橡膠軟管制造工藝研究

劉天中，仲亮

(南京七四二五橡塑有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210028）

橡膠軟管具備清洗容易、使用壽命長(zhǎng)、吸濕性低、透氣性低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)橡膠軟管也可以實(shí)現(xiàn)一定的透明度，能視覺(jué)監(jiān)測(cè)溶液的流動(dòng)，還具備高溫消毒、高壓滅菌的優(yōu)勢(shì)。因此，在工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活中，橡膠軟管得到廣泛應(yīng)用。橡膠軟管的制造材料，已經(jīng)由橡膠延伸到塑料，大部分膠管的內(nèi)襯層、外覆層等，均采取熱塑性的塑料制成。膠管增強(qiáng)材料已經(jīng)由合成的纖維代替原有的棉線和棉布，高強(qiáng)度的鋼絲也被增加到液壓膠管中，由此可知，新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用使我國(guó)的橡膠軟管制造業(yè)發(fā)展更快。

1 軟管的型別

依據(jù)軟管制造的工藝，可將橡膠軟管分為以下幾種型別，A型軟管：是經(jīng)硬芯法制造出來(lái)的軟管，能實(shí)現(xiàn)控制軟管內(nèi)徑尺寸的目的；B型軟管：采取軟芯法制造出來(lái)的軟管，其目的是為了控制軟管的內(nèi)徑尺寸；C型軟管：軟管的制造方法為無(wú)芯法；D型軟管：通過(guò)擠出方式制造的柔性塑料軟管。

2 橡膠軟管制造的工藝

橡膠軟管制造的工藝有三種，具體內(nèi)容為如下。

2.1 無(wú)芯法

無(wú)芯法制作的軟管有纏繞增強(qiáng)的塑料抽吸軟管和排輸軟管兩類，內(nèi)膠層按照膠管的內(nèi)徑，其壓出的長(zhǎng)度超過(guò)300 m。通過(guò)設(shè)備將其壓出后，經(jīng)冷喂或者熱喂（喂料為塊狀或者條狀的膠料）擠出后，制成膠管。另外，冷膠料通過(guò)膠條自混煉車間內(nèi)的錐形螺桿壓出機(jī)直接壓出，再喂入小型的開煉機(jī)內(nèi)，獲取的熱膠料通過(guò)膠條的形式，喂入相同的壓出機(jī)壓出內(nèi)膠。內(nèi)膠冷卻放置后，把纖維材料纏繞于外部，將增強(qiáng)層膠管經(jīng)直角機(jī)頭壓出機(jī)后包覆其外膠層，再包覆一層樹脂后硫化。經(jīng)無(wú)芯法制造出來(lái)的膠管有輸水膠管、空氣膠管和園藝膠管等通用膠管。制造中纏繞選擇纖維線，可不通過(guò)合股[1]。

2.2 硬芯法

采取硬芯法制作工藝，可制造出以下兩種橡膠軟管。一是夾布膠管：此種膠管屬于機(jī)械包纏而成的膠管類型，其制作機(jī)械為三輥成型機(jī)，輥中心在等邊三角形角上，底部由2個(gè)輥?zhàn)咏M成。制作此種膠管的方式是壓出膠層后，待其冷卻，再用氣筒將其吹脹，最后將其套于硬芯上即可。硬芯的截面呈圓形，硬芯的外徑就是膠管標(biāo)稱的內(nèi)徑，制作小直徑膠管時(shí)，硬芯為鋼質(zhì)材料，而制作大直徑膠管，硬芯為輕質(zhì)合金材料，方便移動(dòng)。織物補(bǔ)強(qiáng)層通過(guò)條形縱向直接引入三輥成型機(jī)，紡織織布需先經(jīng)壓延機(jī)進(jìn)行擦膠后，才能按照規(guī)定直接裁剪為條形，再將形成擦膠的膠布條用搭接緊密連接，以此形成長(zhǎng)膠布條，增加膠管自身的曲撓性。沿著膠管縱向進(jìn)行外膠鋪放，把外膠放在機(jī)械上，用輥?zhàn)又苯訅簩?shí)后，可經(jīng)輥?zhàn)訛槟z管纏上一層尼龍水的包布，最后將其硫化，硫化后需給膠管脫管芯和解水包布，切管頭后即可將膠管送去檢驗(yàn)。二是液壓膠管：主要通過(guò)鋼絲編織（或纏繞）的方式制造的膠管，通過(guò)硬芯法能有效控制膠管的內(nèi)徑尺寸和鋼絲編織（或纏繞）的角度。此種膠管的內(nèi)膠可通過(guò)充氣的方式，直接套在硬芯上，內(nèi)膠層經(jīng)擠出后套于硬芯上，再用編織機(jī)（或纏繞機(jī)）直接在膠管的內(nèi)膠層編織一層鋼絲增強(qiáng)層（或纏繞層）。按照工作壓力的大小，可采取一層或者多層的鋼絲編織（或纏繞）硬芯法[2]。

2.3 軟芯法

軟芯法主要綜合了鋼絲編織增強(qiáng)法和模制長(zhǎng)膠管制造法兩種方法的優(yōu)勢(shì)，軟芯的制作材料用尼龍，制成軟芯尼龍棒，也可用EPPM，將其制成橡膠棒，并在中間增加鋼絲，防止橡膠棒變形。模制的長(zhǎng)膠管內(nèi)徑可超過(guò)300 m，通過(guò)設(shè)備將其壓出后，經(jīng)冷喂（喂料為條狀的膠料）后，包樹脂實(shí)施硫化。液壓系統(tǒng)下的膠管，工作壓力不大時(shí)選用纖維作增強(qiáng)層材料，工作壓力大時(shí)則選用鋼絲。軟芯法膠管的制作流程與硬芯法基本類似，但是軟芯法生產(chǎn)的膠管長(zhǎng)度，比硬芯法生產(chǎn)的膠管長(zhǎng)很多。而與硬芯法制作工藝不同的地方在于，軟芯法膠管的內(nèi)膠層是通過(guò)擠出機(jī)在軟芯上直接擠出來(lái)的，再實(shí)施編織和包外膠層，將膠管全面實(shí)施尼龍水包布纏繞后硫化，最后去掉水包布，脫芯便可得到軟芯膠管[3]。

3 其他膠管及其制作方法

3.1 手工制作膠管

手工膠管適用于土木及建筑工程，手工制作膠管指的是在膠管的制作過(guò)程中，有部分工序是通過(guò)手工完成的膠管類型，其采用紡織物及簾線的增強(qiáng)層，設(shè)備成型的每層增強(qiáng)層采取手工鋪放，輥壓后可旋轉(zhuǎn)膠管，再繞上去鋼絲螺旋線，以防止抽吸時(shí)發(fā)生塌癟。近海停泊及海上輸油等所需的膠管，是大口徑類型，尤其是海上的輸油膠管，其內(nèi)徑極大，使用的條件比較苛刻，要求的制造工藝及生產(chǎn)設(shè)備較高，可實(shí)施硬芯法制造，通過(guò)自動(dòng)化的加工設(shè)備，鋪放內(nèi)膠層和織物簾線等，大大縮減工藝制造時(shí)間[4]。

3.2 汽車膠管

汽車膠管指的是汽車上的膠管，本文簡(jiǎn)單介紹幾種汽車膠管：一是“拆布”式的波紋膠管：經(jīng)2個(gè)金屬的模具直接模壓的純膠管，此種膠管需采取措施，待其硫化時(shí)施加一定的低負(fù)壓，幫助膠管成型；二是異型管，主要用于汽車的散熱器，此種膠管需參照汽車的型號(hào)進(jìn)行制作，從而得出正確的形狀、彎曲度，異型管有內(nèi)膠，并具備耐熱的性能，通過(guò)膠管針織機(jī)可制造補(bǔ)強(qiáng)層，外膠層則是直接覆蓋橡膠膠料而成。成型膠管需套在模具上，待其定型后直接進(jìn)行硫化，硫化完畢再?gòu)哪＞呱喜鹣?。汽車膠管還包括吸引膠管、耐壓吸引膠管、液壓制動(dòng)軟管、氣壓制動(dòng)軟管、動(dòng)力轉(zhuǎn)向軟管和空調(diào)軟管等類型。

3.3 帆布膠管

帆布膠管指的是消防用的水龍帶，其管體是通過(guò)圓織機(jī)織出的長(zhǎng)紡織物，其織物套為圓形，其經(jīng)線是經(jīng)向的走向，緯線依據(jù)圓周的方向，與經(jīng)線編制在一起，也可在緯線內(nèi)編織鋼絲螺旋線，以增強(qiáng)帆布膠管的韌性。帆布膠管通過(guò)圓織機(jī)紡織出一層織物套，其內(nèi)膠層一般為壓出，能實(shí)施半硫化。也可把未經(jīng)硫化的內(nèi)膠層穿到織物套內(nèi)，再把膠管伸直展開夾住端部，放入空氣，以此使其在硫化中能壓起內(nèi)膠層，并將內(nèi)膠層擠進(jìn)織物層中[5]。

綜上所述，橡膠軟管可用于石油和燃油等液壓流體的輸送，也是工業(yè)建筑中常用的軟管之一，與硬管相比，橡膠軟管具備可彎曲性。工業(yè)級(jí)的橡膠軟管，如介質(zhì)為氣、油、化學(xué)品和水等膠管，其均有內(nèi)膠、外膠及中間層，中間層以編織為主，能強(qiáng)化橡膠軟管的強(qiáng)度。橡膠軟管的制造工藝主要有無(wú)芯法、硬芯法和軟芯法三種方式，每種制造工藝下的橡膠軟管，均具備自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，橡膠制造廠需借鑒國(guó)外先進(jìn)的橡膠軟管制造工藝，并結(jié)合我國(guó)的市場(chǎng)需求，選擇最佳的制造方式，以迎合客戶需求，實(shí)現(xiàn)橡膠軟管制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]梁西正，白鵬，王維相橡膠軟管制造工藝綜述[J].世界橡膠工業(yè) ,2014，41(2):34～39.

[2]白鵬，王維相. 橡膠軟管膠料壓出工藝和硫化技術(shù)進(jìn)展[J]. 原材料，2012，27(11):205.

[3]張虹，姚健. 高壓鋼絲纏繞軟管設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝[J]. 中國(guó)橡膠，2013，(15):182.

[4]徐慧，張彩瑩，羅延生，等. 海上漂浮輸油軟管拉伸與彎曲力學(xué)特性[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2012，(6):396.

[5]朱曉龍. 節(jié)能環(huán)保型橡膠軟管的內(nèi)膠層配方設(shè)計(jì)[J]. 能源與節(jié)能，2014，(11):87.