增强橡胶软管——钢丝编织机、钢丝缠绕机结构的作用

    橡胶软管是以橡胶配料为原料制造的软管,广 泛应用于工业、农业、军工、医疗和民生。橡胶软管有纯胶软管(非增强软管)和增强软管之分。增强橡胶软管系指在内胶层与外胶层之间或只在内胶层外面(无外胶层)有一层或多层增强材料层的软管。增强层结构多种多样,而增强材料则基本有两大类:纤维和金属(金属增强材料一般为钢丝)。

     1 钢丝增强的橡胶软管

     1.1 软管压力等级 增强橡胶软管的工作压力,根据SAEJ517标准,大致分为5个等级:低压,中压,高压,甚高压,超高压。在同一等级内,压力因软管内径而定。在相同结构情况下,内径愈小,所能承受的压力就愈高;内径愈大,所能承受的压力就愈低。 低压软管用纤维材料增强;中压软管可用纤维材料增强,也可用钢丝增强;而高压、甚高压和超高压软管一般均用钢丝增强,只有特殊用途的软管采用体积质量比钢丝小而抗拉强度比钢丝高的芳酰胺纤维材料增强。钢丝增强橡胶软管的增强层有编织结构和缠绕结构,有时也采用二者混合结构。在相同条件下,缠绕结构软管比编织结构软管具有更高的耐脉冲压力性能。这是因为缠绕钢丝之间没有如编织结构那样的交织点,钢丝之间不会发生局部磨擦。

     1.2 钢丝编织结构 编织结构由正反两个方向走向的两股钢丝以“两上两下”的形式相互交织而成,呈席纹结构,如图1所示。根据软管压力要求,可为单层或双层,钢丝规格也有粗细之别。

     1.3 钢丝缠绕结构 缠绕结构由两组相邻层钢丝呈反向螺旋缠绕而 成,钢丝不相互交织,如图2所示。钢丝缠绕层为偶数层。根据软管压力要求,一般有2层、4层和6层之分,钢丝也有粗细之别。

     1.4 特种大口径橡胶软管 钢丝编织和缠绕橡胶软管,内径一般在51mm 以下。内径大于51mm的软管,被称为大口径软管,如石油钻探橡胶软管、海上输油橡胶软管、码头排吸橡胶软管、疏浚橡胶软管、矿砂等固体物料输送橡胶软管。农用排灌橡胶软管和其它排吸软管也属大口径橡胶软管,但其增强层主要是浸胶纺织物(称为夹布层),而以铠装钢丝螺旋线辅之,以保持软管的圆环状和承受正Π负压力。

     海上输油橡胶软管是内径为150～600mm的近海单点系泊原油输送软管,分水下和浮式两种。由于这种软管使用条件苛刻,其结构比较复杂,除含有织物缓冲层外,增强层主要由多层钢丝帘线缠绕层和钢丝螺旋线构成,如图3所示。帘线缠绕钢丝可为单根钢丝,也可为细的合股钢丝绳。

     石油钻探橡胶软管,内径为64～102mm,工作压力为27～52MPa,是一种大口径超高压橡胶软管。

     这种软管用单根粗钢丝或合股细钢丝绳缠绕增强, 一般为4层。 码头排吸橡胶软管,内径为102～304mm,工作压力为1.55MPa,用于码头与油轮之间排吸石油和石油制品。它其实是码头与油轮输油管线之间的软连接,以适应油轮在水中的上下和水平浮动。这种软管一般用钢丝帘线缠绕增强,并辅以粗钢丝螺旋线。帘线层一般为4层。这种排吸橡胶软管也可用于排吸其它化学品。