。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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O. 08份。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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. I份。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述銅合金絲編織鎧裝層的原料組分及重量含量如下，銅鐵 鉛:鋅=(89. 0^91. O) (0. 03^0. 05) :(0. 01 O. 05) :10。該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)于電纜的長久安全運(yùn)行大有益處。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制造方法，該方法制造而成的電纜絕緣層其絕緣層耐高溫、耐老化性能優(yōu)異，使用壽命長。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所提供的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制造方法，依次包括以下步驟在O. 35^2. 5mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體的外周擠包化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，將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，在纜芯的外周擠包內(nèi)護(hù)套，在內(nèi)護(hù)套的外周包覆銅合金絲編織鎧裝層，接著在銅合金絲編織鎧裝層的外周繞包防水包帶，最后在防水包帶的外周擠包外護(hù)套；其中化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的制備方法如下(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)劑過氧化二異丙苯0. 5 I份；抗氧劑β -(3, 5- 二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八酯0. 4 O. 9份；抗氧劑N，N’ - 二 - β -萘基對(duì)苯二胺0. 2 O. 4份；潤滑劑硬脂酸0. 2 I份；阻燃劑氫氧化鋁25 30份；阻燃劑赤磷0. 6 I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O. 05 O. I份；(2)先將密煉機(jī)溫度升至130°C 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-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 70°C，將上述混合料投入該混煉機(jī)中，加入潤滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開煉機(jī)上打三角包并經(jīng)薄通4 6次，輥溫控制在600C ±5°C，前輥溫度比后輥溫度高3 5°C，薄通完成后切割、冷卻備用。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得了以下有益效果該方法制造而成的電纜，其化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層采用氫氧化鋁即水合氧化鋁作為阻燃劑，其含有3個(gè)水分子，在250°C開始分解，釋放出水分子而吸收熱量降低了周圍溫度，釋放出的水蒸氣又起到了稀釋氣相中可燃?xì)怏w濃度的作用，生成的三氧化二鋁和燃燒的聚合物表面的炭化物結(jié)合，形成保護(hù)膜，切斷了熱能和氧氣的侵入，起到了阻燃作用；同時(shí)氫氧化鋁具有低煙和減少一氧化碳發(fā)生的效果，環(huán)保清潔。阻燃劑赤磷可以防止聚合物燃燒時(shí)產(chǎn)生滴落，與氫氧化鋁并用可在聚合物燃燒時(shí)在其表面形成骨架性質(zhì)的炭化層，避免聚合物熔融滴落。抗氧劑β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯又稱抗氧劑1076，抗氧劑N，N’-二-β-萘基對(duì)苯二胺又稱抗氧劑DNP，抗氧劑1076和抗氧劑DNP無臭、無味、無毒、揮發(fā)性小、熱穩(wěn)定性良好、具有優(yōu)良的防老化和不變色性，與乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯-甲基丙烯酸共聚物有著良好的相容性。交聯(lián)劑過氧化二異丙苯的耐熱性能好，交聯(lián)曲線平穩(wěn)，對(duì)于聚合物的耐熱性能有著優(yōu)異的保證。高密度聚乙烯具有良好的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和介電性能，并與乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸共聚物完好相容，而乙烯-甲基丙烯酸共聚物中含有極性的丙烯酸基團(tuán)，可極大地提高絕緣材料的分子內(nèi)鍵聚合力，降低侵蝕物的反應(yīng)活性，起到耐酸、耐堿、耐高溫?zé)崂匣哪康摹櫥瑒┯仓峥筛倪M(jìn)絕緣料的加工工藝性能，提高加工速率，同時(shí)可提高絕緣料的質(zhì)量，防止絕緣料加工時(shí)與設(shè)備或其他接觸材料表面的粘附，使加工過程中的絕緣料具有良好的離輥性和脫模性，保證絕緣料表面光潔，降低絕緣料內(nèi)部摩擦和熔融時(shí)的流動(dòng)粘度，防止因內(nèi)部摩擦而導(dǎo)致絕緣料過熱影響使用性能；同時(shí)因其純度較高，對(duì)于改善絕緣料的絕緣性能具有促進(jìn)作用。紫外線吸收劑2-(2’_羥 基_3’ -叔丁基-5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑又稱紫外線吸收劑UV-326，具有揮發(fā)性小，耐熱的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于絕緣料的高耐溫等級(jí)有積極作用。本發(fā)明的絕緣橡膠其最高額定工作溫度從現(xiàn)有技術(shù)的90°C提高到了 125°C，使得同規(guī)格導(dǎo)體的額定載流量提高了約50%，即在傳輸同樣電流的情況下，所需的導(dǎo)體截面積可以減小約50%，適應(yīng)了油氣工程多高溫氣體對(duì)絕緣聚合物的老化降解影響，延長了使用壽命，從與油氣工程設(shè)計(jì)壽命匹配度而言，省卻了油氣工程作業(yè)壽命中途對(duì)電纜的更換，節(jié)約了人力、物力和財(cái)力成本，滿足了目前提倡的節(jié)能減排降耗的時(shí)代要求。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述銅合金絲編織鎧裝層的原料組分及重量含量如下，銅鐵 鉛:鋅=(89. 0^91. O) (0. 0Γ0. 05) :(0. 01 O. 05) :10。該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)于電纜的長久安全運(yùn)行大有益處。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層采用冷喂料方式在雙螺桿擠橡機(jī)上擠出，螺桿的長徑比為(15 25):1，雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)身一區(qū)溫度為110°C ±5°C，機(jī)身二區(qū)溫度為120°C ±5°C，機(jī)頭溫度為130°C ±5°C，模具溫度為140°C ±5°C，擠橡機(jī)螺桿冷卻方式為水冷卻。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層在雙螺桿擠橡機(jī)上擠出時(shí)，模芯的承線長度與擠出的外徑比為I :(1 I. 2),模芯與模套之間的間隙為I 1.5mm;所述絕緣橡膠從所述雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)頭擠出后進(jìn)入交聯(lián)管道，所述交聯(lián)管道的溫度為160。。 180。。。


圖I為本發(fā)明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)施例方式實(shí)施例一
如圖I所示，本發(fā)明的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，按以下步驟制造在O. 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)稱值的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過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O. 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，加入潤滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開煉機(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)，模芯的承線長度與擠出的外徑比為I :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. O 0. 03 O. 01 10o鎧裝編織絲的直徑為O. 31 mm，抗拉強(qiáng)度為260MPa，斷裂伸長率不小于25%。實(shí)施例二
本發(fā)明的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，按以下步驟制造在I. 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)稱值的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過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O. 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，加入潤滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開煉機(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。化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2擠出時(shí)，模芯的承線長度與擠出的外徑比為I :1. 1，模芯與模套之間的間隙為I. 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 O. 03 10o鎧裝編織絲的直徑為O. 32mm，抗拉強(qiáng)度為300MPa，斷裂伸長率不小于25%。實(shí)施例三
本發(fā)明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)稱值的90%，最大厚度不大于標(biāo)稱值的110%，且任一垂直截面測得的直徑偏差不超過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. I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，加入潤滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開煉機(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?；瘜W(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層2擠出時(shí)，模芯的承線長度與擠出的外徑比為I :1. 2，模芯與模套之間的間隙為I. 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. O O. 05 O. 05 =IO0鎧裝編織絲的直徑為O. 33 mm，抗拉強(qiáng)度為345MPa，斷裂伸長率不小于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. I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I. 1±0. I牛。最后將試樣從彈簧秤上松下來，并讓其處于圈繞狀態(tài)，試棒上形成的線圈外徑在中部測量不大于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)Γ42.83.1 一
電容增加率 14-1(d) % ^ 3. O 'O. 4O. 5O. 6
電容增加率 14-7 (d) % ^ I. 5 'O. IO. IO. 2
14天后的電容穩(wěn)定系數(shù) |% K O· 5 |θ· I |θ· I |θ. 2
對(duì)實(shí)施例一至實(shí)施例三的絕緣層進(jìn)行老化前機(jī)械性能測試結(jié)果如表3
表 3 ______
_單位標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三
It張強(qiáng)度 N/mm2 ~12.5 14. 5 15.6 17. I I 裂伸長率 |%250 +310 |380 \295
對(duì)實(shí)施例一至實(shí)施例三的絕緣層進(jìn)行空氣箱老化后的機(jī)械性能測試，測試結(jié)果如表4，
老化條件溫度160±1°C，時(shí)間:168h。表權(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，其特征在于，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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)劑過氧化二異丙苯0. 5 I份；抗氧劑β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯0. 4 O. 9份；抗氧劑N，N’-二-β-萘基對(duì)苯二胺0. 2 O. 4份；潤滑劑硬脂酸0. 2 I份；阻燃劑氫氧化鋁25 30份；阻燃劑赤磷0. 6 I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O. 05 O. I份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，其特征在于，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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O.2份；潤滑劑硬脂酸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O. 05份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，其特征在于，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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)劑過氧化二異丙苯0. 8份；抗氧劑β -(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯0. 7份；抗氧劑N，N’ -二-β-萘基對(duì)苯二胺O.3份；潤滑劑硬脂酸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O. 08份。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，其特征在于，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的原料組分及重量含量如下，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O.4份；潤滑劑硬脂酸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. I份。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜，其特征在于，所述銅合金絲編織鎧裝層的原料組分及重量含量如下，銅鐵鉛鋅=(89. (Γ91. 0)(0. 03 O. 05)(O. 01 O. 05) 10o
7.—種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制造方法，其特征是，依次包括以下步驟在O. 35^2. 5mm2的鍍錫退火絞合銅導(dǎo)體的外周擠包化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層構(gòu)成絕緣線芯，將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，在纜芯的外周擠包內(nèi)護(hù)套，在內(nèi)護(hù)套的外周包覆銅合金絲編織鎧裝層，接著在銅合金絲編織鎧裝層的外周繞包防水包帶，最后在防水包帶的外周擠包外護(hù)套；其中所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層的制備方法如下(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)劑過氧化二異丙苯0. 5 I份；抗氧劑β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯0. 4 O. 9份；抗氧劑N，N’ - 二 - β -萘基對(duì)苯二胺0. 2 O. 4份；潤滑劑硬脂酸0. 2 I份；阻燃劑氫氧化鋁25 30份；阻燃劑赤磷0. 6 I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O. 05 O. I份；(2)先將密煉機(jī)溫度升至130°C 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-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 70°C，將上述混合料投入該混煉機(jī)中，加入潤滑劑硬脂酸和交聯(lián)劑過氧化二異丙苯混煉均勻，然后將混煉膠料移至三輥開煉機(jī)上打三角包并經(jīng)薄通4 6次，輥溫控制在60°C ±5°C，前輥溫度比后輥溫度高3 50C，薄通完成后切割、冷卻備用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制造方法，其特征在于，所述銅合金絲編織鎧裝層的原料組分及重量含量如下，銅鐵鉛鋅=(89. (Γ91. O) (O. ΟΓΟ. 05) (0. ΟΓΟ. 05) 10ο
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制造方法，其特征在于，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層采用冷喂料方式在雙螺桿擠橡機(jī)上擠出，螺桿的長徑比為(15 25) :1，雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)身一區(qū)溫度為110°C ±5°C，機(jī)身二區(qū)溫度為1200C ±5°C，機(jī)頭溫度為130°C ±5°C，模具溫度為140°C ±5°C，擠橡機(jī)螺桿冷卻方式為水冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜的制造方法，其特征是，所述化學(xué)交聯(lián)聚烯烴絕緣層在雙螺桿擠橡機(jī)上擠出時(shí)，模芯的承線長度與擠出的外徑比為I :(1 I. 2)，模芯與模套之間的間隙為I I. 5mm ;所述絕緣橡膠從所述雙螺桿擠橡機(jī)的機(jī)頭擠出后進(jìn)入交聯(lián)管道，所述交聯(lián)管道的溫度為160°C 180°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海上油氣工程用耐高溫軟控制電纜及其制造方法，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。絕緣層原料組份如下乙烯/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DCP0.5～1份；抗氧劑10760.4～0.9份；抗氧劑DNP0.2～0.4份；潤滑劑硬脂酸0.2～1份；氫氧化鋁25～30份；赤磷0.6～1份；紫外線吸收劑UV-3260.05～0.1份。該電纜的絕緣層耐高溫、耐老化性能優(yōu)異，使用壽命長。
文檔編號(hào)H01B7/17GK102969047SQ20121046274
公開日2013年3月13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