高壓膠管

煤炭工業

煤炭工業用油管主要有液壓支架膠管管。近年來，有些煤礦液壓支架的壓力要求已經提高，一部分鋼絲編織膠管不能滿足其性能要求，要求改用鋼絲纏繞油管。此外，為防止煤礦井下採煤過程中煤塵污染和提高生產安全性，增加了煤礦用油管的品種，如煤層探水封孔器伸縮油管，用於煤礦井下工作面綜采前對煤層進行注水、注漿等作業。據報道，國內已有廠家生產，並經十幾家煤礦試用，可替代同類進口產品。

石油工業

海洋石油開發戰略中提出重點：開發近海和淺海油田，因此，石油工業除了使用鑽探油管、振動油管外，還要求使用淺海輸油油管。淺海海底輸油油管國內已有生產，但飄浮式或半飄浮式輸油油管和深海海底輸油油管目前仍然依靠進口。隨著中國海洋石油開發戰略的實施，海洋石油開採對油管性能的要求將不斷提高。

高壓油管按照製作工藝主要分為高壓鋼絲編織油管與高壓鋼絲纏繞油管：

高壓鋼絲纏繞膠管

高壓鋼絲纏繞膠管結構主要由內膠層、中膠層、四層或多層交替纏繞的鋼絲增強層和外膠層組成。內膠層具有使輸送介質承受壓力，保護鋼絲不受侵蝕的作用，外膠層保護鋼絲不受損傷，鋼絲（ф0.3-2.0增強層）層是骨架材料起增強作用。高壓鋼絲纏繞油管（高壓油管）用途：高壓鋼絲增強液壓油管主要用於礦井液壓支架、油田開發，適宜於工程建築、起重運輸、冶金鍛壓、礦山設備、船舶、注塑機械、農業機械、各種機床以及各工業部門機械化、自動化液壓系統中輸送具有一定壓力（較高壓力）和溫度的石油基（如礦物油、可溶性油、液壓油、燃油、潤滑油）及水基液體（如乳化液、油水乳濁液、水）等和液體傳動，最高耐工作壓力可達70-120Mpa。高壓鋼絲纏繞油管（高壓油管）工作溫度：-40℃～120℃。產品規格範圍：DN6mm～DN305mm。

種類：4SP型—四層鋼絲纏繞的中壓膠管。

4SH型—四層鋼絲纏繞的高壓膠管。

R12型—四層鋼絲纏繞苛刻條件下的高溫中壓油管。

R13型—多層鋼絲纏繞苛刻條件下的高溫高壓油管。

R15型—多層鋼絲纏繞苛刻條件下的高溫超高壓油管。

高壓鋼絲編織膠管

高壓鋼絲編織膠管結構主要由耐液體的合成橡膠內膠層、中膠層、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ層鋼絲編織層、耐天候的合成橡膠外膠層組成。內膠層具有使輸送介質承受壓力，保護鋼絲不受侵蝕的作用，外膠層保護鋼絲不受損傷，鋼絲層是骨架材料，起增強作用。高壓鋼絲編織膠管用途：高壓鋼絲增強液壓油管主要用於礦井液壓支架、油田開發，適宜於工程建築、起重運輸、冶金鍛壓、礦山設備、船舶、注塑機械、農業機械、各種機床以及各工業部門機械化、自動化液壓系統中輸送具有一定壓力和溫度的石油基（如礦物油、可溶性油、液壓油、燃油、潤滑油）及水基液體（如乳化液、油水乳濁液、水）等和液體傳動。高壓鋼絲編織膠管工作溫度：油類-40℃～100℃，空氣-30℃～50℃，水乳液+80℃以下。高壓鋼絲編織膠管規格範圍：DN5mm～DN102mm。

高壓石油鑽探膠管

一、結構：內膠層、內膠保護層、中膠層、鋼絲纏繞層和外膠層組成。

二、用途：鋼絲纏繞鑽探膠管用於油田固井、修井及石油地質勘探、小型鑽機和水利採煤、輸送泥漿及常溫水等流體介質。

1、用混煉機按配方混煉出內層膠、中層膠和外層膠；用擠出機擠出內層油管，包覆在塗了脫模劑的軟芯或硬芯上（液氮冷凍法也可不用管芯）

2、壓延機壓成中層膠薄片，加隔離劑收卷並按工藝要求裁成規定寬度

3、將含管芯內層油管在纏繞機或編織機上纏繞上鍍銅鋼絲或鍍銅鋼絲繩，同時在纏繞機或編織機將中層膠薄片同步纏繞在每兩層鍍銅鋼絲或鍍銅鋼絲繩間，纏繞鋼絲起頭和結尾處綁紮（有些早期纏繞機需預先將鍍銅鋼絲進行預應力定型處理）

4、再次在擠出機上包覆上外層膠，然後再包纏鉛或布硫化保護層

5、通過硫化罐或鹽浴硫化

6、最後拆去硫化保護層，抽出管芯，扣壓上管接頭，抽樣打壓檢驗。

總之，製造高壓油管使用設備多、原料種類多，生產工藝複雜。但近年來以塑料或熱塑性彈性體為主要原料的液壓油管生產工藝可適當簡化，但原料價高，仍以橡膠原料為主。

製造質量差

（1）高壓膠管管壁的內外層均為耐油橡膠，中間為（2～4層）交叉編織鋼絲或纏繞鋼絲。質量差的膠管會出現：膠管壁厚薄不均；鋼絲編織過緊、過松或鋼絲層數過少；膠管加壓后變形量（伸長、縮短或彎曲的變形量）較大；外層膠氣密性差導致鋼絲鏽蝕；內層膠密封性差而使高壓油輕易地進入鋼絲層；膠層與鋼絲層黏著力不足。上述情況都會使膠管地承受力降低，最終在管壁的薄弱處出現爆裂。

（2）膠管與接頭裝配時的扣壓量和扣壓速度選擇不當，或接頭的結構和、材質、尺寸選擇不合理，都可導致膠管與接頭壓的過緊或過松，造成接頭處早期損壞。裝配時，若扣壓量過小，即接頭與膠管間壓得過松時，在油壓的作用下膠管在使用初期便有可能從接頭中脫出；若扣壓量過大，則接頭與膠管壓得過緊，易導致膠管內層受到局部破壞，產生裂紋，高壓油會從破裂處直接進入鋼絲層，再沿鋼絲間的縫隙竄到外套尾部噴出，或一直沿鋼絲層竄到某處積聚起來，使外層膠產生鼓包甚至破裂。膠管與接頭在裝配時，若扣壓速度過快，容易造成內膠損壞和鋼絲層斷裂，使膠管在使用中過早損壞。

（3）此外，接頭設計不合理、加工質量差，也會造成內膠損壞；若接頭材質選擇不當，在扣壓過程中易產生變形，從而影響扣壓質量，使膠管的壽命縮短。

使用不當

在質量有保證的前提下，如果使用不當，也會大大地縮短膠管地使用壽命。實際工作中，大部分高壓膠管地損壞都是由於使用不當造成的。

（1）受頻繁、劇烈的壓力衝擊。高壓膠管出現爆裂，一般不是因承受靜壓力太大所致，而是與壓力衝擊的劇烈程度和次數有關。工程機械在作業時，油管內會反覆出現油壓的突然升高或降低的情況，從而構成對油管頻繁的壓力衝擊，導致各部的油封損壞加劇、膠管出現起泡和破裂以及管接頭的鬆動滲漏現象。因此在操作時，閥桿的扳動不可過猛，一定要平緩。

（2）油液的使用溫度過高。工程機械作業時，液壓系統因功率損耗而使油液發熱，加上外界氣溫的影響（尤其在夏天），可使油溫急劇升高。油液使用溫度越高，橡膠越易老化，彈性變差，強度與密封性能下降，膠管就會很快爆裂。因此，在作業中，當液壓系統出現溫升過高、過快時，應及時查明原因，予以排除；夏天作業，特別是連續作業時，應採取必要的降溫措施。

（3）膠管選用、安裝不合理。在更換高壓膠管時，所選用膠管的長度、鋼絲層數、接頭形狀和尺寸都要合理，且應盡量減小膠管彎曲程度；在擰緊接頭螺母時，不要使膠管產生扭曲，過大的彎曲和扭曲會大大降低膠管的使用壽命；對一些容易發生摩擦的部位應採取防護措施，以防止膠管因磨損而爆裂。

1外膠層的故障

(1)軟管外表出現裂紋

軟管外表出現裂紋的主要原因是軟管在寒冷環境下受到彎曲。

(2)軟管外表面出現鼓泡

軟管外表面出現鼓泡的原因是軟管生產質量不合格，或者工作時使用不當。

(3)軟管未破裂但大量滲油

軟管大量滲油但未發現破裂，其原因是軟管內通過高壓液流時，內膠被沖蝕、擦傷，直至大面積漏出鋼絲層導致大量滲油。

(4)軟管外膠層嚴重變質，表面出現微裂這是軟管自然老化的表現。由於老化變質，外層不斷氧化使其表面覆蓋上一層臭氧，隨著時間延長而加厚，軟管在使用中只要受到輕微彎曲，就會產生微小裂紋。遇到這種情況，應更換軟管。

2內膠層的故障

(1)軟管內膠層堅硬，並有裂紋：主要原因是橡膠製品中由於加入增塑劑，使軟管柔韌可塑。但軟管過熱，會使增塑劑溢出。

(2)軟管內膠層嚴重變質，明顯發脹：軟管內膠層嚴重變質，明顯發脹的原因是軟管內膠材質與液壓系統用油不相容，軟管受到化學作用而變質。

3表現在加強層的故障

(1)軟管破裂，破口附近編織鋼絲生鏽軟管破裂，剝去外膠層檢查，發現破口附近編織鋼絲生鏽。這主要是由於該層受潮濕或腐蝕性物質的作用所致，削弱了軟管強度，導致高壓時破裂。

(2)軟管加強層未生鏽，但加強層出現不規則斷絲現象。軟管破裂，剝去外膠層未發現加強層生鏽，但加強層長度方向出現不規則斷絲，其主要原因是軟管受到高頻衝擊力的作用。

4表現在破裂口處的故障

(1)軟管一處或多處破裂，裂口整齊，其它部位保持良好。

發生這種現象的原因主要是系統壓力過高，超過了軟管的耐壓能力。

(2)軟管破裂處出現扭轉

發生這種現象的原因是軟管在安裝或使用過程中受到過分的扭轉所致。

總結，通過以上分析，今後在使用液壓軟管時應注意以下事項：

①軟管布置要盡量避免熱源，遠離發動機排氣管的表現。必要時可採用套管或保護屏等裝置，以免軟管受熱變質。

②軟管必須交叉或工作時可能與機械錶面發生摩擦的地方，應用軟管夾或彈簧等保護裝置，以免膠管外層受到損傷。

③軟管必須彎曲時，彎曲半徑不宜過小，應大於9倍外徑。膠管與接頭連接處應有一段大於管子外徑2倍的直線段。

④軟管安裝時應避免處於拉緊狀態，即使軟管兩端沒有相對運動的地方，也要保持軟管鬆弛，張緊的軟管在壓力作用下會膨脹，強度降低。

⑤安裝過程中不要扭曲軟管。軟管受到輕微扭轉就有可能使其強度降低和鬆脫接頭，裝配時應將接頭擰緊在軟管上，而不是將軟管擰緊在接頭上。

⑥軟管如配置在關鍵部件上，建議對其進行定期檢查或更換。