船舶電纜過(guò)渡箱的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

曹愛(ài)杰 楊永順

摘? ? 要：隨著船舶功能多樣性的發(fā)展，船舶空間結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜化，對(duì)船舶電纜敷設(shè)的要求越來(lái)越高，電纜在穿過(guò)需防護(hù)的區(qū)域僅用排管的方式已不能滿足要求。本文主要闡述在液艙中采用電纜過(guò)渡箱與電纜防護(hù)管相結(jié)合方式的設(shè)計(jì)與應(yīng)用情況，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行分析與總結(jié)，為今后類似電纜通道的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：船舶電纜敷設(shè);電纜過(guò)渡箱;電纜防護(hù)管

中圖分類號(hào)：U665.1? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Design and Application of Ship Cable Transition Box

CAO Aijie，? YANG Yongshun

（ Hudong-zhonghua Shipbuilding （Group） Co.， Ltd.， Shanghai200129 ）

Abstract： With the development of the diversity of ship functions， the space structure of ships has become more and more complicated， and it is more and more difficult for the laying of ship cables. As a result， it can not fullfill the requirements of the modern ships anymore to lay cables through special area by simply piping in the area where the cables need to be protected. This paper mainly describes the design and application of the combination of cable transition box and cable tube in the tank， and analyzes and summarizes its application effect. It provides reference for the design and application of similar cable channel in the future.

Key words： Ships cable laying; Cable transition box; Cable tube

1? ? ?前言

根據(jù)船舶電纜敷設(shè)的有關(guān)規(guī)則和工藝要求;電纜通常不允許通過(guò)浸水場(chǎng)所、貫穿水艙或水箱，在無(wú)法避免時(shí)應(yīng)穿電纜防護(hù)管進(jìn)行敷設(shè)，管子兩端應(yīng)密封;電纜引入潮濕的底艙應(yīng)穿管敷設(shè)，應(yīng)盡量不經(jīng)過(guò)油艙，必須經(jīng)過(guò)時(shí)應(yīng)穿雙層金屬管敷設(shè);電纜應(yīng)盡量避免通過(guò)容易產(chǎn)生爆炸性介質(zhì)的艙室（如油漆艙、油泵艙、加油站等），如必須經(jīng)過(guò)時(shí)應(yīng)穿電纜防護(hù)管或用電纜槽敷設(shè);電纜防護(hù)管或槽的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用封閉式，端部應(yīng)有填料函或其他密封措施。

某船在設(shè)計(jì)階段考慮電纜走向時(shí)發(fā)現(xiàn)，需經(jīng)過(guò)以上區(qū)域的電纜較多。若采用單一的排管防護(hù)會(huì)造成電纜距離過(guò)長(zhǎng)、彎頭過(guò)多、敷設(shè)電纜的破損機(jī)率大大增加;若采用電纜槽保護(hù)的形式則成本較高、占用空間較大、施工復(fù)雜。

為了減少電纜敷設(shè)難度和節(jié)約生產(chǎn)成本，經(jīng)反復(fù)研究后，決定采用電纜過(guò)渡箱結(jié)合防護(hù)管的安裝方式：在需保護(hù)區(qū)域采用排管保護(hù)并在管路走向中的高低起伏、轉(zhuǎn)彎、交叉等部位設(shè)置電纜過(guò)渡箱，為電纜敷設(shè)時(shí)提供過(guò)渡與操作空間;在液體艙室內(nèi)的電纜過(guò)渡箱，采用密性材料整體澆注密封，防止液體進(jìn)入過(guò)渡箱損壞電纜。

2? ? ?電纜過(guò)渡箱設(shè)計(jì)

2.1? ?過(guò)渡箱的布置

電纜過(guò)渡箱安裝位置的選擇十分重要，既要考慮施工方便，又要滿足電纜沿甲板下方（或上方）和沿船殼板內(nèi)側(cè)敷設(shè)的要求。一般將過(guò)渡箱安裝在電纜拉放路徑的相交處，便于橫向或縱向電纜的敷設(shè)。結(jié)合某船結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的特點(diǎn)，電纜過(guò)渡箱的布置情況如下：

（1）在船模放樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)某船艙底及其邊艙大多為液體艙室，橫向和縱向距離均較長(zhǎng)并且?guī)в兄苯菑潱F(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)電纜較為困難，故采用在舷旁布置電纜過(guò)渡箱，如圖1所示。

（2）縱向電纜沿船舷環(huán)形敷設(shè)在艙底液艙內(nèi)，縱向距離較長(zhǎng)并有兩處直角彎;橫向電纜沿肋位環(huán)形敷設(shè)在艙底液艙內(nèi)，橫向距離較長(zhǎng)并有兩處直角彎。由于現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)電纜難度較大，故在液艙內(nèi)布置過(guò)渡箱，如圖2所示。

（3）在某船潮濕或者高溫處所敷設(shè)電纜，需增加電纜防護(hù)管防護(hù)。由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致排管距離較長(zhǎng)、彎頭較多，故使用電纜過(guò)渡箱可有效減小電纜敷設(shè)難度。

2.2? ? 過(guò)渡箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）電纜過(guò)渡箱預(yù)制于分段結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與涂裝要求與分段結(jié)構(gòu)等同;布置于液體艙室外的電纜過(guò)渡箱外敷的絕緣材料，應(yīng)與艙壁絕緣材料等同;電纜過(guò)渡箱內(nèi)、外涂裝，應(yīng)符合全艦涂裝要求的相應(yīng)規(guī)定;布置于油水艙外的電纜過(guò)渡箱外敷的絕緣材料，應(yīng)與艙壁絕緣材料等同;電纜過(guò)渡箱在敷設(shè)電纜前，箱體應(yīng)采用有效的防護(hù)措施，以防止水或雜物進(jìn)入;布置于液體艙室內(nèi)的電纜過(guò)渡箱，為防止液體進(jìn)入電纜過(guò)渡箱內(nèi)部導(dǎo)致電纜的損壞，需在電纜敷設(shè)完成后向電纜過(guò)渡箱內(nèi)填充密性材料密封，可采用可拆式電纜密性材料進(jìn)行整體澆注密封;

（2）為便于施工人員在過(guò)渡箱中操作和保證施工結(jié)束后的箱體密性，在電纜過(guò)渡箱上方需設(shè)置倒門(mén)蓋;為填充密性材料，部分電纜過(guò)渡箱上設(shè)置盲板法蘭用來(lái)澆注密性材料;倒門(mén)蓋、倒門(mén)蓋底板、盲板法蘭、盲板法蘭底板等采用的材料，與船體結(jié)構(gòu)一致;結(jié)合電纜過(guò)渡箱上電纜防護(hù)管進(jìn)出的方位，電纜過(guò)渡箱主要有雙倒門(mén)蓋和單倒門(mén)蓋兩種結(jié)構(gòu)形式;

（3）雙倒門(mén)蓋電纜過(guò)渡箱主要用于垂向電纜的敷設(shè)，倒門(mén)蓋設(shè)置在過(guò)渡箱兩側(cè)以減少過(guò)渡箱的整體空間，并便于現(xiàn)場(chǎng)施工;雙倒門(mén)蓋電纜過(guò)渡箱，主要由箱體、倒門(mén)蓋、倒門(mén)蓋座板、盲板法蘭和盲板法蘭座板組成;

（4）單倒門(mén)蓋電纜過(guò)渡箱主要用于水平電纜和橫向電纜敷設(shè)，因水平電纜水平敷設(shè)、橫向電纜在船舶底部水平敷設(shè)，故電纜防護(hù)管從兩側(cè)進(jìn)出電纜過(guò)渡箱，倒門(mén)蓋設(shè)置過(guò)渡箱上方，以減少過(guò)渡箱整體空間及方便敷設(shè)電纜，并便于澆注密性材料;單倒門(mén)蓋電纜過(guò)渡箱，主要由箱體、倒門(mén)蓋、倒門(mén)蓋座板組成。

2.3? ? 過(guò)渡箱密封方式

（1）為防止液體通過(guò)倒門(mén)蓋浸入電纜過(guò)渡箱內(nèi)對(duì)電纜進(jìn)行腐蝕，液艙內(nèi)的電纜過(guò)渡箱在電纜敷設(shè)完整并且箱體內(nèi)電纜防護(hù)管端口密封結(jié)束及檢驗(yàn)合格后，采用可拆電纜密性材料進(jìn)行整體澆注密封;電纜密性材料需滿足液體艙室的水壓試驗(yàn)要求，對(duì)淡水、油無(wú)污染，以及毒理性能符合船用非金屬材料的相關(guān)規(guī)定，酸堿度為6.5～8，對(duì)電纜外表皮及鋼鐵等無(wú)腐蝕、耐油、耐酸、耐堿、耐海水腐蝕，并具有可拆性等特點(diǎn)，能夠在以后打開(kāi)電纜過(guò)渡箱倒門(mén)蓋后將其去除從而對(duì)電纜過(guò)渡箱內(nèi)電纜進(jìn)行檢修;

（2）雙倒門(mén)蓋電纜過(guò)渡箱應(yīng)先將兩側(cè)倒門(mén)蓋密封，然后通過(guò)頂部盲板法蘭底板澆灌可拆式電纜密性材料，最后將盲板法蘭封閉;單倒門(mén)蓋電纜過(guò)渡箱，則通過(guò)頂部倒門(mén)蓋澆灌可拆式電纜密性材料;澆注滿電纜密性材料（凝固后無(wú)空隙）后，須與理論值進(jìn)行校核，若密封材料剩余量與理論值差距較大，則須檢查箱體內(nèi)部是否存在空隙;

（3）灌注時(shí)將桶內(nèi)攪拌好的密封材料混合液體通過(guò)倒門(mén)孔或盲板法蘭孔倒入過(guò)渡箱內(nèi)，材料會(huì)自行沿箱體內(nèi)壁或電纜敷設(shè)方向流淌，待材料液面適當(dāng)?shù)陀陂_(kāi)孔開(kāi)口時(shí)停止傾倒，以防止材料溢出;不要立即密封倒門(mén)蓋或盲板法蘭，需靜置1 小時(shí)以上，因過(guò)渡箱內(nèi)密封材料滲透至電纜縫隙及空氣排出等因素，灌注口端口的液面會(huì)有所下降，可多次少量補(bǔ)灌材料，直至液面不再下降后依次密封;灌注口外部如有溢出殘留密封材料，應(yīng)予及時(shí)清除;

（4）電纜過(guò)渡箱密封材料灌注方法，一般采用自流法和加壓法：自流法利用密封材料的流淌性，使材料自行流淌至電纜過(guò)渡箱內(nèi);加壓法通過(guò)灌注泵將密封材料通過(guò)壓力注入電纜過(guò)渡箱。一般以自流法為主，若處于高處等施工環(huán)境或特殊區(qū)域施工時(shí)，可采用灌注泵加壓灌注。

電纜密性材料施工工藝流程，見(jiàn)圖3。

2.4? ?過(guò)渡箱密性檢查

為保障液艙的水密性，液艙內(nèi)的電纜過(guò)渡箱在電纜敷設(shè)開(kāi)始前，應(yīng)將倒門(mén)蓋、盲板法蘭的蓋板使用螺栓擰緊;然后在電纜過(guò)渡箱所在液艙做氣壓試驗(yàn)，保持壓力1小時(shí)，若壓力降不超過(guò)充氣壓力的3%即為合格，以檢查電纜過(guò)渡箱外部空間的密性;內(nèi)部空間的密性檢查，即為電纜過(guò)渡箱內(nèi)電纜防護(hù)管的密性檢查，見(jiàn)本文3.3節(jié)。

3? ? ?電纜防護(hù)管的選用與端口密封方式

3.1? ?防護(hù)管的選用

穿過(guò)污水艙、淡水艙、灰黑水艙的電纜防護(hù)管，采用單層316L不銹鋼無(wú)縫鋼管;高溫區(qū)域（如排氣管區(qū)域）電纜防護(hù)管，采用無(wú)縫鍍鋅鋼管并外敷耐高溫絕緣材料;其余部位的電纜管，均采用單層無(wú)縫鍍鋅鋼管。

電纜防護(hù)管能整根敷設(shè)的應(yīng)整根敷設(shè)，不能整根敷設(shè)的可用套管過(guò)渡連接;穿入過(guò)渡箱內(nèi)的電纜防護(hù)管內(nèi)壁均應(yīng)平整光滑，管路內(nèi)部、端口和分?jǐn)嗵帒?yīng)進(jìn)行去毛刺和倒角（R2 mm）處理，以防止電纜敷設(shè)時(shí)電纜外護(hù)套的損壞。

3.2? ?防護(hù)管的密封方式

在管口密性施工時(shí)，按施工圖紙將電纜管內(nèi)部的電纜敷設(shè)齊全，整理平整;選擇與電纜直徑相應(yīng)的有縱向切口的NG型耐火套管套（長(zhǎng)度150 mm）在每根電纜上，并推入管口內(nèi);電纜與電纜、電纜與裝置間的空隙，用11/5、17/11和25/19無(wú)切口空套管填滿;填入貫穿件內(nèi)的全部套管大致在同一平面上，并在電纜管兩端各留出約25 mm空間用于填充密封膠;用油灰刀將密封膠壓入，確保貫穿件內(nèi)密封膠均勻填充、電纜框表面平整，最后用油灰刀將電纜間的密封膠壓緊抹平，以保證整個(gè)貫穿件的水密和氣密性。

3.3? ?防護(hù)管的密性檢查

電纜防護(hù)管應(yīng)與船體密性要求保持一致。當(dāng)管路安裝完畢，須逐段進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.16 MPa，若1小時(shí)無(wú)泄漏為合格。

電纜防護(hù)管管口穿出電纜過(guò)渡箱的長(zhǎng)度應(yīng)不小于100 mm，管口應(yīng)安裝支管螺紋接頭和Φ14×2氣密試驗(yàn)支管，螺紋接頭規(guī)格為CB53-80 DM20×1.5G（通徑8 mm）。電纜防護(hù)管管口結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示。

4? ? ?電纜過(guò)渡箱結(jié)合電纜防護(hù)管的應(yīng)用

目前大型船舶液艙內(nèi)的電纜全部采用電纜槽的敷設(shè)方式，但液艙內(nèi)電纜全這種敷設(shè)方式會(huì)帶來(lái)液艙容積降低幅度較大、整船重量大幅度增加、成本控制難度大、部分區(qū)域無(wú)法進(jìn)行特涂等一系列難題。經(jīng)過(guò)綜合考慮，某船采用了電纜過(guò)渡箱結(jié)合電纜防護(hù)管的方式。這種施工方案具有在液體艙內(nèi)拉放電纜較為方便、有足夠的操作空間、降低了施工難度，從而減少了液體艙的容量損失、節(jié)約密性材料及人工成本、具有可維修性等特點(diǎn)。如遇到電纜損壞的情況，只要在維修時(shí)拆開(kāi)倒門(mén)蓋，拆除密性材料，便可對(duì)電纜進(jìn)行檢修與更換。

5? ? 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的闡述，希望可以為同類型的電纜防護(hù)設(shè)計(jì)者提供參考，同時(shí)通過(guò)交流研討對(duì)電纜敷設(shè)保護(hù)工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高該類工裝的設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉長(zhǎng)濤.淺析船舶電纜敷設(shè)工作的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)[J].科技與企業(yè)，2013（4）：275.

[2] ZB/T U06002-1989. 船舶電纜敷設(shè)工藝[S].

[3] 呂偉.淺談專用電纜浮箱的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].造船技術(shù)研究，2019（2）：44-47.