海洋工程電纜貫穿裝置密性試驗淺析

宋永強

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海洋工程電纜貫穿裝置密性試驗淺析

宋永強

（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、鉆井船、浮式生產(chǎn)儲油船（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的前提、方法和流程，通過對密性的檢測試驗，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，簡稱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，必須滿足工程嚴(yán)格的設(shè)計要求，否則一旦發(fā)生事故，會影響甲板、艙室的防護(hù)或防火等級要求；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)更是危及整個工程[2]。

1 電纜貫穿裝置的密性

電纜貫穿裝置的設(shè)計要求一般為：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)密性試驗方法檢驗密性。

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)，才能夠滿足密性要求，這是密性試驗合格的前提和基礎(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)證書或相關(guān)鑒定，方可使用。

3）使用電纜貫穿裝置前應(yīng)對框架、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)穿過電纜貫穿裝置的過程中，應(yīng)不損傷電纜，電纜線芯應(yīng)無短路或斷路，電纜絕緣性良好。

7）穿過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度的直段。電纜貫穿裝置用來貫穿電纜，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)滿足以下兩個要求才能保證密性。

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，平臺或船舶的振動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)入電纜貫穿裝置時逐根分開，才能更好的做貫穿裝置的密性試驗。

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非水密或非防火艙壁或甲板時，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水密或防火艙壁或甲板時，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　托架中電纜穿過非水密艙壁或甲板（單位mm）

圖2　托架中電纜穿過水密艙壁或甲板（單位mm）

2.2.3 電纜馬腳與貫穿裝置相對位置

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　馬腳固定電纜穿過艙壁（單位mm）

3 密性試驗

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[4]，根據(jù)工程要求，可對電纜密封裝置單做沖水或充氣試驗。

在實際的海洋工程項目中，電纜必須敷設(shè)完畢，敷設(shè)報檢工作完畢，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)束并且報驗通過后才能進(jìn)行密性試驗，實驗前必須清潔電纜貫穿裝置表面，保證其周圍沒有被擋住直到試驗完成，將試驗區(qū)域附近的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

沖氣密性試驗：

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

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)氣體壓強穩(wěn)定在0.15 MPa以內(nèi)，如圖4所示：

圖4　沖氣密性試驗圖示

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，晃動氣槍以覆蓋所有縫隙。使用氣槍距離MCT的距離為300 mm，壓強從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)計封堵缺陷位置，重新進(jìn)行封堵及密性試驗。

6）試驗后關(guān)閉壓力氣體，清潔發(fā)泡劑。

沖水密性試驗：

試驗工具及介質(zhì)：水源、壓力表、調(diào)節(jié)閥、水槍（口徑不小于12 mm）、毛巾，以MCT為例，試驗步驟如下：

1）將水槍，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)水壓穩(wěn)定在0.2 MPa，如圖5所示：

圖5　沖水密性試驗圖示

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)計封堵缺陷位置，重新進(jìn)行封堵及密性試驗。

6）試驗后關(guān)閉水槍。

4 結(jié)語

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指標(biāo)，通過對電纜貫穿裝置中電纜敷設(shè)要求及其密性試驗的分析介紹，可以更好地為海洋工程項目中電纜的敷設(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].機電設(shè)備, 2004, 21(3): 9-11.

[2] 朱陽飛, 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)計選型[J]. 2009, 26(4): 23-26.

[4] 全國海洋船標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會船舶電氣設(shè)備分技術(shù)委員會: 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: 中國船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟研究院: 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（1981-），男，碩士研究生。研究方向：機電一體化。E-mail：15963255931@163.com