Способ изготовления узлов сращивания кабеля в полиэтиленовой оболочке с резиновой оболочкой гидроакустической аппаратуры
Изобретение относится к гидроакустической аппаратуре. Технический результат заключается в повышении прочности соединения. Способ изготовления узлов сращивания кабеля в полиэтиленовой оболочке с резиновой оболочкой забортного гидроакустического прибора использует резиновую смесь низкотемпературной вулканизации и предварительной активацией места сращивания полиэтилена. Перед вулканизацией производят нагрев соединяемой поверхности полиэтилена до его подплавления в диапазоне температур - не ниже температуры вулканизации и не выше температуры подгорания полиэтилена. Степень подплавления полиэтилена определяют визуально по появлению прозрачности подплавляемого слоя соединяемой поверхности. 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области технологии изготовления гидроакустической забортной аппаратуры и предназначено для повышения надежности электрического соединения кабеля в полиэтиленовой оболочке с электроакустическими преобразователями, работающими в условиях воздействия водной среды.
При производстве гидроакустической (г/а) забортной аппаратуры, например, электроакустических (э/а) преобразователей, весьма актуальной является проблема защиты от воздействия водной среды как самих гидроакустических приборов, так и линий их электрической связи с бортовой аппаратурой. При этом под защитой следует понимать герметизацию забортных приборов и кабелей, хотя не менее важной является их диэлектрическая и механическая прочность, стойкость к разрушениям под действием водной среды в условиях гидростатического давления с учетом динамического режима работы э/а преобразователей.
Для герметизации э/а преобразователей используется, главным образом, резина, а для герметизации кабелей все большее распространение получает полиэтилен. Проблема получения прочного и герметичного узла сращивания резины с резиной и полиэтилена с полиэтиленом в науке и производстве решена. Однако подучить прочный и герметичный узел сращивания полиэтилена с резиной не удается. А эта проблема, особенно в гидроакустике, является очень актуальной, так как промышленность все больше выпускает кабелей для соединения забортной аппаратуры с бортовой, в полиэтиленовых оболочках, характеризующейся достаточно высокими техническими параметрами.
Известен "Способ защиты забортных г/а средств" по авт.св. № 688086, Н 04 R 31/00. Способ предусматривает получение прочного и герметичного соединения оболочек э/а преобразователей путем использования пленки из фторлона как промежуточного слоя.
Однако данный способ не обеспечивает необходимой прочности соединения полиэтиленовой оболочки кабеля с оболочкой прибора.
Наиболее близким аналогом по достигаемому результату и технической сути является способ соединения полиэтилена с резиной при предварительной химической обработке поверхности полиэтилена в хромовой смеси (см. ОСТ 5.9574-74 "Детали резинотехнические. Узлы соединения проводов и кабелей герметичные"). Этот известный технологический процесс включает следующие операции:
1. Подготовку соединяемой поверхности полиэтилена путем механической зачистки и обезжиривания.
2. Обработку (активацию) поверхности полиэтилена в хромовой смеси следующего состава, в г:
кислота серная 98% (плотность при 20°С - 1,84 г/см 3)1000,0 калий двухромовокислый50,0 вода дистиллированная100,0
Режим обработки полиэтилена: выдержка в смеси в течение 3-5 часов при 20°С или 2-5 мин при 60°С (для свежеприготовленного состава смеси).
3. Промывку обработанной поверхности в проточной воде в течение 20 минут.
4. Сушку обработанной поверхности на воздухе при температуре 20°С в течение 10-12 часов или при температуре 50-60°С в течение 2-3 часов,
5. Нанесение на просушенную поверхность полимерного клея, например, изоцианатного.
6. Вулканизацию соединяемых поверхностей по режиму, определяемому типом клея, резины и т.д. (по известной технологии), например, ОСТ 5.9574-74 - ТО-V1, переход 4.6.6.
Однако известный способ химической активации поверхности полиэтилена перед соединением с резиной для изготовления узла сращивания трудоемок, длителен по времени и достаточно вреден при внедрении в производственных условиях. Но самое главное заключается в том, что при соединении полиэтиленовых кабелей, поверхность которых обработана (активирована) химическим способом, не достигается, как установлено на практике, необходимая адгезионная прочность соединения. Адгезия полиэтилена к резине не превышает 1,5 кгс/см, что недостаточно, учитывая условия, в которых должен эксплуатироваться полученный узел соединения.
Целью изобретения является создание такого способа получения узлов сращивания кабеля в полиэтиленовой оболочке с резиновой оболочкой забортного гидроакустического прибора, который бы обеспечил настолько прочное соединение полиэтилена с резиной, что обеспечило возможность эксплуатации указанных узлов сращивании в реальных условиях водной среды.
Поставленная цель достигается тем, что перед соединением полиэтиленовой оболочки кабеля с резиновой оболочкой г/а преобразователя, поверхность полиэтилена подвергают нагреву до подплавления, степень которого определяют визуально по появлению прозрачности в поверхностном слое. Нагрев производят в интервале температур - не ниже температуры вулканизации резины, с которой соединяется полиэтилен, и не выше температуры подгорания полиэтилена, при этом температура вулканизации всегда должна быть ниже температуры расплавления полиэтилена, т.е. используется так называемая низкотемпературная вулканизация.
В результате кратковременного разогревания на поверхности полиэтилена образуются полярные группы, которые способствуют повышению взаимодействия полиэтилена с резиной, поливинилхлоридом и полярными адгезивами. При разогревании полиэтилена выше температуры подплавления адгезионная прочность соединения полиэтилена с резиной снижается.
В нижеприведенной таблице приведены результаты испытаний узлов сращивания кабеля в полиэтиленовой оболочке с резиновой оболочкой забортного гидроакустического прибора, полученные известным способом, путем химической активации, и предлагаемым способом.
Таблица Адгезионная прочность (кгс/см) Адгезионная прочность кгс/см В интервале температур расплавления полиэтиленадо Т°С вулканизац. резиныв интервале температур свыше Т°С подгорания полиэтилена Известный способ (OСT5.9574-74)1,5 -- -Предлагаемый способ (по заявке) 2,51.2 2.50,9
Данные таблицы получены в результате усреднения результатов испытаний различных марок резин и полиэтилена.
Как следует из таблицы, предлагаемый способ почти в полтора раза повышает прочность соединения полиэтилена с резиной, что дает возможность получать прочные узлы сращивания кабелей в полиэтиленовых оболочках с резиновыми оболочками забортных г/а приборов, допускающие возможность их использования в условиях водной среды.
Конкретные примеры реализации предлагаемого способа
1. Необходимо получить узел сращивания (соединения) кабеля типа ГЛЭ, КПК 5/18, с резиновой оболочкой компенсированного пьезокерамического цилиндрического преобразователя.
Технология соединения полиэтиленовой оболочки кабеля с резиновой оболочкой г/а прибора включает следующие операции.
1. Зачищают одним из известных механических способов (шероховка, пескоструйка и пр.) поверхности полиэтиленовой оболочки, кабеля и прибора, подлежащих соединению, не оставляя глубоких борозд.
2. Обезжиривают соединяемые поверхности, например, бензином, и просушивают.
3. Помещают обезжиренную поверхность полиэтиленовой оболочки кабеля в пламя горелки и, поворачивая, подвергают нагреву до подплавления, степень которого определяют по появлению прозрачности в поверхностном слое полиэтилена; при этом контролируют температуру нагревания полиэтилена, не допуская ее превышения свыше 300°С (температуры, при которой начинается подгорание полиэтилена) и снижения ниже 100°C - температуры вулканизации данного типа резины оболочки прибора.
4. На горячую подплавленную поверхность полиэтиленовой оболочки кабеля сразу же наносят кистью изоцианатный клей, например, типа лейконат.
5. Предварительно развальцованную до толщины 1,0-1,5 мм резиновую смесь марки ЛТИ-34, наматывают "внахлест" на подготовленный участок полиэтиленовой оболочки кабеля.
6. В пресс-форме, нагретой до температуры 90°С, размещают сращиваемый участок оболочки кабеля и вулканизируют в режиме, оптимальном для данной резиновой смеси, при температуре 100±5°C в течение 60 минут. При этом температура вулканизации не должна превышать температуру плавления полиэтилена.
7. Извлекают пресс-форму из пресса и, не раскрывая ее, выдерживают в течение 10-15 минут на воздухе.
8. Раскрывают пресс-форму и извлекают готовый узел сращивания.
Оценивая эффективность заявленного "Способа изготовления узлов сращивания кабеля в полиэтиленовой оболочке с резиновой оболочкой забортного г/а прибора", следует отметить его преимущества перед известным способом (см. ОСТ5.9574-74 "Детали резинотехнические. Узлы соединения проводов и кабелей герметичные"), используемым на предприятии. Данный известный способ является прототипом предлагаемой технологии. Указанный известный технологический процесс следует принять за базовый объект. В сравнении с базовым объектом предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:
а) позволяет обеспечить прочное соединение полиэтиленовой оболочки кабеля с резиновой оболочкой гидроакустического прибора, допускающее эксплуатацию полученных узлов сращивания в водной среде в соответствии с требованиями, предъявляемыми к гидроакустической аппаратуре;
б) является менее вредным с точки зрения охраны труда, т.к. исключает применение в технологическом процессе такого компонента, как серная кислота;
в) является менее трудоемким, так как исключает химическую активацию полиэтиленовой оболочки кабеля.
Предлагаемый способ был опробован на лабораторных макетах, а также на стандартных образцах по ГОСТ 6768-75.
Результаты испытаний показали, что прочность связи при расслаивании составляет не менее 2,5 кг/см.
Указанная технология сращивания включена в технологические инструкции по ряду изделий предприятия-заявителя.
Формула изобретения
Способ изготовления узлов сращивания кабеля в полиэтиленовой оболочке с резиновой оболочкой гидроакустической аппаратуры, включающий предварительную активацию места сращивания полиэтилена, нанесение на активированную поверхность полимерного клея и вулканизацию соединяемых поверхностей, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности соединения, активацию соединяемой поверхности полиэтилена производят нагревом до его подплавления, причем температуру подплавления выбирают не ниже температуры вулканизации и не выше температуры подгорания полиэтилена, а степень его подплавления определяют визуально по появлению прозрачности подплавляемого слоя.
