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橡胶软管制造工艺研究

2015-02-24刘天中仲亮

橡塑技术与装备 2015年14期
关键词:芯法胶管软管

刘天中,仲亮

(南京七四二五橡塑有限责任公司,江苏 南京 210028)

橡胶软管具备清洗容易、使用寿命长、吸湿性低、透气性低等优点,同时橡胶软管也可以实现一定的透明度,能视觉监测溶液的流动,还具备高温消毒、高压灭菌的优势。因此,在工业生产和社会生活中,橡胶软管得到广泛应用。橡胶软管的制造材料,已经由橡胶延伸到塑料,大部分胶管的内衬层、外覆层等,均采取热塑性的塑料制成。胶管增强材料已经由合成的纤维代替原有的棉线和棉布,高强度的钢丝也被增加到液压胶管中,由此可知,新技术和新工艺的应用使我国的橡胶软管制造业发展更快。

1 软管的型别

依据软管制造的工艺,可将橡胶软管分为以下几种型别,A型软管:是经硬芯法制造出来的软管,能实现控制软管内径尺寸的目的;B型软管:采取软芯法制造出来的软管,其目的是为了控制软管的内径尺寸;C型软管:软管的制造方法为无芯法;D型软管:通过挤出方式制造的柔性塑料软管。

2 橡胶软管制造的工艺

橡胶软管制造的工艺有三种,具体内容为如下。

2.1 无芯法

无芯法制作的软管有缠绕增强的塑料抽吸软管和排输软管两类,内胶层按照胶管的内径,其压出的长度超过300 m。通过设备将其压出后,经冷喂或者热喂(喂料为块状或者条状的胶料)挤出后,制成胶管。另外,冷胶料通过胶条自混炼车间内的锥形螺杆压出机直接压出,再喂入小型的开炼机内,获取的热胶料通过胶条的形式,喂入相同的压出机压出内胶。内胶冷却放置后,把纤维材料缠绕于外部,将增强层胶管经直角机头压出机后包覆其外胶层,再包覆一层树脂后硫化。经无芯法制造出来的胶管有输水胶管、空气胶管和园艺胶管等通用胶管。制造中缠绕选择纤维线,可不通过合股[1]。

2.2 硬芯法

采取硬芯法制作工艺,可制造出以下两种橡胶软管。一是夹布胶管:此种胶管属于机械包缠而成的胶管类型,其制作机械为三辊成型机,辊中心在等边三角形角上,底部由2个辊子组成。制作此种胶管的方式是压出胶层后,待其冷却,再用气筒将其吹胀,最后将其套于硬芯上即可。硬芯的截面呈圆形,硬芯的外径就是胶管标称的内径,制作小直径胶管时,硬芯为钢质材料,而制作大直径胶管,硬芯为轻质合金材料,方便移动。织物补强层通过条形纵向直接引入三辊成型机,纺织织布需先经压延机进行擦胶后,才能按照规定直接裁剪为条形,再将形成擦胶的胶布条用搭接紧密连接,以此形成长胶布条,增加胶管自身的曲挠性。沿着胶管纵向进行外胶铺放,把外胶放在机械上,用辊子直接压实后,可经辊子为胶管缠上一层尼龙水的包布,最后将其硫化,硫化后需给胶管脱管芯和解水包布,切管头后即可将胶管送去检验。二是液压胶管:主要通过钢丝编织(或缠绕)的方式制造的胶管,通过硬芯法能有效控制胶管的内径尺寸和钢丝编织(或缠绕)的角度。此种胶管的内胶可通过充气的方式,直接套在硬芯上,内胶层经挤出后套于硬芯上,再用编织机(或缠绕机)直接在胶管的内胶层编织一层钢丝增强层(或缠绕层)。按照工作压力的大小,可采取一层或者多层的钢丝编织(或缠绕)硬芯法[2]。

2.3 软芯法

软芯法主要综合了钢丝编织增强法和模制长胶管制造法两种方法的优势,软芯的制作材料用尼龙,制成软芯尼龙棒,也可用EPPM,将其制成橡胶棒,并在中间增加钢丝,防止橡胶棒变形。模制的长胶管内径可超过300 m,通过设备将其压出后,经冷喂(喂料为条状的胶料)后,包树脂实施硫化。液压系统下的胶管,工作压力不大时选用纤维作增强层材料,工作压力大时则选用钢丝。软芯法胶管的制作流程与硬芯法基本类似,但是软芯法生产的胶管长度,比硬芯法生产的胶管长很多。而与硬芯法制作工艺不同的地方在于,软芯法胶管的内胶层是通过挤出机在软芯上直接挤出来的,再实施编织和包外胶层,将胶管全面实施尼龙水包布缠绕后硫化,最后去掉水包布,脱芯便可得到软芯胶管[3]。

3 其他胶管及其制作方法

3.1 手工制作胶管

手工胶管适用于土木及建筑工程,手工制作胶管指的是在胶管的制作过程中,有部分工序是通过手工完成的胶管类型,其采用纺织物及帘线的增强层,设备成型的每层增强层采取手工铺放,辊压后可旋转胶管,再绕上去钢丝螺旋线,以防止抽吸时发生塌瘪。近海停泊及海上输油等所需的胶管,是大口径类型,尤其是海上的输油胶管,其内径极大,使用的条件比较苛刻,要求的制造工艺及生产设备较高,可实施硬芯法制造,通过自动化的加工设备,铺放内胶层和织物帘线等,大大缩减工艺制造时间[4]。

3.2 汽车胶管

汽车胶管指的是汽车上的胶管,本文简单介绍几种汽车胶管:一是“拆布”式的波纹胶管:经2个金属的模具直接模压的纯胶管,此种胶管需采取措施,待其硫化时施加一定的低负压,帮助胶管成型;二是异型管,主要用于汽车的散热器,此种胶管需参照汽车的型号进行制作,从而得出正确的形状、弯曲度,异型管有内胶,并具备耐热的性能,通过胶管针织机可制造补强层,外胶层则是直接覆盖橡胶胶料而成。成型胶管需套在模具上,待其定型后直接进行硫化,硫化完毕再从模具上拆下。汽车胶管还包括吸引胶管、耐压吸引胶管、液压制动软管、气压制动软管、动力转向软管和空调软管等类型。

3.3 帆布胶管

帆布胶管指的是消防用的水龙带,其管体是通过圆织机织出的长纺织物,其织物套为圆形,其经线是经向的走向,纬线依据圆周的方向,与经线编制在一起,也可在纬线内编织钢丝螺旋线,以增强帆布胶管的韧性。帆布胶管通过圆织机纺织出一层织物套,其内胶层一般为压出,能实施半硫化。也可把未经硫化的内胶层穿到织物套内,再把胶管伸直展开夹住端部,放入空气,以此使其在硫化中能压起内胶层,并将内胶层挤进织物层中[5]。

综上所述,橡胶软管可用于石油和燃油等液压流体的输送,也是工业建筑中常用的软管之一,与硬管相比,橡胶软管具备可弯曲性。工业级的橡胶软管,如介质为气、油、化学品和水等胶管,其均有内胶、外胶及中间层,中间层以编织为主,能强化橡胶软管的强度。橡胶软管的制造工艺主要有无芯法、硬芯法和软芯法三种方式,每种制造工艺下的橡胶软管,均具备自身的优势和特点,橡胶制造厂需借鉴国外先进的橡胶软管制造工艺,并结合我国的市场需求,选择最佳的制造方式,以迎合客户需求,实现橡胶软管制造业的可持续发展。

[1]梁西正,白鹏,王维相橡胶软管制造工艺综述[J].世界橡胶工业 ,2014,41(2):34~39.

[2]白鹏,王维相. 橡胶软管胶料压出工艺和硫化技术进展[J]. 原材料,2012,27(11):205.

[3]张虹,姚健. 高压钢丝缠绕软管设计与生产工艺[J]. 中国橡胶,2013,(15):182.

[4]徐慧,张彩莹,罗延生,等. 海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性[J]. 油气储运,2012,(6):396.

[5]朱晓龙. 节能环保型橡胶软管的内胶层配方设计[J]. 能源与节能,2014,(11):87.

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