一种深海用耐压舱的制作方法

技术领域

本发明属于耐压舱技术领域，具体涉及一种深海用耐压舱的制作方法。

背景技术

目前世界各国都在加大对海洋资源的开发利用，随之对海洋的考察及监测要求也越来越高。海洋资源的勘探开发等研究工作也逐渐从浅海走向深海，海洋资源的开发已成为一种必然选择。

海洋探测仪器耐压舱是为电子器件、电源等仪器单元提供安装空间的水密耐压舱体，是海洋探测及开发海洋资源的基础条件。海洋探测仪器耐压舱的关键问题在于舱体的强度、刚度、水密性及耐腐蚀等问题。

传统深海耐压仓材料轻质合金材料、碳纤维复合材料，重量较大，质量排水比均偏大在0.6-1，加上耐压仓中的配置物件，会使得整个装置再深海里还需要浮力材料提供浮力减轻重量。

因此，设计出具有足够的强度稳定性和尽可能轻重量的耐压壳体是深海潜器设计的重要任务。为此，我们提出一种深海用耐压舱的制作方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深海用耐压舱的制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深海用耐压舱的制作方法，所述深海用耐压舱包括环氧树脂空心玻璃微珠复合材料制成的耐压舱柱体和耐压舱封盖，所述耐压舱柱体内部设有圆柱内腔，所述耐压舱柱体的一端头静密封，另一端头通过耐压舱封盖进行动密封，所述耐压舱封盖上还设有预埋连接件；

所述制作方法具体包括如下步骤：

S1：耐压舱柱体与耐压舱封盖的接触处使用横向O型密封圈进行密封，耐压舱封盖伸入至圆柱内腔处的外侧通过径向O型密封圈进行密封，耐压舱柱体与耐压舱封盖接触处的端面预埋四个螺母与耐压舱封盖上的螺栓紧固连接；

S2：在耐压舱柱体外壁涂上聚脲防护涂层；

S3：经打压测试合格即可，该款耐压仓能经受50MPa，72小时保压，吸水率为0.175%，其极限破坏压力72MPa。

所述聚脲防护涂层的厚度为1-1.5mm。

所述耐压舱柱体使用HMF068T全海深浮力材料，HMF068T全海深浮力材料外部尺寸为直径470mm，长度600mm；HMF068T全海深浮力材料的技术性能参数为强度150MPA，密度0.68，吸水率0.5%。

所述耐压舱柱体的长为600mm，外直径450mm， 所述圆柱内腔的直径为200mm，长300mm。

所述耐压舱柱体使用HMF058T全海深浮力材料，HMF058T全海深浮力材料外部尺寸为直径300mm，长度600mm；HMF058T全海深浮力材料的技术性能参数为强度75MPA，密度0.58，吸水率0.5%。

所述耐压舱柱体的长为600mm，外直径300mm， 所述圆柱内腔的直径为100mm，长300mm。

所述耐压舱柱体使用HMF048T全海深浮力材料，HMF048T全海深浮力材料外部尺寸为直径400mm，长度1500mm；HMF048T全海深浮力材料的技术性能参数为强度60MPA，密度0.50，吸水率0.5%。

所述耐压舱柱体的长为1500mm，外直径400mm，所述圆柱内腔的直径为200mm，长1200mm。

传统深海耐压仓材料轻质合金材料、碳纤维复合材料，密度较大，单位质量排水比均较大，加上耐压仓中的配置物件，会使得整个装置再深海里还需要浮力材料提供浮力减轻重量。

使用环氧树脂空心玻璃微珠复合材料本身就是一种深海浮力材料，材料密度在0.3-0.7之间，强度在30-160MPA，用这种材料制作深海耐压舱使得整个耐压仓的单位质量排水比在0.3-0.6之间，不仅具备耐压仓功能，同时具备提供浮力，减轻装备重量功能。

这种浮力材料使用浮力材料标准快粘接成所需要的形状，使用数控车床或加工中心，比较方便就可成型，相对目前碳纤维耐压仓，加工制作工艺比较简便。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种深海用耐压舱的制作方法，本发明使得耐压仓能进一步保持轻量化，搭载更多装置，使得深潜装置成本有所降低和性价比得到提升；也加快了海洋科研、探测和经济开发的步伐。

附图说明

图1为深海用耐压舱的结构示意图。

图中：1、耐压舱柱体；2、圆柱内腔；3、耐压舱封盖；4、径向O型密封圈；5、横向O型密封圈；6、螺母；7、螺栓；8、预埋连接件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种深海用耐压舱的制作方法，5000米9L耐压仓，使用HMF068T全海深浮力材料模块外部尺寸为直径470mm，长度600mm；HMF068T全海深浮力材料的技术性能参数为强度150MPA，密度0.68，吸水率0.5%

按照耐压仓的图纸进行机加工成如图1所示结构：

耐压舱柱体1的长为600mm，外直径450mm， 圆柱内腔2的直径为200mm，长300mm。耐压舱柱体1一端头静密封，另一端头动密封，耐压舱柱体1与耐压舱封盖3的接触处使用横向O型密封圈5进行密封，耐压舱封盖3伸入至圆柱内腔2处的外侧通过径向O型密封圈4进行密封，耐压舱柱体1与耐压舱封盖3接触处的端面预埋四个螺母6与耐压舱封盖3上的螺栓7紧固连接；耐压舱封盖3上还设有预埋连接件8；

该耐压舱柱体1外壁涂上1-1.5mm厚的聚脲防护涂层；整体耐压仓的质量排水比为0.60；径厚比为1.6，长径比（长度：内经）为3。

经打压测试合格即可，该款耐压仓能经受50MPa72小时保压，吸水率为0.175%；其极限破坏压力72MPa。

实施例2：

本发明提供了一种深海用耐压舱的制作方法，3000米2.4L耐压仓，使用HMF058T全海深浮力材料模块外部尺寸为直径300mm，长度600mm；HMF058T全海深浮力材料的技术性能参数为强度75MPA，密度0.58，吸水率0.5%；

按照耐压仓的图纸进行机加工成如图1所示结构：

耐压舱柱体1的长为600mm，外直径300mm， 圆柱内腔2的直径为100mm，长300mm。耐压舱柱体1一端头静密封，另一端头动密封，耐压舱柱体1与耐压舱封盖3的接触处使用横向O型密封圈5进行密封，耐压舱封盖3伸入至圆柱内腔2处的外侧通过径向O型密封圈4进行密封，耐压舱柱体1与耐压舱封盖3接触处的端面预埋四个螺母6与耐压舱封盖3上的螺栓7紧固连接；耐压舱封盖3上还设有预埋连接件8；

该耐压舱柱体1外壁涂上1-1.5mm厚的聚脲防护涂层；整体耐压仓的质量排水比为0.55；径厚比为1，长径比（长度：内经）为6。

经打压测试合格即可，该款耐压仓能经受30MPa72小时保压，吸水率为0.186%；其极限破坏压力50MPa。

实施例3：

本发明提供了一种深海用耐压舱的制作方法，1000米37L耐压仓，使用HMF048T全海深浮力材料模块外部尺寸为直径400mm，长度1500mm；HMF048T全海深浮力材料的技术性能参数为强度60MPA，密度0.50，吸水率0.5%。

按照耐压仓的图纸进行机加工成如图1所示结构：

耐压舱柱体1的长为1500mm，外直径400mm， 圆柱内腔2的直径为200mm，长1200mm。耐压舱柱体1一端头静密封，另一端头动密封，耐压舱柱体1与耐压舱封盖3的接触处使用横向O型密封圈5进行密封，耐压舱封盖3伸入至圆柱内腔2处的外侧通过径向O型密封圈4进行密封，耐压舱柱体1与耐压舱封盖3接触处的端面预埋四个螺母6与耐压舱封盖3上的螺栓7紧固连接；耐压舱封盖3上还设有预埋连接件8；

该耐压舱柱体1外壁涂上1-1.5mm厚的聚脲防护涂层；整体耐压仓的质量排水比为0.4；径厚比为2，长径比（长度：内经）为6。

经打压测试合格即可，该款耐压仓能经受10MPa72小时保压，吸水率为0.20%；其极限破坏压力25MPa。

1）质量排水比（质量：排水质量）：

以30MPA海深的耐压仓为例：铝合金、钛合金耐压舱质量排水比为0.8-1，左右；碳纤维耐压舱质量排水比为0.6-0.8；本专利浮力材料耐压仓质量排水比为0.4-0.5之间。

相比于铝合金、钛合金及碳纤维其他材料结构的耐相同海水深度的耐压舱，本发明质量明显降低，单位质量排水量增加，能够提供更多的有效载荷，更具优势，减少或不用浮力材料。

2）合适的径厚比（内经：厚度）：

对于不同深度的耐压仓，根据耐压仓的体积和质量排水比的要求。通过选用不同材料强度、密度来调整径厚比，来满足耐压仓的实用空间和安全要求。

3）吸水率：

不同的潜航设备在海里停留时间长短不一，短的有几个小时，长点有达一年之久。所以对其材料的吸水率要求很高。

浮力材料使用和默真空浇注成型的浮力材料型号为HMF048T---HMF068T系列深海浮力材料，在其标称的静水压下，保压72小时，吸水率小于0.5%；另外，通过在浮力材料表面增加喷涂聚脲防水涂层后，各型号浮力材料在其标称的静水压下，保压72小时，吸水率可小于0.2%。

该耐压仓使用环氧树脂空心玻璃微珠复合材料，（不限于环氧树脂，含其他能可交联有一定强度的类别树脂，不限于玻璃微珠，均被空心球类密度小的）等轻质材料（密度小于1）为材质用于海洋耐压仓的；

该耐压仓的浮力材料的密度范围（0.3-1）；耐压仓的深度范围（20米-10000米）；耐压仓的长度（100-5000mm）；耐压仓的内径（20-1000mm）；质量排水比（0.3-0.8）；径厚比为（0.2-10）；长径比（长度：内经）为30-1。

综上所述，与现有技术相比，本发明使得耐压仓能进一步保持轻量化，搭载更多装置，使得深潜装置成本有所降低和性价比得到提升；也加快了海洋科研、探测和经济开发的步伐。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。