一种纵向水密气密电缆及其制备方法与流程

本发明是一种纵向水密气密电缆及其制备方法，属于水下通信技术领域。

背景技术：

目前，国际上普遍采用的船用电缆标准是IEC60092系列标准，但此系列的标准并没有纵向水密、气密电缆的具体标准，没有相关的详细规范，我们根据用户的特殊要求，参照GJB 1916-94《舰船用低烟电缆和软线通用规范》中的相关试验的方法，在GB/T 9332-2008《船舶电气装置 控制和仪器回路用150/250V（300V）电缆》、GJB 1916-1994《舰船用低烟电缆和软线通用规范》、IEC60092《船用电气设备》基础上，根据用户的需求和产品的本身特性制定提高了纵向水密封试验的试验指标，增加了气密性试验、耐寒性试验、吸水性试验，经过试验验证了产品设计的合理性，能为用户提供更加安全、稳定、可靠的服务。

技术实现要素：

本发明是一种纵向水密气密电缆及其制备方法，其目的主要是为了适用于潜艇、军舰、河海船舶控制系统及仪器仪表等具有纵向水密、气密的场合，保证当舰船发生局部事故并殃及电缆时，阻止水从电缆结构内部渗漏到其他舱室或进而进入仪器设备，不会由于水的侵入腐蚀造成整根电缆报废甚至波及精密的电气设备，并能够满足对水下密封设备进行真空气密性试验的使用要求。

本发明的技术解决方案：一种纵向水密气密电缆，其结构包括7组绝缘线芯、填充4、内衬层5、铠装层6、外护套7；其中，7组绝缘线芯外包裹内衬层5，内衬层5外包裹采用镀锡铜丝编织形成的铠装层6，镀锡铜丝编织角度为50°-60°，铠装层6外包裹外护套7，填充4在绝缘线芯与内衬层5之间、以及不同组绝缘线芯之间的空隙内。

制备纵向水密气密电缆的方法，包括以下步骤：

（1） 将若干镀锡铜丝采用正规绞合的方式形成导体1，正规绞合时采用自动化、连续注胶的工艺填补镀锡铜丝间的空隙；

（2）采用辐照交联乙丙橡胶形成的复合绝缘结构在导体1外形成绝缘层2，将1-2根带有绝缘层2的导体1作为1组绝缘线芯；

（3）每组绝缘线芯外采用镀锡铜丝编织形成分屏蔽3，其编织角度为50°-60 °；

（4）7组绝缘线芯成缆：采用自动化、连续注胶工艺，通过具有保压套设计与回流式注胶沟槽形状的模具将胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，成缆后及时绕包密封包带；

（5）采用挤压式工艺技术挤出与密封包带同种材质的材料形成内衬层5；

（6）编织铠装层6：通过固定于镀锡铜丝合拢处带有自加温功能金属加热圈的模具工装，以50°-60 °的编织角度与编织丝涨力进行编织,使镀锡铜丝嵌入至密封包带中，消除内衬层与外护套之间的空隙；

（7）采用挤压式工艺挤出交联弹性体材料形成护套，同时采用自动化、连续注塑工艺，增加密封与粘连效果，并经过电子加速器使护套交联形成外护套7；所述挤压式工艺中所用挤出工装中模芯套管带有注胶流道槽；所述交联弹性体材料经辐照后进行自我交联，从热塑性线性结构变为交联型网装结构。

本发明的优点：

（1）特殊的制备工艺：电缆导体绞合工序采用自动化、连续注胶工艺，通过特殊的模具将胶水填充镀锡铜丝之间的空隙；对绞缆工序采用自动化、连续注胶工艺，并及时绕包密封包带；编织分屏蔽和铠装工序通过特殊的模具、合理化的编织角度及编织涨力，消除内衬层与外护套之间的空隙；护套工序采用挤压式工艺，同时采用自动化、连续注塑工艺，增加密封与粘连效果，并经过电子加速器使护套交联；

（2）纵向水密性能：电缆能承受纵向水压为7.0MPa，可在水下700m水深的环境使用；

（3）横向水密性能：电缆能承受横向水压为10.0MPa；

（4）纵向气密性能：电缆能承受纵向气压为0.50MPa；

（5）耐臭氧：电缆应能承受臭氧体积浓度为0.025%～0.030%的耐臭氧试验，不发生龟裂；

（6）抗吸水性：护套材料抗吸水性好，明显优于传统的氯磺化聚乙烯材料，可大幅度提高电缆在海水中使用寿命；

（7）耐高温：绝缘和护套材料经过辐照后，其由热塑性转变为不熔融状态，从而使其耐热性显著提高，绝缘长期允许工作温度为+90℃，短时工作温度达到250℃；

（8）耐寒性：电缆工作条件为空气温度-40℃～+45℃，并允许在海水中工作，可以解决PVC等极性材料由于低温敷设易造成硬化、脆裂等问题，从而满足低温环境的使用要求；

（9）阻燃：电缆采用阻燃材料，在火灾发生时几乎不产生有毒气体及浓烟，有利于灭火工作的顺利展开，人员转移，控制火灾的蔓延；

（10）抗干扰：采用镀锡铜丝编织屏蔽层和铠装，提高了抗干扰性能；

（11）柔软性：电缆柔软性好，便于安装、敷设；

（12）高耐磨性：护套材料耐磨性能优良，大幅度减小了在安装、敷设过程中出现的护套破损的机率；

（13）耐辐照：电缆采用辐照交联或耐辐照材料，有利于提高电缆在辐射环境中的使用寿命；

（14）机械性能：电缆护套材料机械性能优良，且耐老化性能、耐油性能等指标均明显优于氯磺化聚乙烯；

（15）超长使用寿命：电缆在海洋环境中的使用寿命可达到30年；

（16）电性能：电缆电性能优异，经长期泡水试验后电性能保留率≥90%；

（17）耐曲挠性：电缆在最小弯曲半径下经2000周期的曲挠试验后，依旧保持（1）~（16）条所述的各项性能。

附图说明

附图1是一种纵向水密气密电缆实施例1的结构示意图。

附图2是一种纵向水密气密电缆实施例2的结构示意图。

附图3是一种纵向水密气密电缆实施例3的结构示意图。

附图4是一种纵向水密气密电缆实施例4的结构示意图。

附图中1是导体；2是绝缘层；3是分屏蔽；4是密封胶；5是内衬层；6是铠装层；7是外护套。

具体实施方式

对照附图1，一种纵向水密气密电缆，其结构包括7组绝缘线芯、填充4、内衬层5、铠装层6、外护套7；其中，7组绝缘线芯外包裹内衬层5，内衬层5外包裹采用镀锡铜丝编织形成的铠装层6，镀锡铜丝编织角度为50°-60°，铠装层6外包裹外护套7，填充4在绝缘线芯与内衬层5之间、以及不同组绝缘线芯之间的空隙内。

所述每组绝缘线芯包括1-2根绝缘线芯，每根绝缘线芯包括导体1和绝缘层2，导体1外包裹有绝缘层2。

所述每组绝缘线芯内的每根绝缘线芯之间是密封胶4。

所述每组绝缘线芯外表面单独包裹有采用镀锡铜丝编织形成的分屏蔽3，其编织角度为50°-60°。

所述内衬层5是采用挤压式工艺挤出与密封包带同种材料的内衬层。

所述铠装层6通过固定于镀锡铜丝合拢处带有自加温功能金属加热圈的模具工装，以50°-60°的编织角度与编织丝涨力进行编织,使镀锡铜丝嵌入至密封包带中，消除内衬层与外护套之间的空隙。

制备纵向水密气密电缆的方法，包括以下步骤：

（1） 将若干镀锡铜丝采用正规绞合的方式形成导体1，正规绞合时采用自动化、连续注胶的工艺填补镀锡铜丝间的空隙；

（2）采用辐照交联乙丙橡胶形成的复合绝缘结构在导体1外形成绝缘层2，将1-2根带有绝缘层2的导体1作为1组绝缘线芯；

（3）每组绝缘线芯外采用镀锡铜丝编织形成分屏蔽3，编织角度经特殊设计，即保证良好的弯曲效果，又留有充足的注胶密封空隙；

（4）7组绝缘线芯成缆：采用自动化、连续注胶工艺，通过具有保压套设计与回流式注胶沟槽形状的特殊模具将胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，成缆后及时绕包密封包带；

（5）采用挤压式工艺技术挤出与密封包带同种材质的材料形成内衬层5；

（6）编织铠装层6：通过固定于镀锡铜丝合拢处带有自加温功能金属加热圈的模具工装，以50°-60 °的编织角度与编织丝涨力进行编织,使镀锡铜丝嵌入至密封包带中，消除内衬层与外护套之间的空隙；

（7）采用挤压式工艺挤出交联弹性体材料形成护套，同时采用自动化、连续注塑工艺，增加密封与粘连效果，并经过电子加速器使护套交联形成外护套7；所述挤压式工艺中所用挤出工装中模芯套管带有注胶流道槽，模套定径区长度与内部倒角经特殊设计；所述交联弹性体材料经辐照后进行自我交联，从热塑性线性结构变为交联型网装结构。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

制备纵向水密气密控制电缆的工艺步骤如下：

（1）将若干镀锡铜丝采用正规绞合的方式形成导体1，正规绞合时采用自动化、连续注胶的工艺填补镀锡铜丝间的空隙；

（2）采用辐照交联乙丙橡胶形成的复合绝缘结构在导体1外形成绝缘层2，将每根带有绝缘层2的导体1作为1组绝缘线芯；

（3）7组绝缘线芯成缆：采用自动化、连续注胶工艺，通过具有保压套设计与回流式注胶沟槽形状的模具将胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，成缆后及时绕包密封包带；

（4）采用挤压式工艺技术挤出与密封包带同种材质的材料形成内衬层5；

（5）编织铠装层6：通过固定于镀锡铜丝合拢处带有自加温功能金属加热圈的模具工装，以50°的编织角度与编织丝涨力进行编织,使镀锡铜丝嵌入至密封包带中，消除内衬层与外护套之间的空隙；

（6）采用挤压式工艺挤出交联弹性体材料形成护套，同时采用自动化、连续注塑工艺，增加密封与粘连效果，并经过电子加速器使护套交联形成外护套7；所述挤压式工艺中所用挤出工装中模芯套管带有注胶流道槽，模套定径区长度与内部倒角经特殊设计；所述交联弹性体材料经辐照后进行自我交联，从热塑性线性结构变为交联型网装结构。

电缆工程数据如下：

（1）电缆工作条件为：空气温度-40℃～+45℃，并允许在海水中工作；

（2）电缆的长期允许工作温度为+90℃；

（3）电缆敷设时的最小允许弯曲半径为电缆外径的6倍；

（4）电缆可在不超过7.0MPa的水文环境中使用；

（5）电缆可经受不超过0.5MPa的纵向气密试验。

电缆具有柔软、耐老化、耐臭氧、耐油、阻燃、耐寒、抗吸水性、高耐磨、纵向水密、气密的特性，能在恶劣的环境中保持其优异的电气性能和机械性能，满足高端装备的要求。

实施例2

制备纵向水密气密控制电缆的工艺步骤如下：

（1）将若干镀锡铜丝采用正规绞合的方式形成导体1，正规绞合时采用自动化、连续注胶的工艺填补镀锡铜丝间的空隙；

（2）采用辐照交联乙丙橡胶形成的复合绝缘结构在导体1外形成绝缘层2，将每根带有绝缘层2的导体1作为1组绝缘线芯；

（3）每组绝缘线芯外采用镀锡铜丝编织形成分屏蔽3，编织角度经特殊设计，即保证良好的弯曲效果，又留有充足的注胶密封空隙；

（4）7组绝缘线芯成缆：采用自动化、连续注胶工艺，通过具有保压套设计与回流式注胶沟槽形状的模具将胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，成缆后及时绕包密封包带；

（5）采用挤压式工艺技术挤出与密封包带同种材质的材料形成内衬层5；

（6）编织铠装层6：通过固定于镀锡铜丝合拢处带有自加温功能金属加热圈的模具工装，以50°的编织角度与编织丝涨力进行编织,使镀锡铜丝嵌入至密封包带中，消除内衬层与外护套之间的空隙；

（7）采用挤压式工艺挤出交联弹性体材料形成护套，同时采用自动化、连续注塑工艺，增加密封与粘连效果，并经过电子加速器使护套交联形成外护套7；所述挤压式工艺中所用挤出工装中模芯套管带有注胶流道槽，模套定径区长度与内部倒角经特殊设计；所述交联弹性体材料经辐照后进行自我交联，从热塑性线性结构变为交联型网装结构。

电缆工程数据如下：

（1）电缆工作条件为：空气温度-40℃～+45℃，并允许在海水中工作；

（2）电缆的长期允许工作温度为+90℃；

（3）电缆敷设时的最小允许弯曲半径为电缆外径的6倍；

（4）电缆可在不超过7.0MPa的水文环境中使用；

（5）电缆可经受不超过0.5MPa的纵向气密试验。

电缆具有柔软、耐老化、耐臭氧、耐油、阻燃、耐寒、抗吸水性、高耐磨、纵向水密、气密的特性，能在恶劣的环境中保持其优异的电气性能和机械性能，满足高端装备的要求。

实施例3

制备纵向水密气密通信电缆的工艺步骤如下：

（1）将若干镀锡铜丝采用正规绞合的方式形成导体1，正规绞合时采用自动化、连续注胶的工艺填补镀锡铜丝间的空隙；

（2）采用辐照交联乙丙橡胶形成的复合绝缘结构在导体1外形成绝缘层2；

（3）将两根带有绝缘层2的导体1采用对绞结构绞合形成1组绝缘线芯，同时自动化、连续注胶，通过保压套设计与回流式注胶沟槽形状的模具将密封胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，对绞后及时绕包密封包带；

（4）7组绝缘线芯成缆：采用自动化、连续注胶工艺，通过具有保压套设计与回流式注胶沟槽形状的特殊模具将胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，成缆后及时绕包密封包带；

（5）采用挤压式工艺技术挤出与密封包带同种材质的材料形成内衬层5；

（6）编织铠装层6：通过固定于镀锡铜丝合拢处带有自加温功能金属加热圈的模具工装，以60°的编织角度与编织丝涨力进行编织,使镀锡铜丝嵌入至密封包带中，消除内衬层与外护套之间的空隙；

（7）采用挤压式工艺挤出交联弹性体材料形成护套，同时采用自动化、连续注塑工艺，增加密封与粘连效果，并经过电子加速器使护套交联形成外护套7；所述挤压式工艺中所用挤出工装中模芯套管带有注胶流道槽，模套定径区长度与内部倒角经特殊设计；所述交联弹性体材料经辐照后进行自我交联，从热塑性线性结构变为交联型网装结构。

所制备纵向水密气密通信电缆的工程数据如下：

（1）电缆工作条件为：空气温度-40℃～+45℃，并允许在海水中工作；

（2）电缆的长期允许工作温度为+90℃；

（3）电缆敷设时的最小允许弯曲半径为电缆外径的6倍；

（4）电缆可在不超过7.0MPa的水文环境中使用；

（5）电缆可经受不超过0.5MPa的纵向气密试验。

电缆具有柔软、耐老化、耐臭氧、耐油、阻燃、耐寒、抗吸水性、高耐磨、纵向水密、气密的特性，能在恶劣的环境中保持其优异的电气性能和机械性能，满足高端装备的要求。

实施例4

制备纵向水密气密通信电缆的工艺步骤如下：

（1）将若干镀锡铜丝采用正规绞合的方式形成导体1，正规绞合时采用自动化、连续注胶的工艺填补镀锡铜丝间的空隙；

（2）采用辐照交联乙丙橡胶形成的复合绝缘结构在导体1外形成绝缘层2；

（3）将两根带有绝缘层2的导体1采用对绞结构绞合形成1组绝缘线芯，同时自动化、连续注胶，通过保压套设计与回流式注胶沟槽形状的模具将密封胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，对绞后及时绕包密封包带；

（4）每组绝缘线芯外采用镀锡铜丝编织形成分屏蔽3，编织角度经特殊设计，即保证良好的弯曲效果，又留有充足的注胶密封空隙；

（5）7组绝缘线芯成缆：采用自动化、连续注胶工艺，通过具有保压套设计与回流式注胶沟槽形状的特殊模具将胶水填充到绝缘线芯之间的空隙，成缆后及时绕包密封包带；

（6）采用挤压式工艺技术挤出与密封包带同种材质的材料形成内衬层5；

（7）编织铠装层6：通过固定于镀锡铜丝合拢处带有自加温功能金属加热圈的模具工装，以50°的编织角度与编织丝涨力进行编织,使镀锡铜丝嵌入至密封包带中，消除内衬层与外护套之间的空隙；

（8）采用挤压式工艺挤出交联弹性体材料形成护套，同时采用自动化、连续注塑工艺，增加密封与粘连效果，并经过电子加速器使护套交联形成外护套7；所述挤压式工艺中所用挤出工装中模芯套管带有注胶流道槽，模套定径区长度与内部倒角经特殊设计；所述交联弹性体材料经辐照后进行自我交联，从热塑性线性结构变为交联型网装结构。

所制备纵向水密气密通信电缆的工程数据如下：

（1）电缆工作条件为：空气温度-40℃～+45℃，并允许在海水中工作；

（2）电缆的长期允许工作温度为+90℃；

（3）电缆敷设时的最小允许弯曲半径为电缆外径的6倍；

（4）电缆可在不超过7.0MPa的水文环境中使用；

（5）电缆可经受不超过0.5MPa的纵向气密试验。

电缆具有柔软、耐老化、耐臭氧、耐油、阻燃、耐寒、抗吸水性、高耐磨、纵向水密、气密的特性，能在恶劣的环境中保持其优异的电气性能和机械性能，满足高端装备的要求。