高压胶管知识学习资料汇编.doc

第一章 概 论目前，我国胶管行业在产品研究与开发、产品性能与质量、实验与检验、标准化等方面均已达到前所未有的水平各种类型和性能的胶管产品广泛应用于工程机械、采矿、冶金、石油、化工、建筑、农林园艺、汽车、航空、航海、医疗等领域，基本上满足了国计民生的要求，为我国国民经济的发展起着重要的作用但是，我国胶管行业在经济、技术和管理方面仍有许多困难和不足，与发达国家相比仍有较大的差距在我国胶管行业中，无论是产品产量和质量，产品品种和应用范围，还是生产工艺和技术水平，国有企业都居于主导地位，在国民经济中起着举足轻重的作用 一、胶管的结构、命名与组成 1.胶管的结构 胶管是由内、外胶层、骨架层加工制成中空管状制品，广泛应用于煤炭、化工、机械制造、农业生产及交通运输各部门，在不同压力下输送固体、液体或气体介质例如：工程机械管、石油钻探管、煤安胶管、汽车用刹车胶管、农业用排吸胶管，各种输油、输蒸汽、输酸碱等胶管胶管的生产是橡胶工业的重要组成部分 2.胶管的命名 胶管的种类很多，统一命名的方法是以材料、结构、用途的不同 而命名，产品全称为：材料+结构（工艺）+用途+胶管 例如：棉线纺织耐油胶管；钢丝缠绕耐压胶管。

3.胶管的组成 胶管大体由3个基本部位组成 (1)内胶层 是胶管的主要工作面，也是第一工作面，它直接与被输送介质接触，其作用是支撑管体、保护骨架层技术要求有以下几点： ①具有良好的耐介质性能，抵抗接触介质的腐蚀 ②具有足够的硬度和挺性，以适应工艺加工时变形和压力的需要一般内胶层硬度在60～85(邵氏A)，可塑度在0.2～0.3左右为宜 (2)骨架层 是胶管承受压力的部位(如正压或负压)，由纤维材料或金属材料组成，也是胶管的增强层技术要求有以下几点： ①具有良好的加工性能，以保证胶料与骨架材料顺利地加工为一个整体 ②具有良好的粘合性能必要时要迸行专门的处理 ③具有良好的耐曲挠性能为满足这一要求，骨架材料的品种、结构及工艺加工方法是主要关键 (3)外胶层 为胶管的第二工作面，其作用是保护骨架及管体技术要求有以下几点： ①具有良好的耐老化性能，如耐光、臭氧及天候老化 ②具有良好的耐摩擦、耐撕裂性能 为达到以上要求，胶管的外胶层常采用丁苯橡胶、氯丁橡胶制作 二、胶管的类型 1．夹布胶管夹布胶管若按使用条件、工作压力及结构的不同，可分为以下3种1）耐压胶管 由内胶层、胶布层和外胶层组成根据使用压力及工作条件的需要可在外层用金属钢丝铠装。

夹布耐压胶管主要由经纬向纱线平纹交织的布料制成的胶布经45°裁断、拼接并包贴而成其特点是制造工艺简单，对产品规格、层数范围等适应性强，并具有管体挺性好、用途广泛等到优点2）吸引胶管 分为埋线和露线式两种.埋线式是指骨架层中金属螺旋线埋在胶布层中间.它是由内胶层、胶布层、金属螺旋线、中间胶层、胶布层、外胶层组成露线式是由金属螺旋线、内胶层、胶布层、外胶层组成 露线式吸引胶管的金属螺旋线在胶管的内壁，在使用过程中内胶层和胶布层不会出现早期脱落现象，但容易造成因内壁不光滑而淤积杂物，增大输送介质的阻力，并且不适于输送腐蚀性物质因此，一般情况下都采用埋线式吸引胶管为露线式 吸引胶管在工作压力低于大气压力（负压）下抽吸物料 （3）耐压吸引胶管 是排吸两用胶管，可在高于或低于大气压力下输送、抽吸物料其结构基本与吸引胶管相同，只是在布层之上再多一层金属螺旋线按用途不同，又可分为内露线外铠装、内露线外埋线等形式 无论何种夹布胶管，其性能特点是工艺加工简单，易于掌握操作，管体挺性好，便于成型硫化，造价低，应用较广泛但由于夹布胶管骨架层为挂胶帆布裁制而成，不能按理想平衡角加工，使夹布胶管具有工作压力较低，耐曲挠性差，易打折及龟裂老化，生产中劳动强度大，管体加工长度受限等缺点。

2．编织胶管 编织胶管的骨架层是在编织机上按理想的平衡角度（54°44′）编织而成，因而具有优于夹布胶管的许多优点如耐压强度高于夹布胶管数倍，脉冲及曲挠性能良好，加工长度不受限制等但缺点是因为编织层仍有一定的缠节点，当受内压作用时容易因应力集中而磨损,导致夹布层断裂现象说明编织胶管架材料强度仍不能充分发挥作用，只能达到骨架材料应有强度的70%左右 一般棉线编织胶管工作压力为0.5～2MPa；钢丝编织胶管工作压力为8~17MPa；耐液压高压胶管工作压力可达55MPa；3．缠绕胶管缠绕胶管由内胶层、缠绕层和外胶层组成缠绕层由单根线材（纤维线、钢丝等）按 一定的角度（54°44′）呈螺旋状缠绕在内胶层上，每两个相邻层分别以相对的方向缠绕，同一层的单根线都相互平行，两相邻层单根线的缠向与胶管的纵轴对称 缠绕胶管与编织胶管相比具有许多优点，如骨架材料没有应力集中的缠节点，材料强度可以充分发挥作用，爆破压力高于编织胶管约30～40%左右，而且管体轻、耐曲挠及脉冲性能良好，节省骨架材料 三、胶管的规格与计量表示方法 1．规格表示方法 内径尺寸（mm）×骨架层数×长度（m）---工作压力（MPa）来表示。

骨架材料的层数代号按结构而定夹布胶管类以“P”表示；棉线编织胶管以“C/B”来表示；钢丝编织胶管以“W/B”表示；缠绕胶管以“S”表示 例如：Ф25×3P×20-0.15意义是内径25mm,骨架为三层夹布结构,长度20m,工作压力为0.15 MpaФ25×3C/B×20-10意义是内径25 mm,骨架为三层棉线编织层,长度20 m，工作压力10 MPa若骨架层为2W/B表示2层钢丝编织层,2C/S表示2层棉线缠绕层2．计量表示方法 一般以内径(cm) ×长度(m)来表示.例如: Ф5.1 cm× 20 m计量表示为102cm·m. Ф10 cm×20 m计量表示为200 cm·m.计量数值可用来表示某生产单位的生产能力四、胶管的发展方向 胶管生产的发展趋势为无接头大长度、大口径、高耐压长度最高者达600m，口径最大为1.5 m,最高爆破压力可达20～30MPa由于使用条件的苛刻,要求在耐高压、低压、脉冲性能及耐介质环境等方面具有较高的综合要求因此，胶管的生产与研究应向着不断改进工艺，改进骨架材料，扩大使用新型高分子材料方面去发展 胶管的骨架材料是胶管的增强层，其强度按棉→人造丝→维尼龙→尼龙→聚酯→钢丝的次序逐渐增加。

骨架材料强度的增加，意味着骨架层数的减少和管体重量的减轻，相应地提高胶管的爆破压力、脉冲、屈挠性能因此，以合成纤维代替天然纤维，以提高强度碳素钢丝、不锈钢丝代替普通钢丝骨架，才能适应越来越高的技术性能要求 胶管加工、成型方法的改进，直接关系到产品质量及生产效率的提高如软芯、无芯成型法可以实现连续化生产，既简化工艺又可改善劳动条件在硫化方法上采用新型硫化介质如熔盐硫化、微波硫化、色铅硫化等有利于产品外观质量改善及实现连续硫化 随着胶管工业的不断发展和新型高分子材料的不断出现，采用橡胶与其它高聚物材料复合及并用制造胶管愈趋广泛这类胶管不仅具有橡胶管耐高压及柔软、弯曲性能而且具有优于橡胶的抗介质、抗臭氧老化性能常选用的材料如聚乙烯，具有优越的耐酸碱性;聚氯乙烯具有优越的耐溶剂、耐油性;聚四氟乙烯具有优越的耐酸、碱及电化学腐蚀性，耐溶剂性;氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯具有优越的耐溶剂及耐臭氧老化性 由于液压技术不断发展，合成树脂软管的发展尤为迅速其最大特点是无需硫化，且简化工艺、节省能源、提高效率、降低成本，有利于连续化生产，密度小于橡胶管，耐腐蚀、耐溶剂、耐臭氧老化性及外观色泽等方面均优于橡胶管。

常用的合成树脂材料有苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物、聚酯系热塑性弹性体、氯化聚乙烯、改性聚氯乙烯等近年来，国内外市场上越来越多的高压合成树脂软管迅速开发，并逐渐代替橡胶管这类胶管在耐压及使用条件上更为苛刻，因此，在选甩材料及制造工艺上提出更高要求一般是采用高强度合成纤维及钢丝作骨架，通过编织或缠绕制成，并用特殊的技术予以整体结合 第二章 胶管配方设计 一、胶管各层的功用 1．内胶层 输送介质的第一工作面，也是使用条件最苛刻的部位，要求如下 ① 对输送介质有足够的适应性具有抗渗透、耐溶胀、耐腐蚀、耐磨损的特点，食品胶管要无毒、无味，高压胶管要求一定压力下不泄露，输送泥浆要耐磨损等 ② 具有一建弹性、柔软性、耐老化性 ③ 气密性强 ④ 与其它部件硫化速度匹配，即与外胶相接近，但要慢于布层胶 ⑤ 适于工艺加工性的要求，如半成品有足够挺性，收缩性小，压出、压延表面光滑，易于成型 2．外胶层 胶管的第二工作面，暴露于空气中起着保护内层结构不受损伤的作用，具体要求如下 ① 具有优越的耐光、天候老化、机械老化 ② 抗撕裂、耐磨损，符合环境条件的要求 ③ 硫速平稳，平坦性良好。

④ 压出、压延表面光滑 3．中间胶 多层骨架胶管会造成内、外胶层与骨架层脱层现象，中间胶是起到填充、粘合骨架与胶层的作用，使胶管成为一体，它也是内胶层的保护层具体要求如下 ① 良好的粘合性能 ② 良好的弹性、柔软性、耐曲挠性 ③ 硫化速度应与各层匹配要求硫化的渗透性强、初硫点慢，但正硫点应要稍快于内、外胶层 二、通用胶管的配方设计 通用胶管如普通风压管、水管、氧气管、喷雾管等配方的主要特点如下 1．胶种的选择 选用天然橡胶、丁苯橡胶为主体，外胶层也可掺用氯丁橡胶为降低成本、改善工艺性能，外胶层可适当掺用再生胶 2．含胶率的确定 内胶层含胶率在40~50%左右;外胶层在30~35%左有;中间胶在35%左右;胶浆胶在40~45%左右 3．硫化体系选择 一般是采用常规硫化体系内胶层硫黄用量2~2·5份，以噻唑类促进剂为主体的硫化促进剂中间胶及帆布擦胶硫化速度稍快，硫黄用量2份左有，促进剂可用噻唑类与秋兰姆类并用外胶层硫化体系要根据胶种确定，如是天然橡胶基本同上;如是氯丁橡胶应以金属氧化物硫化 4．补强体系选择 内、外胶层以高耐磨为主体，而擦胶、中间胶以通用型或半补强炭黑为主。

5．增塑、软化体系选择 常以松焦油、机油、重油为主体，可适当掺用三线油、六线油如采用丁腈橡胶、氯丁橡胶必须使用合成树脂类，如邻苯二甲酸二丁酯等中间胶、擦胶、胶浆胶应适当多加粘合型软化剂，古马龙、松香及RF、RH直接粘合系 三、特种胶管的配方设计 1.耐油胶管： (1)胶种的选择  对耐油胶管选用橡胶的原则，应是与输送油类的溶解度参数差距愈大愈好通常情况下，多以丁腈橡胶为主，或与适量的氯丁橡胶并用，也采用与其他高分子聚合物并用，以获得较好的耐油性能氯醚橡胶是一种具有良好的耐老化耐油类耐溶剂的胶种，因此可用来制造要求更高的耐油胶管 (2)硫化体系：对采用丁腈橡胶配合的耐油胶管胶料，其硫化体系通常以低硫配合效果较好；在丁腈橡胶与氯丁橡胶并用的配方中，若氯丁的使用比例大于大于丁腈时，应根据氯丁橡胶的硫化系统配合为好氯醚橡胶适用的硫化剂和活化剂有乙烯基硫脲（NA-22）,二硫化吗啡啉，红铅，二乙基二硫代氨基甲酸锌（ZDC）等多种 (3)补强及填充剂：通常选用高耐磨炉黑，或与半补炉黑并用，用量一30－50份为宜外层胶配方中以半补炉黑为主，用量也适当减少一般情况下，当补强剂的补强性能越大，其硫化胶抗溶胀性能愈优，耐油性能也有提高。

因此，在耐油胶管的胶料配方中，在不影响其性。