[实用新型]一种非金属铠装丝

说明书

一种非金属铠装丝，其中，内芯为超高分子量聚乙烯纤维浸渍合成聚氨酯树脂固化而成，外侧涂覆有一层耐磨层。该非金属铠装丝适合全深海遥控潜水器的脐带缆使用，具有环境适应强、拉伸强度和拉伸模量性能好、方便使用、生产效率高、性价比高等有益效果。

技术领域

本实用新型涉及一种脐带缆用铠装丝，属于复合光缆材料技术领域。

背景技术

随着我国经济快速发展，国家能源需求日益提高，海洋油气开发向深海拓展和延伸，十九大提出“坚持海陆统筹，加快建设海洋强国”，深海能源开发已经成为国家战略重点建设内容。然而目前深海开发装备不成熟，极大制约我国能源开发向深海进军。脐带缆作为深海能源开发关键装备，负责水下开采子系统和水面浮式母平台之间“信号”和“物质”交流，在水下油气开发过程中占有十分重要的地位，是水下油气开发的“神经系统”和“生命脐带”。

随着遥控潜水器(ROV)最大潜水深度的不断突破，特别是万米级全深海ROV研制项目不断推进，研制全深海遥控潜水器用脐带缆已经成为我国深海技术的紧迫任务。然而，已有的全深海ROV脐带缆为金属铠装脐带缆，采用钢丝作为铠装材料，由于钢丝密度较大，致使金属铠装脐带缆自身重量较重，通常只能用于海底6000米以内。如CN201975101U和CN202650621U公开的脐带电缆，其采用或编织或缠绕钢丝铠装层来满足承受水下作业时的抗拉和抗压的功能。同时在电力传输过程中为了避免钢丝产生磁滞损耗带来干扰，在钢丝内部要包覆一层导电或半导电屏蔽层。虽然这类电缆短期内可以满足海洋工程电缆的要求，但是其仍存在缺点：该电缆采用钢丝作为承力件，钢丝比重大，在电缆外面包覆钢丝后，造成电缆本体重量大幅度增加，既不利于敷设和使用，也不利于用于更深的海底；该类电缆均采用钢丝铠装，由于钢丝是磁性金属，在电力缆传输过程中产生磁滞损耗，造成对线芯的干扰，为了避免该类干扰，在铠装层内部需要增加屏蔽层，因此增加了材料，也增加了成本；金属管和金属丝铠装作为采样取样管路及承载结构容易受到深水压力和浮力摇动，造成电缆绝缘材料损伤，使电缆因绝缘操作导致短路。

随着ROV最大下潜深度的不断突破，特别是全深海ROV研制项目的不断推进，能满足全深海ROV工作要求的全深海ROV非金属铠装脐带缆已成为我国深海技术领域的紧迫任务。全深海ROV非金属铠装脐带缆是当今国际前沿性研究项目，它充分利用了非金属复合材料重量轻、强度高的优异特性，用非金属铠装丝制作成的全深海ROV非金属铠装脐带缆具有较高的强度、重量比和优良的耐腐蚀性能。公告号为CN203366804U的实用新型专利，其虽然采用聚乙烯纤维和无纺布包覆构成的编织物层作为非金属加强层来提高负载重量，其仍存在缺点，第一，将编织物作为整体的加强层，并未将其作为铠装丝使用，使得使用并不方便，也不便于根据脐带缆使用的深度来调整铠装层的布设而达到要求的强度；第二，加强层的整体拉伸强度和拉伸模量不利于控制；第三，对环境的适应性如温度、抗化能力等不强；第四，不便于生产和组装。现有技术也有用FRP、芳纶纤维作为构成的编织物层，其拉伸强度和拉伸模量相对不足，也无法生产长度超长的铠装丝，不利于深海万米以下使用。

因此，高性能非金属铠装丝目前在我国深海技术领域还是一项空白，开展全深海ROV铠装脐带缆用非金属铠装丝的研究可为我国全深海ROV脐带缆的研制提供技术支撑和配套保障，为我国全深海ROV非金属铠装脐带缆的国产化和产业化奠定结实的技术基础，对推动我国深海科学技术发展，实现国家深海战略具有重要的科学意义和社会效益。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种对环境适应强、拉伸强度和拉伸模量性能好、密度低、柔软性好、方便使用、适用于万米级全深海、生产效率高、性价比高的非金属铠装丝，同时对其生产方法、生产装置进行改进，使得非金属铠装丝的表面性能突出、能实现大长度连续生产。