船舶电缆过渡箱的设计与应用
来源:用户上传
作者:曹爱杰 杨永顺
摘 要：随着船舶功能多样性的发展，船舶空间结构越来越復杂化，对船舶电缆敷设的要求越来越高，电缆在穿过需防护的区域仅用排管的方式已不能满足要求。本文主要阐述在液舱中采用电缆过渡箱与电缆防护管相结合方式的设计与应用情况，并对其应用效果进行分析与总结，为今后类似电缆通道的设计与应用提供参考。
关键词：船舶电缆敷设;电缆过渡箱;电缆防护管
中图分类号：U665.1 文献标识码：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： Ship’s cable laying; Cable transition box; Cable tube
1 前言
根据船舶电缆敷设的有关规则和工艺要求;电缆通常不允许通过浸水场所、贯穿水舱或水箱，在无法避免时应穿电缆防护管进行敷设，管子两端应密封;电缆引入潮湿的底舱应穿管敷设，应尽量不经过油舱，必须经过时应穿双层金属管敷设;电缆应尽量避免通过容易产生爆炸性介质的舱室（如油漆舱、油泵舱、加油站等），如必须经过时应穿电缆防护管或用电缆槽敷设;电缆防护管或槽的结构应采用封闭式，端部应有填料函或其他密封措施。
某船在设计阶段考虑电缆走向时发现，需经过以上区域的电缆较多。若采用单一的排管防护会造成电缆距离过长、弯头过多、敷设电缆的破损机率大大增加;若采用电缆槽保护的形式则成本较高、占用空间较大、施工复杂。
为了减少电缆敷设难度和节约生产成本，经反复研究后，决定采用电缆过渡箱结合防护管的安装方式：在需保护区域采用排管保护并在管路走向中的高低起伏、转弯、交叉等部位设置电缆过渡箱，为电缆敷设时提供过渡与操作空间;在液体舱室内的电缆过渡箱，采用密性材料整体浇注密封，防止液体进入过渡箱损坏电缆。
2 电缆过渡箱设计
2.1 过渡箱的布置
电缆过渡箱安装位置的选择十分重要，既要考虑施工方便，又要满足电缆沿甲板下方（或上方）和沿船壳板内侧敷设的要求。一般将过渡箱安装在电缆拉放路径的相交处，便于横向或纵向电缆的敷设。结合某船结构较为复杂的特点，电缆过渡箱的布置情况如下：
（1）在船模放样时，发现某船舱底及其边舱大多为液体舱室，横向和纵向距离均较长并且带有直角弯，现场敷设电缆较为困难，故采用在舷旁布置电缆过渡箱，如图1所示。
（2）纵向电缆沿船舷环形敷设在舱底液舱内，纵向距离较长并有两处直角弯;横向电缆沿肋位环形敷设在舱底液舱内，横向距离较长并有两处直角弯。由于现场敷设电缆难度较大，故在液舱内布置过渡箱，如图2所示。
（3）在某船潮湿或者高温处所敷设电缆，需增加电缆防护管防护。由于结构较为复杂，导致排管距离较长、弯头较多，故使用电缆过渡箱可有效减小电缆敷设难度。
2.2 过渡箱结构设计
（1）电缆过渡箱预制于分段结构中，结构强度与涂装要求与分段结构等同;布置于液体舱室外的电缆过渡箱外敷的绝缘材料，应与舱壁绝缘材料等同;电缆过渡箱内、外涂装，应符合全舰涂装要求的相应规定;布置于油水舱外的电缆过渡箱外敷的绝缘材料，应与舱壁绝缘材料等同;电缆过渡箱在敷设电缆前，箱体应采用有效的防护措施，以防止水或杂物进入;布置于液体舱室内的电缆过渡箱，为防止液体进入电缆过渡箱内部导致电缆的损坏，需在电缆敷设完成后向电缆过渡箱内填充密性材料密封，可采用可拆式电缆密性材料进行整体浇注密封;
（2）为便于施工人员在过渡箱中操作和保证施工结束后的箱体密性，在电缆过渡箱上方需设置倒门盖;为填充密性材料，部分电缆过渡箱上设置盲板法兰用来浇注密性材料;倒门盖、倒门盖底板、盲板法兰、盲板法兰底板等采用的材料，与船体结构一致;结合电缆过渡箱上电缆防护管进出的方位，电缆过渡箱主要有双倒门盖和单倒门盖两种结构形式; （3）双倒门盖电缆过渡箱主要用于垂向电缆的敷设，倒门盖设置在过渡箱两侧以减少过渡箱的整体空间，并便于现场施工;双倒门盖电缆过渡箱，主要由箱体、倒门盖、倒门盖座板、盲板法兰和盲板法兰座板组成;
（4）单倒门盖电缆过渡箱主要用于水平电缆和横向电缆敷设，因水平电缆水平敷设、横向电缆在船舶底部水平敷设，故电缆防护管从两侧进出电缆过渡箱，倒门盖设置过渡箱上方，以减少过渡箱整体空间及方便敷设电缆，并便于浇注密性材料;单倒门盖电缆过渡箱，主要由箱体、倒门盖、倒门盖座板组成。
2.3 过渡箱密封方式
（1）为防止液体通过倒门盖浸入电缆过渡箱内对电缆进行腐蚀，液舱内的电缆过渡箱在电缆敷设完整并且箱体内电缆防护管端口密封结束及检验合格后，采用可拆电缆密性材料进行整体浇注密封;电缆密性材料需满足液体舱室的水压试验要求，对淡水、油无污染，以及毒理性能符合船用非金属材料的相关规定，酸碱度为6.5～8，对电缆外表皮及钢铁等无腐蚀、耐油、耐酸、耐碱、耐海水腐蚀，并具有可拆性等特点，能够在以后打开电缆过渡箱倒门盖后将其去除从而对电缆过渡箱内电缆进行检修;
（2）双倒门盖电缆过渡箱应先将两侧倒门盖密封，然后通过顶部盲板法兰底板浇灌可拆式电缆密性材料，最后将盲板法兰封闭;单倒门盖电缆过渡箱，则通过顶部倒门盖浇灌可拆式电缆密性材料;浇注满电缆密性材料（凝固后无空隙）后，须与理论值进行校核，若密封材料剩余量与理论值差距较大，则须检查箱体内部是否存在空隙;
（3）灌注时将桶内搅拌好的密封材料混合液体通过倒门孔或盲板法兰孔倒入过渡箱内，材料会自行沿箱体内壁或电缆敷设方向流淌，待材料液面适当低于开孔开口时停止倾倒，以防止材料溢出;不要立即密封倒门盖或盲板法兰，需静置1 小时以上，因过渡箱内密封材料渗透至电缆缝隙及空气排出等因素，灌注口端口的液面会有所下降，可多次少量补灌材料，直至液面不再下降后依次密封;灌注口外部如有溢出残留密封材料，应予及时清除;
（4）电缆过渡箱密封材料灌注方法，一般采用自流法和加压法：自流法利用密封材料的流淌性，使材料自行流淌至电缆过渡箱内;加压法通过灌注泵将密封材料通过压力注入电纜过渡箱。一般以自流法为主，若处于高处等施工环境或特殊区域施工时，可采用灌注泵加压灌注。
电缆密性材料施工工艺流程，见图3。
2.4 过渡箱密性检查
为保障液舱的水密性，液舱内的电缆过渡箱在电缆敷设开始前，应将倒门盖、盲板法兰的盖板使用螺栓拧紧;然后在电缆过渡箱所在液舱做气压试验，保持压力1小时，若压力降不超过充气压力的3%即为合格，以检查电缆过渡箱外部空间的密性;内部空间的密性检查，即为电缆过渡箱内电缆防护管的密性检查，见本文3.3节。
3 电缆防护管的选用与端口密封方式
3.1 防护管的选用
穿过污水舱、淡水舱、灰黑水舱的电缆防护管，采用单层316L不锈钢无缝钢管;高温区域（如排气管区域）电缆防护管，采用无缝镀锌钢管并外敷耐高温绝缘材料;其余部位的电缆管，均采用单层无缝镀锌钢管。
电缆防护管能整根敷设的应整根敷设，不能整根敷设的可用套管过渡连接;穿入过渡箱内的电缆防护管内壁均应平整光滑，管路内部、端口和分断处应进行去毛刺和倒角（R2 mm）处理，以防止电缆敷设时电缆外护套的损坏。
3.2 防护管的密封方式
在管口密性施工时，按施工图纸将电缆管内部的电缆敷设齐全，整理平整;选择与电缆直径相应的有纵向切口的NG型耐火套管套（长度150 mm）在每根电缆上，并推入管口内;电缆与电缆、电缆与装置间的空隙，用11/5、17/11和25/19无切口空套管填满;填入贯穿件内的全部套管大致在同一平面上，并在电缆管两端各留出约25 mm空间用于填充密封胶;用油灰刀将密封胶压入，确保贯穿件内密封胶均匀填充、电缆框表面平整，最后用油灰刀将电缆间的密封胶压紧抹平，以保证整个贯穿件的水密和气密性。
3.3 防护管的密性检查
电缆防护管应与船体密性要求保持一致。当管路安装完毕，须逐段进行气密性试验，试验压力为0.16 MPa，若1小时无泄漏为合格。
电缆防护管管口穿出电缆过渡箱的长度应不小于100 mm，管口应安装支管螺纹接头和Φ14×2气密试验支管，螺纹接头规格为CB53-80 DM20×1.5G（通径8 mm）。电缆防护管管口结构图，如图4所示。
4 电缆过渡箱结合电缆防护管的应用
目前大型船舶液舱内的电缆全部采用电缆槽的敷设方式，但液舱内电缆全这种敷设方式会带来液舱容积降低幅度较大、整船重量大幅度增加、成本控制难度大、部分区域无法进行特涂等一系列难题。经过综合考虑，某船采用了电缆过渡箱结合电缆防护管的方式。这种施工方案具有在液体舱内拉放电缆较为方便、有足够的操作空间、降低了施工难度，从而减少了液体舱的容量损失、节约密性材料及人工成本、具有可维修性等特点。如遇到电缆损坏的情况，只要在维修时拆开倒门盖，拆除密性材料，便可对电缆进行检修与更换。
5 结束语
通过本文的阐述，希望可以为同类型的电缆防护设计者提供参考，同时通过交流研讨对电缆敷设保护工艺进行优化，提高该类工装的设计水平。
参考文献
[1] 刘长涛.浅析船舶电缆敷设工作的要点及注意事项[J].科技与企业，2013（4）：275.
[2] ZB/T U06002-1989. 船舶电缆敷设工艺[S].
[3] 吕伟.浅谈专用电缆浮箱的设计与应用[J].造船技术研究，2019（2）：44-47.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15353501.htm
