一种海上用水中构件装置系留缆绳及其制作方法
技术领域tt
本发明涉及一种在海上使用的水中构件装置系留缆绳及其制作方tt法。tt
背景技术tt
海上水中构件装置主要指海面浮筒泊位、浮标、潜标、航标灯、tt水中兵器(水雷)等。过去这些水中构件装置在使用时的系留缆绳都tt采用钢丝缆绳或锚链。现在随着系留缆绳系统装置使用范围的扩大和tt水深的增加，系留缆绳加长，重量随之增加，浮体浮力无法支承。根tt据我国海区情况和海军、海事(航管)部门的要求，不可能再用钢丝tt缆绳或锚链作为系留索，需要替代材料。tt
在实际使用中发现单层8股、12股结构缆绳容易被海上风力割tt断和磨损，并不适合海上深水系泊。国内外10多年海上系泊系统缆tt绳使用证明，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是目前世界上强tt度最高的商业化高性能纤维。等直径时，其强度及伸长率与相应的钢tt缆相近，但重量仅为钢缆的15％；等重量时，其强度比钢缆高15倍tt之多；其使用寿命比普通化纤缆绳一般高出2～3倍。用其纤维材料制tt成的系泊缆绳具有高强、高模、轻质、低延伸、低蠕变，断裂伸长率tt只有3％左右、耐海水腐蚀、耐紫外线辐射、漂浮于水、操作方便、tt经久耐用、安全性高等特点，所以超高分子量聚乙烯缆绳最适合长时tt间深水海上系泊的应用。但在实际使用中发现，超高分子量聚乙烯系tt泊缆绳如在高温和持久强力下使用会发生蠕变性能不太好之弱点，而tttttt蠕变的发展可导致纤维材料的破损和老化失效，限制其在海上系泊中tt的长期应用。如作为长久性海上水中构件装置系留缆绳选用基材必须tt对其蠕变性能加以改善与提高，确保长久性海上水中构件装置系留缆tt绳在实际使用条件下的可靠性、耐久性、安全性。tt
发明内容tt
本发明要解决的技术问题是提供一种内层缆芯由超高分子量聚tt乙烯制成8股形态结构，外层由耐磨高强型涤纶纤维编织成固定护tt套，具有更轻、更安全、更耐久性能的缆绳及其制作方法；为克服现tt有系留缆绳索扣存在的不耐磨和容易打滑松脱的现象，并保证缆绳及tt索扣综合性能的利用。tt
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种海上用水中构件装置tt系留缆绳，为皮芯复合双层结构；内层缆芯由DM20超高分子量聚乙tt烯制成的8股形态结构，外层为耐磨高强型涤纶的固定护套。tt
本发明一种海上用水中构件装置系留缆绳制作方法如下：tt
步骤一：8股形态结构的缆芯制备方法如下：tt
a、制粗纱，选取纤度DM20超高分子量聚乙烯纤维3根通过拼tt线机捻合成粗纱；tt
b、制绳纱，将7根合成的粗纱通过加捻机捻合成绳纱；tt
c、制绳股，将3根合成的绳纱通过制股机捻合成绳股；tt
d、编绳，将8根合成的绳股经制绳机编织成8股缆芯；tt
e、浸树脂，将8股缆芯经自动浸胶机多次重复浸渍、涂覆ttLAG045树脂，并通过挤胶装置，挤出多余的树脂；tt
f、预拉处理，采用特制拉力机对缆芯进行预拉，拉力为缆绳设tt计的实际使用拉力的2～3倍，预拉时间50～60秒，通过预拉处理，使tt缆芯形态相对固定，蠕变减小；tt
g、烘干，预拉处理后，将缆芯放到绳架上晾干或送入烘房烘干，tt同时卷装成形候用；tt
步骤二、固定护套编制如下：tt
a、拼线，选取纤度1118D耐磨高强型涤纶长丝3根，捻合成粗tt纱；tt
b、加捻，将拼线后的7根粗纱，通过加捻机进行加捻，制作绳纱；tt
c、制股，将加捻后的3根绳纱，在制股机上制成符合双层编绳机tt锭子大小的筒子绳股；tt
d、编制，将32根绳股围绕缆芯经双层编绳机一次性编织成固定tt护套。tt
采用本发明后，其有益效果为：tt
采用超高分子量聚乙烯纤维，其超高分子量聚乙烯(UHMWPE)tt纤维是目前世界上强度最高的商业化高性能纤维。等直径时，其强度tt及伸长率与相应的钢缆相近，但重量仅为钢缆的15％；等重量时，其tt强度比钢缆高15倍之多；其使用寿命比普通化纤缆绳一般高出2～3tt倍。用其纤维材料制成的系泊缆绳具有高强、高模、轻质、低延伸、tt低蠕变，断裂伸长率只有3％左右、耐海水腐蚀、耐紫外线辐射、漂tt浮于水、操作方便、经久耐用、安全性高等特点，所以超高分子量聚tt乙烯缆绳最适合长时间深水海上系泊的应用。但在实际使用中发现，tttttt超高分子量聚乙烯系泊缆绳如在高温和持久强力下使用会发生蠕变tt性能不太好之弱点，而蠕变的发展可导致纤维材料的破损和老化失tt效，限制其在海上系泊中的长期应用。如作为长久性海上水中构件装tt置系留缆绳选用基材必须对其蠕变性能加以改善与提高，确保长久性tt海上水中构件装置系留缆绳在实际使用条件下的可靠性、耐久性、安tt全性。tt
超高分子量聚乙烯缆绳蠕变的程度取决于UHMWPE纤维的型tt号、工作温度、平均载荷和加载时间。通过改善与提高UHMWPE蠕tt变性能后，使得Dyneema纤维既具有最高的拉伸强度和模量，又具tt有最好的抗蠕变性能。tt
不同蠕变性能Dyneema等级纤维特性与应用比较tt
长久性海上水中构件装置系留缆绳绳体选用具有超低蠕变性能tt的超高分子量聚乙烯DM20等级纤维制成缆芯，经实验室测试证明达tt到系留缆绳高强、超轻、低延展、耐疲劳、30年持久寿命的基本特tttttt性要求。tt
为进一步增强系留缆绳使用的耐磨性、耐久性、耐候性，控制tt磨损和老化程度，保持缆绳强度的最佳化，系留缆绳缆芯外层设有固tt定护套，选用耐磨高强型涤纶纤维(PET)制作。不仅耐磨性能好、tt高强，而且低延展、耐疲劳性能良好，综合性能媲美锦纶。同时由于tt涤纶纤维价格便宜，相比锦纶等纤维更具性价比，相比普通涤纶长丝，tt耐磨高强型涤纶具有更好的耐磨性，能完善缆绳对耐磨性要求较高产tt品的性能。tt
不同纤维材料耐磨及基本性能比较tt
超高分子量聚乙烯和耐磨高强型涤纶复合双层结构系留缆绳既tt能满足水中构件装置在风暴中定位时最大载荷对刚度的要求，又能保tt证具有足够的弹性来削弱由波浪运动引起的最大峰值载荷。已经证明ttUHMWPE-PET复合双层结构绳缆是最适合长时间固定深海水中构tt件装置海上系留的应用。同时确认这种复合双层结构缆绳在海上深水tt中的应用比钢缆和锚链系泊系统具有更轻、更安全、更耐久的优势。tt超高分子量聚乙烯和耐磨高强型涤纶皮芯复合双层结构系留缆绳不tttttt仅具备超高分子量聚乙烯缆绳强度大、重量轻、低延展、低蠕变、耐tt老化、浮于水、易操作的特点，而且具有和涤纶相当的摩擦系数及耐tt磨性能，从而极大地延长缆绳的使用寿命。tt
附图说明tt
图1为本发明海上用水中构件装置系留缆绳皮芯复合双层结构tt示意图。tt
图2为本发明海上用水中构件装置系留缆绳截面结构示意图。tt
具体实施方式tt
如图1和图2所示，一种海上用水中构件装置系留缆绳，为皮芯tt复合双层结构；内层缆芯1由DM20超高分子量聚乙烯制成的8股形tt态结构，外层为耐磨高强型涤纶纤维编织的固定护套2。tt
本发明一种海上用水中构件装置系留缆绳制作方法，其制作过程tt如下：tt
步骤一：8股形态结构的缆芯制备方法如下：tt
a、制粗纱，选取纤度DM20超高分子量聚乙烯纤维3根通过拼tt线机捻合成粗纱；tt
b、制绳纱，将7根合成的粗纱通过加捻机捻合成绳纱；tt
c、制绳股，将3根合成的绳纱通过制股机捻合成绳股；tt
d、编绳，将8根合成的绳股经制绳机编织成8股缆芯；tt
e、浸树脂，将8股缆芯经自动浸胶机多次重复浸渍、涂覆ttLAG045树脂，并通过挤胶装置，挤出多余的树脂；tt
f、预拉处理，采用特制拉力机对缆芯进行预拉，拉力为缆绳设tttttt计的实际使用拉力的2～3倍，预拉时间50～60秒，通过预拉处理，使tt缆芯形态相对固定，蠕变减小；tt
g、烘干，预拉处理后，将缆芯放到绳架上晾干或送入烘房烘干，tt同时卷装成形候用；tt
编织工艺的关键在于控制缆芯的直径，提高强力和力求粗细均tt匀。控制直径主要在于适当配置纤维的根数并合理组合，而缆芯的强tt度除与纤维材料的强度有关外，还与纤维纤度和编织时的密度大小有tt关。一般来说，纤度大有利于强度利用率的发挥。另外，随着编织密tt度的减小，则缆芯的强度就增大。编织密度不能过大，否则缆芯不仅tt强度低而且手感较硬。编织密度适当调节，不仅有利于强度的提高，tt而且还能获得良好的手感，缆芯的粗细均匀性与编织时的张力有关。tt在制粗纱、制绳纱、制绳股和编绳过程中，保持每根纤维所受张力基tt本一样，捻距控制在20～30cm。tt
在制粗纱、绳纱、绳股时，均具有一定的捻度，这样可以确保tt单丝的断裂不会将强度的损失传递很远，一般在几个捻距后就没有影tt响了。同样单股绳纱的强力损失也不会传递很远。这样提高了缆绳的tt整体耐磨性能，即便缆绳表面磨起毛，也不会对强度产生大的影响。tt实际使用证明，这种编织工艺与普通编织工艺相比缆绳强力能够提高tt8～10％。tt
步骤二、固定护套的编制如下：tt
a、拼线，选取纤度1118D耐磨高强型涤纶长丝3根，捻合成粗tt纱；tt
b、加捻，将拼线后的7根粗纱，通过加捻机进行加捻，制作绳纱；tt
c、制股，将加捻后的3根绳纱，在制股机上制成符合双层编绳机tt锭子大小的筒子绳股；tt
d、编制，将32根绳股围绕缆芯经双层编绳机一次性编织成固定tt护套。tt
上述工艺流程为：tt
