艦船電纜專用通道密封工藝的方法與應(yīng)用

曹文忠

(4805工廠，上海 200135)

0 前言

隨著我國(guó)7000m深海潛艇海試成功，對(duì)海洋工程裝備的深潛技術(shù)要求也愈來(lái)愈高。深潛艦船、海上石油平臺(tái)、測(cè)深儀、聲納換能器等海洋工程在建造、維修過(guò)程中，對(duì)單根電纜穿過(guò)以液體為介質(zhì)的耐壓殼體的密封工作，一直是船廠在建造和維修中的重要議題。

筆者根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將幾種耐液體壓力不大于7MPa的密封工藝作分析比較，以供參考。

1 密封方法一

填料函填料為601膠的電纜水密方法，如圖1所示。

1)首先清除水密填料函上的油漆、滑油、及銹斑等贓物，并用無(wú)水乙醇與丙酮按6∶1混合溶液配制清潔劑，清潔整個(gè)水密填料函、墊片、填料函螺母及相關(guān)部位電纜的外表。

2)用601膠按一定比例在航空煤油中溶化(在溶化過(guò)程中要間斷性的進(jìn)行攪拌，以膠體不粘底為準(zhǔn)，并要在較空廣的環(huán)境下進(jìn)行，遠(yuǎn)離高溫明火)，再將D6石棉繩浸泡在溶液中，約兩周后在陰影處晾干備用。

3)裝入墊圈并往填料函殼體與電纜之間內(nèi)腔沿電纜按順時(shí)針?lè)较蛱钊虢?01膠的石棉繩1～2層，再填入601膠并密實(shí)壓緊心軸，再往填料函中包繞1～2層石棉繩 (每填入1層就用膠木棒和小錘搗緊實(shí))。

4)裝入墊圈并擰緊壓緊螺帽，在擰緊螺帽后應(yīng)留有1～2圈螺紋，在施工過(guò)程中電纜不能跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，若有轉(zhuǎn)動(dòng)則需松開(kāi)重做。

5)水密填料函和電纜的結(jié)合部不能做熱塑套管或錐形橡膠護(hù)套，并在電纜水密件做好后隔6個(gè)月，松開(kāi)壓緊螺帽和墊圈，再添加入填料以防填料收縮后松動(dòng)。

此種水密方法工藝簡(jiǎn)單，拆裝方便，用料可預(yù)制，隨用隨取，不受場(chǎng)地、溫度、濕度等條件的限制。此種工藝特點(diǎn)以601膠壓縮電纜來(lái)密封，對(duì)電纜的變形損傷較小，耐壓試驗(yàn)值不高，且填料有收縮性，需6個(gè)月后松開(kāi)螺母添加填料。因此這種水密方法一般適用于橡膠外皮或聚氯乙烯塑料外皮的電纜，在耐水壓不大于3MPa的條件下使用為宜，如水密隔艙、鋪板等。

圖1 密封方法一、方法二示意圖

2 密封方法二

填料函填料為矩形橡膠圈的電纜水密方法，如圖1所示。

一般在每個(gè)水密填料函中加入二個(gè)半至三個(gè)矩形橡膠圈就行，橡膠圈的內(nèi)、外徑與電纜或水密填料函的間隙不大于0.5mm為宜。而且根據(jù)電纜的不同規(guī)格，可預(yù)制備用，且不受場(chǎng)地、溫度、濕度等氣候條件的限制，隨用隨拿。此種工藝特點(diǎn)以橡膠圈壓縮電纜來(lái)密封，一般電纜都有不同程度的收縮變形，若掌握不當(dāng)就要造成電纜的損傷，且受橡膠件壽命的限制，一般不超過(guò)10年。此種水密方法一般適用于橡膠外皮或聚氯乙烯塑料外皮的電纜，且在耐水壓不大于4MPa的條件下使用為宜，一般適用于相應(yīng)深度的潛水裝備的舷外電纜穿過(guò)耐壓殼體時(shí)。

3 密封方法三

用浸有環(huán)氧樹(shù)脂、液態(tài)聚硫橡膠、低分子生膠混合溶液的石棉繩為水密填料和用密封膩?zhàn)臃饪诘拿芊夥椒?。如圖2所示。

1)清除水密填料函上的油漆、滑油及銹斑等臟物，用砂紙打磨至發(fā)亮并涂上底漆、混合膠(水密填料函和成套零件的清潔，應(yīng)在電纜拉緊前和密封前進(jìn)行)，立管的內(nèi)部和外部應(yīng)涂鋅。用清潔劑清潔整個(gè)水密填料函、墊片、填料函螺母及相關(guān)部位電纜外表 (金屬外表應(yīng)除銹至發(fā)亮)。

2)用環(huán)氧樹(shù)脂、液態(tài)聚硫橡膠、低分子生膠和硬化劑按一定比例配制混合溶液密封膠 (成膠狀)備用 (配制混合溶液時(shí)應(yīng)在環(huán)境溫度不低于15℃下進(jìn)行)?？稍谄涫褂们耙惶煸谲?chē)間里預(yù)先配制 (不加硬化劑)，配制好的混合膠的存放時(shí)間不允許超過(guò)5天。使用時(shí)將石棉繩與混合膠充分?jǐn)嚢杞赣米魉芴盍?，石棉繩直徑一般為D6為宜(或根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)。

圖2 密封方法三示意圖

3)往水密填料函內(nèi)部和電纜水密部位涂上混合膠。再往填料函殼體與電纜之間內(nèi)腔填入浸有環(huán)氧樹(shù)脂等混合溶液的石棉繩，石棉繩沿電纜按順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行包繞并密實(shí)壓緊心軸。為了防止壓緊螺帽時(shí)混合膠擠出，電纜與墊圈間的間隙一般不大于0.5mm為宜。在安裝螺帽前應(yīng)在填料函螺紋上及螺帽螺紋上涂上一層密封膠并擰緊螺帽。螺帽底端與填料函殼體平面之間的距離為15mm左右 (如果壓緊后達(dá)不到上述尺寸，必須擰下螺帽，取下墊圈，在填料函中調(diào)整石棉繩并重新進(jìn)行裝配)。

4)在電纜和螺帽周?chē)?，按順時(shí)針?lè)较蚶p繞浸有混合膠的石棉繩形成錐體，錐體高度為80～90mm，如要進(jìn)行彎曲或電纜的直線距離不夠時(shí)，可縮短錐體10～15mm(在纏繞石棉繩前，填料函螺母、電纜與杯型橡膠套應(yīng)用浸有干凈清潔劑的抹布進(jìn)行仔細(xì)擦拭，以除去操作中留下的殘?jiān)?。

5)纏繞完石棉繩后 (混合膠硬化前)在錐體上纏繞6層15～20mm寬的聚氯乙烯膠帶。膠帶應(yīng)從電纜處向水密填料函方向按順時(shí)針纏繞。如果無(wú)法滿足填料函輸出電纜的直線部分，錐體可以帶有彎曲，而聚氯乙烯膠帶應(yīng)均勻包繞，不應(yīng)有褶皺和堆集。

6)往罩內(nèi)填充密封膠，把外罩移向填料函(通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng))并繼續(xù)填充密封膠。移動(dòng)外罩時(shí)不應(yīng)擠壓，以防密封膠滲出。如果罩內(nèi)未填滿密封膠，必須填充滿并重新操作，直至填充滿為止。

7)待密封膠完全硬化后，在橡膠套兩端分別與水密填料函和電纜連接處涂上密封膩?zhàn)臃饪凇Ｓ么朔N工藝方法，對(duì)橡膠外皮、金屬網(wǎng)外皮和聚氯乙烯塑料外皮的單根電纜，穿過(guò)艦船耐壓水密殼體都適用。它是以電纜在填料函中的固定和克服主殼體液壓影響的擠壓，通過(guò)浸有膠水的石棉繩粘結(jié)電纜外皮和填料函壁來(lái)完成，此種工藝方法以強(qiáng)力的粘度來(lái)密封，具有不損傷電纜，密封效果長(zhǎng)久等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是一旦做成就不能拆裝。按照本工藝進(jìn)行電纜通道密封工作，應(yīng)在環(huán)境溫度不低于－5℃、空氣濕度不大于70%的環(huán)境下進(jìn)行。按照此工藝方法，能承受7MPa水壓試驗(yàn)，一般適用于深潛裝備的舷外電纜穿過(guò)耐壓殼體。

8)本工藝對(duì)水下裝備的電纜水密件在滲漏時(shí)有修復(fù)的功能。利用本工藝特點(diǎn)，可對(duì)深海艦船等水下裝備的測(cè)深儀、聲吶換能器、拋物天線、水下照明及通訊電纜等重要設(shè)備的密封端或艦船不容易拆裝部位的深水電纜水密填料函發(fā)生滲漏時(shí)，可進(jìn)行舷外原地修復(fù)。液體滲漏填料函時(shí)的密封修理，一般通過(guò)重新做密封填料來(lái)完成。如果無(wú)法拆卸外填料函 (螺母因銹蝕無(wú)法擰下時(shí))，只能完成填料函的外部密封修補(bǔ)工作。首先將外部需要修補(bǔ)的部位清潔干凈，金屬部件除銹擦亮，橡膠件用銼刀(或其他工具)銼新，并涂1層混合膠，再向外部填料函和電纜部位涂敷或纏繞1層浸有環(huán)氧膠的石棉繩 (約1cm厚)，等石棉繩干透以后，用同樣的方法再涂敷或纏繞第2層 (應(yīng)在環(huán)境溫度不低于－5℃，空氣濕度在不大于70%的環(huán)境下進(jìn)行，最好選擇環(huán)境溫度較高的夏天，其效果為更佳。若在環(huán)境溫度較低的冬天或陰冷潮濕的環(huán)境情況進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，可用薄鐵皮做一個(gè)罩子蓋住修補(bǔ)好的部位，高度離涂層表面約2～3cm的間隙，插入1支溫度計(jì)，外面用2000 W電吹風(fēng)機(jī)均勻加熱，以溫度計(jì)溫度顯示在50℃為宜，直到涂層干透)，等到涂層干透后，其表面再涂上1層密封膩?zhàn)蛹纯伞?/p>

在應(yīng)用上述工藝時(shí)，密封混合膠的制作和使用，其毒性較大并對(duì)環(huán)境有污染，應(yīng)遵守國(guó)家相關(guān)的安全技術(shù)和環(huán)境工業(yè)衛(wèi)生要求，確實(shí)做好人身安全和環(huán)境保護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

以上3種方法適用于水下艦船、海上石油平臺(tái)、測(cè)深儀、聲吶換能器等水下裝備工程，在需要做電纜穿過(guò)耐壓殼體密封工作時(shí)，可根據(jù)不同的耐壓等級(jí)和環(huán)境場(chǎng)所選擇不同的水密方法，一般以水下最大工作深度 (或設(shè)計(jì)深度)的1.5倍的試驗(yàn)壓力來(lái)確定。