双层耐屈曲无铅阻水层制造技术

本发明专利技术涉及一种用于包封电缆芯的阻水层，其包括弹性模量低于

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双层耐屈曲无铅阻水层
[0001]本专利技术涉及一种适用于动力海底电力电缆的轻质
、
无铅和机械增强的阻水层
。

技术介绍

[0002]电力电缆的载流部分可能需要保持干燥
。
湿气或水的侵入可能导致电力电缆绝缘系统的电击穿
。
因此，电力电缆的芯部分通常由围绕电缆芯径向布置的阻水层保护
。
迄今为止，用于电力电缆的阻水层中的主要材料是铅，因为铅已被证明是可靠且坚固的护套材料
。
[0003]为海底电力电缆提供阻水层的绝缘系统的若干种解决方案是已知的，但是全部都具有各种应该克服的缺点
。
一个缺点是铅是高密度材料，这给电缆增加了很大的重量
。
从生产
、
运输
、
储存
、
部署
、
以及当电缆达到其使用寿命后被丢弃时，沉重的重量会在整个价值链中引起额外的成本
。
另一个缺点是铅具有相对较低的抗疲劳性，这使得铅制阻水层不太适用于动力电力电缆
。
此外，铅是越来越受到环境法规限制的相当有毒的材料
。
电力电缆中作为阻水层的铅的环境友好的替代物是必需的
。
[0004]EP 2 312 591
披露了一种海底电力电缆，其包括由绝缘层包围的电导体
。
绝缘层被金属防潮层包围
。
该电缆进一步包括包围所述金属防潮层的半导电粘合剂层，以及能够与包围所述半导电粘合剂层的海水电接触的半导电聚合物夹套
。
[0005]WO 2019/223878
披露了一种电力电缆，其包括绝缘导体；铜阻水层，其以具有焊接线的管的形式，包围每个绝缘导体；以及聚合物护套，其包围每个铜阻水层
。
铜阻水层的厚度与聚合物护套的厚度之间的比率是
0.15
或更小
。
[0006]专利技术目的
[0007]本专利技术的主要目的是提供一种适用于动力海底电力电缆的轻质
、
无铅和机械增强的阻水层
。

技术实现思路

[0008]本专利技术由所附权利要求和下文定义
。
[0009]在第一方面，本专利技术涉及一种用于包围电缆芯的阻水层，其中该阻水层包括：
[0010]弹性模量低于
210GPa
的无铅金属箔的内层，
[0011]粘合剂材料的中间层，该粘合剂材料典型地且优选地为基于有机聚合物的粘合剂材料；以及
[0012]弹性模量高于
0.5GPa
的基于聚乙烯的半导电聚合物的外层
。
[0013]对于金属，根据
ASTM E111
测量弹性模量，并且对于聚合物，根据
ISO 527
‑
1,
‑2测量弹性模量
。
[0014]本文使用的术语“金属箔的层”或“金属箔层”是指起阻水层作用的金属层
。
本专利技术不局限于使用任何特定的金属
/
金属合金或金属箔的厚度
。
可以使用技术人员已知的适用于电力电缆中的阻水层中的任何厚度的任何金属
/
金属合金
。
金属箔可以被焊接或以其他方式放置，使得金属箔形成防水层
。
[0015]在另一个实施方案中，无铅金属箔的内层具有
t1的厚度，基于聚乙烯的半导电聚
合物的外层具有
t2的厚度，并且比率
t1:t2可以是至少
0.15。
[0016]在另一个实施方案中，比率
t1:t2可以是至少
0.16、
至少
0.17、
至少
0.18、
至少
0.19、
至少
0.20、
至少
0.30、
至少
0.40、
至少
0.50
或至少
1.00。
在另一个实施方案中，比率
t1:t2可以在
0.15
与
10
之间
。
[0017]这种厚度上的差异与不同层的各自的弹性模量
(
杨氏模量
)
结合将允许获得所需的机械增强以使阻水层抗疲劳，并容许电缆弯曲而金属箔层不会变得屈曲
。
[0018]在另一个实施方案中，无铅金属箔的层的弹性模量低于
200GPa、
低于
190GPa、
低于
180GPa、
低于
170GPa、
低于
160GPa
或低于
150GPa。
在另一个实施方案中，无铅金属箔的层的弹性模量在
50GPa
与
200GPa
之间
。
[0019]在一个示例性实施方案中，金属箔可以是
Al/Al
合金，例如像根据铝协会标准的纯
Al、AA1xxx
系列
、AA5xxx
系列或
AA6xxx
系列合金，或者
Cu/Cu
合金，例如像纯
Cu、CuNi
合金或
CuNiSi
合金，或者
Fe/Fe
合金，例如像纯
Fe、
不锈钢合金
SS316
或
S32750。
[0020]在另一个实施方案中，金属箔可以是纯铜或铜合金
。
在优选实施例中，金属箔可以是纯铜
、CuNi
合金或
CuNiSi
合金
。
本文使用的术语“纯”是指少于1重量％的杂质
。
[0021]在一个实施方案中，金属箔是基于
α
‑
Ti
的材料
、
基于近
α
‑
Ti
的材料或基于
α
‑
β
‑
Ti
的材料
。
[0022]在一个实施方案中，基于
α
‑
Ti
的材料选自
[0023]‑
纯
Ti
材料，基于纯
Ti
材料的总重量，所述纯
Ti
材料具有至少
98.5
重量％的
Ti
含量
、0
至
0.5
重量％的
Fe
含量
、0
至
0.5
重量％的
O
含量以及0至
0.5
重量％的附带元素和杂质含量，并且其中
Ti、Fe、O
以及附带元素和杂质的含量总计为
100
重量％；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于包围电缆芯的阻水层，其中该阻水层包括：弹性模量低于
210GPa
的无铅金属箔的内层
(4)
，粘合剂材料的中间层
(5)
，以及弹性模量高于
0.5GPa
的基于聚乙烯的半导电聚合物的外层
(6)。2.
根据权利要求1所述的阻水层，其中，该无铅金属箔的内层具有
t1的厚度，并且该基于聚乙烯的半导电聚合物的外层具有
t2的厚度，其中比率
t1:t2是至少
0.15。3.
根据权利要求1或2所述的阻水层，其中，该金属箔
(4)
具有低于
150GPa
的弹性模量
。4.
根据前述权利要求中任一项所述的阻水层，其中，该金属箔层
(4)
是非波纹状的
。5.
根据前述权利要求中任一项所述的阻水层，其中，该金属箔
(4)
的厚度
t1是
50
μ
m
至
1000
μ
m、
优选
100
μ
m
至
700
μ
m、
更优选
150
μ
m
至
500
μ
m。6.
根据前述权利要求中任一项所述的阻水层，其中，该金属箔
(4)
是：铝，根据铝协会标准的
AA1xxx
系列
、AA5xxx
系列或
AA6xxx
系列的铝合金，铜铜合金
CuNi
合金时效硬化至
T6
的
CuNiSi
合金，铁
Fe
合金不锈钢合金
SS316
或者不锈钢合金
S32750。7.
根据前述权利要求中任一项所述的阻水层，其中，该金属箔
(4)
是纯铜或铜合金，优选纯铜
、CuNi
合金或
CuNiSi
合金
。8.
根据前述权利要求中任一项所述的阻水层，其中，该粘合剂材料的中间层
(5)
是热熔性粘合剂层
。9.
根据前述权利要求中任一项所述的阻水层，其中，该粘合剂材料的中间层具有
100
μ
m
至
300
μ
m、
优选
100
μ
m
至
250...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥敦，
申请(专利权)人：耐克森公司，
类型：发明
国别省市：