[发明专利]一种水下管线泄漏封堵用橡胶复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其提供了一种水下管线泄漏封堵橡胶复合材料。

背景技术

海底管道为敷设在水下或埋于海底一定深度的输送石油、天然气、水等的管道，海底或水下管道的出现，为上述物质的运输提供了更多的便利，降低了运输的成本，但是由于所处的环境比较特殊，管道的防腐层容易破损，受外界电化学腐蚀等，导致出现薄弱点，在管道内压力或外力作用下破裂，再者在海水涌动的长期作用，疲劳应力，从而出现管道的破裂，而管道一旦破裂由于其处在水下或海底，维修成本高且操作复杂。

针对多种管线的泄漏形态，国内外开发了多种封堵技术，包括卡箍止漏技术、钢带拉紧技术、快速捆扎技术、注剂式密封技术等，这些堵漏技术和产品在陆上管线的堵漏施工中具有较好的适应性，但这些封堵技术在水下施工较为困难，而且对不同的泄漏情况适应性有限，尤其是对于因管线弯曲造成的裂口封堵十分困难。专利200810049355公布了一种充气橡胶堵漏袋，利用划锁器捆绑带捆绑后充气堵漏；专利200620072550公布了一种充气堵漏装置，主要部件为气囊，气囊的外侧设置有使气囊固定的固定带，气囊的内侧设置有橡胶垫，主要解决储罐流体泄漏；专利02262495公开了一种堵漏气垫，用钢丝绳固定气垫充气后实施密封。上述专利公布的堵漏技术，主要适用于陆地上的管线、储罐等出现的泄漏情况，而对于水下管线堵漏，施工十分困难，而且对于水下管线复杂的破损情况适用性有限。

发明内容

本发明基于上述的原因，提供了一种水下管线泄漏封堵橡胶复合材料，主要用于水下管线泄漏的封堵，尤其是海底石油管线泄漏的临时封堵，这种橡胶复合材料对于海底管线漏洞、裂口以及因管线弯曲造成的破损等破坏情况能够进行有效封堵。复合材料由密封层、充气层和包覆层组成，通过对充气层充气对密封层产生压力，由密封层实施密封，包覆层则可有效阻止充气时的向外膨胀，包覆层具有水中自粘性，无需额外的固定措施。本发明在水下施工方便，对各种形态的水下管线泄漏的封堵具有很强的适应性。

本发明的具体技术方案是：

一种水下管线泄漏封堵用橡胶复合材料，该橡胶复合材料由内而外分别为密封层、充气层和包覆层，三层材料分别成型后通过粘合剂粘附在一起获得该橡胶复合材料；

其工作原理是，将橡胶复合材料包覆在泄漏的管线处，通过连接气管对复合材料中充气层充气加压，充气层将压力传递给密封层实施密封堵漏，由于包覆层和充气层的外层为夹布结构，充气时夹布结构的耐受压力的效果高于内层橡胶，可以限制向外膨胀，进而保证充气层的压力向密封层有效传递，包覆层在缠绕多层后，自行粘结在一起，可阻止充气层充气后可能发生的解脱。

其中所述的密封层为原料橡胶与主要由炭黑和硫化剂组成的配合体系进行混炼，然后通过模压硫化成型的橡胶材料，密封层的一面为平面，另一面有半圆形格子状分布的突起条纹和搭接结构；其中所采用的炭黑和硫化剂等均采用现有技术，具体的原料配比为原料橡胶∶炭黑∶硫化剂＝100∶40-70∶2-5，具体的混炼及模压硫化可采用“王永刚，李超芹，炭黑填充丁基橡胶动态力学性能研究，世界橡胶工业，2010，Vo1.37 No.10：10～14，”文献中介绍了橡胶的混炼和及模压硫化方法，下述充气层的模压硫化技术中，原料配比及具体的混炼及模压硫化技术均可按上述记载进行，其中密封层和充气层制备过程中采用的的硫化剂均为DCP，也就是过氧化二异丙苯。

其中，在密封层包覆于管道表面时平面的一侧直接接触管道，密封层另一侧的表面分布有半圆形格子状分布的突起条纹，密封层的两端设计有搭接结构，楔形的搭接部分重叠在一起，不会因为搭接导致厚度不均或出现空隙，密封层表面的突起的半圆形格子状分布的条纹在实施密封时，可将被密封面分割成多个密封单元，在充气层的压力下，半圆形的突起发生压缩变形，产生更大的密封力。同时这种突起条纹对于管线不平整的表面具有更好的适应性和密封性。

所述的充气层为具有中空结构的橡胶材料，并设置有充气气嘴，气嘴与中空的腔体相通，充气层两端设有搭接结构，；其具体制备方法为：首先将原料橡胶与主要由炭黑和硫化剂组成的配合体系进行混炼，混炼后在开炼机上成型2-3m厚的混炼胶片，在模压硫化成型时，先将一层混炼胶片平铺在模具中，然后将用于成型中空腔体的玻璃纸平铺在胶片上，然后再平铺上一层混炼胶片，然后将涂有混炼胶的尼龙布或棉布再平铺在外层胶片上，然后模压硫化成型充气层芯棒成型，上述的涂有混炼胶的尼龙布或棉布的制备方法是：将充气层混炼胶按照1∶2的比例溶于汽油或甲苯中，搅拌均匀，然后均匀涂覆在尼龙布或棉布上，晾干即可使用。