宋永強(qiáng)

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海洋工程電纜貫穿裝置密性試驗(yàn)淺析

宋永強(qiáng)

（海洋石油工程（青島)有限公司，山東青島 266555）

電纜貫穿裝置在鉆采平臺(tái)、鉆井船、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船（FPSO）、海上風(fēng)電等海洋工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是電纜貫穿甲板或艙壁非常重要的裝置。本文提出了電纜密封貫穿裝置密性試驗(yàn)的前提、方法和流程，通過(guò)對(duì)密性的檢測(cè)試驗(yàn)，可排除工程投入生產(chǎn)后的相關(guān)隱患，更好地為生產(chǎn)提供保障。

海洋工程 密性 電纜 貫穿裝置

0 引言

海洋工程領(lǐng)域，電纜貫穿裝置主要分為模塊式（Cable Transit，簡(jiǎn)稱(chēng)MCT）、套管式、防火毯填充式、灌注式四種方式[1]。作為電纜貫穿甲板或艙壁的密封保護(hù)裝置，必須滿(mǎn)足工程嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求，否則一旦發(fā)生事故，會(huì)影響甲板、艙室的防護(hù)或防火等級(jí)要求；影響電氣、儀表、通訊設(shè)備，特別是應(yīng)急設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；影響工程的生產(chǎn)作業(yè)和工作人員的人身安全；電纜的導(dǎo)火線效應(yīng)更是危及整個(gè)工程[2]。

1 電纜貫穿裝置的密性

電纜貫穿裝置的設(shè)計(jì)要求一般為：密性、防火性能、燃燒性能、耐腐蝕性等[3]，本文著重介紹電纜貫穿裝置的密性。通常設(shè)計(jì)要求電纜貫穿裝置與被貫穿的甲板或艙壁具有相同的密性，包括水密、氣密性能，可采用沖水、沖氣等相關(guān)密性試驗(yàn)方法檢驗(yàn)密性。

2 電纜貫穿裝置中電纜敷設(shè)要求

電纜貫穿裝置中電纜必須正確合理的敷設(shè)，才能夠滿(mǎn)足密性要求，這是密性試驗(yàn)合格的前提和基礎(chǔ)。

2.1 一般要求

電纜貫穿裝置中電纜敷設(shè)遵循的一般要求如下：

1）電纜敷設(shè)前應(yīng)認(rèn)真檢查貫穿的電纜是否符合設(shè)計(jì)圖紙等文件的要求。

2）電纜密封貫穿裝置在使用前必須檢查廠家相關(guān)認(rèn)證、資質(zhì)證書(shū)或相關(guān)鑒定，方可使用。

3）使用電纜貫穿裝置前應(yīng)對(duì)框架、護(hù)管等內(nèi)部進(jìn)行除銹清潔。

4）敷設(shè)段電纜表面應(yīng)用無(wú)水酒精等進(jìn)行清潔。

5）整理電纜，確保電纜貫穿裝置內(nèi)電纜與電纜之間、電纜與內(nèi)壁之間的間隙不小于5 mm，電纜平直、不交叉。

6）在電纜進(jìn)行敷設(shè)穿過(guò)電纜貫穿裝置的過(guò)程中，應(yīng)不損傷電纜，電纜線芯應(yīng)無(wú)短路或斷路，電纜絕緣性良好。

7）穿過(guò)電纜貫穿裝置的電纜中心線必須與框架或穿線管軸心平行，電纜進(jìn)入框架之前應(yīng)保證有一定距離的直段，如表1所示。此要求是密性試驗(yàn)合格與否的關(guān)鍵。

表1　電纜進(jìn)入貫穿裝置前的直段（單位：mm）

2.2 電纜貫穿裝置兩端電纜支承件定位

已開(kāi)孔定位的電纜貫穿裝置，其兩側(cè)電纜支承件定位應(yīng)明確，電纜支撐件的主要作用是按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)使得電纜貫穿裝置兩端的電纜保持必須長(zhǎng)度的直段。電纜貫穿裝置用來(lái)貫穿電纜，不應(yīng)作為支承和固定電纜使用。

2.2.1 兩端電纜支承件位置的一般要求

電纜貫穿裝置與其兩端的電纜支撐件一般應(yīng)滿(mǎn)足以下兩個(gè)要求才能保證密性。

1）電纜在電纜支承件上被緊固后，不應(yīng)使電纜和電纜貫穿裝置的內(nèi)壁相接觸，保持電纜和貫穿裝置內(nèi)壁的四周有一定的空隙，平臺(tái)或船舶的振動(dòng)等不至于引起電纜和電纜貫穿裝置之間摩擦而損傷電纜。

2）電纜在支撐上的最近綁扎緊固處到電纜貫穿裝置必須有足夠的距離，并使得電纜進(jìn)入電纜貫穿裝置時(shí)逐根分開(kāi)，才能更好的做貫穿裝置的密性試驗(yàn)。

2.2.2 電纜托架與艙壁或甲板位置關(guān)系

電纜托架中的電纜穿過(guò)非水密或非防火艙壁或甲板時(shí)，托架底面應(yīng)比電纜貫穿裝置內(nèi)壁高出10 mm。兩端的托架端面與電纜貫穿裝置的距離根據(jù)托架的寬度而定，托架寬度小于或等于200 mm的則為100～150 mm，托架寬度大于200 mm的則為150～200 mm，如圖1示。

電纜托架中的電纜穿過(guò)水密或防火艙壁或甲板時(shí)，托架底面應(yīng)比電纜貫穿裝置內(nèi)壁高出10 mm。托架端面與電纜貫穿裝置的距離一般為300 mm，如圖2示。

圖1　托架中電纜穿過(guò)非水密艙壁或甲板（單位mm）

圖2　托架中電纜穿過(guò)水密艙壁或甲板（單位mm）

2.2.3 電纜馬腳與貫穿裝置相對(duì)位置

為了避免電纜在馬腳上緊固后，與電纜貫穿裝置的端口部接觸，扁鐵的寬度應(yīng)小于貫穿件的內(nèi)徑，馬腳與電纜貫穿裝置的距離一般為100 mm，如圖3示。

圖3　馬腳固定電纜穿過(guò)艙壁（單位mm）

3 密性試驗(yàn)

根據(jù)不同的電纜密封部位可用沖水或沖氣方法做密性試驗(yàn)[4]，根據(jù)工程要求，可對(duì)電纜密封裝置單做沖水或充氣試驗(yàn)。

在實(shí)際的海洋工程項(xiàng)目中，電纜必須敷設(shè)完畢，敷設(shè)報(bào)檢工作完畢，與被封堵電纜相關(guān)的電氣、儀表、通訊調(diào)試工作完畢，電纜貫穿裝置封堵工作結(jié)束并且報(bào)驗(yàn)通過(guò)后才能進(jìn)行密性試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前必須清潔電纜貫穿裝置表面，保證其周?chē)鷽](méi)有被擋住直到試驗(yàn)完成，將試驗(yàn)區(qū)域附近的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

沖氣密性試驗(yàn)：

試驗(yàn)工具及介質(zhì)：壓力氣體、壓力表、調(diào)節(jié)閥、氣槍?zhuān)▏娮靸?nèi)徑為12 mm）、發(fā)泡劑（如肥皂水）、刷子。以MCT為例，試驗(yàn)步驟如下：

1）將壓力氣體管，調(diào)節(jié)閥和壓力表組裝在一起。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥，使得壓力表出口一側(cè)氣體壓強(qiáng)穩(wěn)定在0.15 MPa以?xún)?nèi)，如圖4所示：

圖4　沖氣密性試驗(yàn)圖示

2）人員分為兩組，分別位于MCT兩側(cè)：一側(cè)負(fù)責(zé)施加壓力氣體，另一側(cè)人員負(fù)責(zé)涂抹發(fā)泡劑，觀察氣體泄露情況。

3）首先在MCT模塊上涂抹發(fā)泡劑，完畢后通知另一側(cè)人員將壓力氣體施加于MCT模塊表面，晃動(dòng)氣槍以覆蓋所有縫隙。使用氣槍距離MCT的距離為300 mm，壓強(qiáng)從0逐漸加到0.15 MPa，保持15 min。

4）觀察MCT，若有冒泡現(xiàn)象，則證明封堵不嚴(yán)，記錄封堵有缺陷的位置；反之則證明其密性良好。

5）統(tǒng)計(jì)封堵缺陷位置，重新進(jìn)行封堵及密性試驗(yàn)。

6）試驗(yàn)后關(guān)閉壓力氣體，清潔發(fā)泡劑。

沖水密性試驗(yàn)：

試驗(yàn)工具及介質(zhì)：水源、壓力表、調(diào)節(jié)閥、水槍?zhuān)趶讲恍∮?2 mm）、毛巾，以MCT為例，試驗(yàn)步驟如下：

1）將水槍?zhuān){(diào)節(jié)閥和壓力表組裝在一起。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥，使得壓力表出口一側(cè)水壓穩(wěn)定在0.2 MPa，如圖5所示：

圖5　沖水密性試驗(yàn)圖示

2）人員分為兩組，分別位于MCT兩側(cè)：一側(cè)負(fù)責(zé)噴水，另一側(cè)人員負(fù)責(zé)觀察泄露情況。

3）使用水槍距離MCT模塊表面1m的地方進(jìn)行沖水，晃動(dòng)水槍以覆蓋所有縫隙。水壓保持在0.2 MPa，保持15 min。

4）觀察MCT，若有滲透漏水現(xiàn)象，則證明封堵不嚴(yán)，記錄封堵有缺陷的位置；反之則證明其密性良好。

5）統(tǒng)計(jì)封堵缺陷位置，重新進(jìn)行封堵及密性試驗(yàn)。

6）試驗(yàn)后關(guān)閉水槍。

4 結(jié)語(yǔ)

電纜貫穿裝置在海洋工程中占據(jù)著重要的位置，其密性是非常重要的一個(gè)指標(biāo)，通過(guò)對(duì)電纜貫穿裝置中電纜敷設(shè)要求及其密性試驗(yàn)的分析介紹，可以更好地為海洋工程項(xiàng)目中電纜的敷設(shè)和密封提供幫助。

[1] 黃一民. 船舶電纜穿艙密封裝置分析研究[J].機(jī)電設(shè)備, 2004, 21(3): 9-11.

[2] 朱陽(yáng)飛, 張一兵. 新型可拆式電纜貫穿耐火密封裝置在船舶建造中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2012, (23): 61-63.

[3] 李永江.海洋工程用電纜技術(shù)性能及設(shè)計(jì)選型[J]. 2009, 26(4): 23-26.

[4] 全國(guó)海洋船標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)船舶電氣設(shè)備分技術(shù)委員會(huì): CB/T 3667.1-2014 船舶電纜敷設(shè)和電氣設(shè)備安裝附件第一部分: 電纜貫通裝置[S]. 北京: 中國(guó)船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院: 2014.

Analysis on the Tightness Test of the Marine Engineering Cable Penetration Device

Song Yongqiang

(Offshore oil engineering (Qingdao） Co., Ltd., Qingdao 266555, Shandong, China)

TB42

A

1003-4862(2018）10-0048-03

2018-5-17

宋永強(qiáng)（1981-），男，碩士研究生。研究方向：機(jī)電一體化。E-mail：15963255931@163.com