艦船電纜專用通道密封工藝的方法與應用

曹文忠

(4805工廠，上海 200135)

0 前言

隨著我國7000m深海潛艇海試成功，對海洋工程裝備的深潛技術要求也愈來愈高。深潛艦船、海上石油平臺、測深儀、聲納換能器等海洋工程在建造、維修過程中，對單根電纜穿過以液體為介質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。

筆者根據多年的實際工作經驗，現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，并用無水乙醇與丙酮按6∶1混合溶液配制清潔劑，清潔整個水密填料函、墊片、填料函螺母及相關部位電纜的外表。

2)用601膠按一定比例在航空煤油中溶化(在溶化過程中要間斷性的進行攪拌，以膠體不粘底為準，并要在較空廣的環境下進行，遠離高溫明火)，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腔沿電纜按順時針方向填入浸有601膠的石棉繩1～2層，再填入601膠并密實壓緊心軸，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)。

4)裝入墊圈并擰緊壓緊螺帽，在擰緊螺帽后應留有1～2圈螺紋，在施工過程中電纜不能跟著轉動，若有轉動則需松開重做。

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

此種水密方法工藝簡單，拆裝方便，用料可預制，隨用隨取，不受場地、溫度、濕度等條件的限制。此種工藝特點以601膠壓縮電纜來密封，對電纜的變形損傷較小，耐壓試驗值不高，且填料有收縮性，需6個月后松開螺母添加填料。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。

一般在每個水密填料函中加入二個半至三個矩形橡膠圈就行，橡膠圈的內、外徑與電纜或水密填料函的間隙不大于0.5mm為宜。而且根據電纜的不同規格，可預制備用，且不受場地、溫度、濕度等氣候條件的限制，隨用隨拿。此種工藝特點以橡膠圈壓縮電纜來密封，一般電纜都有不同程度的收縮變形，若掌握不當就要造成電纜的損傷，且受橡膠件壽命的限制，一般不超過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，一般適用于相應深度的潛水裝備的舷外電纜穿過耐壓殼體時。

3 密封方法三

用浸有環氧樹脂、液態聚硫橡膠、低分子生膠混合溶液的石棉繩為水密填料和用密封膩子封口的密封方法。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，用砂紙打磨至發亮并涂上底漆、混合膠(水密填料函和成套零件的清潔，應在電纜拉緊前和密封前進行)，立管的內部和外部應涂鋅。用清潔劑清潔整個水密填料函、墊片、填料函螺母及相關部位電纜外表 (金屬外表應除銹至發亮)。

2)用環氧樹脂、液態聚硫橡膠、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 (配制混合溶液時應在環境溫度不低于15℃下進行)?？稍谄涫褂们耙惶煸谲囬g里預先配制 (不加硬化劑)，配制好的混合膠的存放時間不允許超過5天。使用時將石棉繩與混合膠充分攪拌浸透用作水密填料，石棉繩直徑一般為D6為宜(或根據實際情況調整)。

圖2 密封方法三示意圖

3)往水密填料函內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腔填入浸有環氧樹脂等混合溶液的石棉繩，石棉繩沿電纜按順時針方向進行包繞并密實壓緊心軸。為了防止壓緊螺帽時混合膠擠出，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 (如果壓緊后達不到上述尺寸，必須擰下螺帽，取下墊圈，在填料函中調整石棉繩并重新進行裝配)。

4)在電纜和螺帽周圍，按順時針方向纏繞浸有混合膠的石棉繩形成錐體，錐體高度為80～90mm，如要進行彎曲或電纜的直線距離不夠時，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用浸有干凈清潔劑的抹布進行仔細擦拭，以除去操作中留下的殘渣)。

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。膠帶應從電纜處向水密填料函方向按順時針纏繞。如果無法滿足填料函輸出電纜的直線部分，錐體可以帶有彎曲，而聚氯乙烯膠帶應均勻包繞，不應有褶皺和堆集。

6)往罩內填充密封膠，把外罩移向填料函(通過轉動)并繼續填充密封膠。移動外罩時不應擠壓，以防密封膠滲出。如果罩內未填滿密封膠，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子封口。用此種工藝方法，對橡膠外皮、金屬網外皮和聚氯乙烯塑料外皮的單根電纜，穿過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，通過浸有膠水的石棉繩粘結電纜外皮和填料函壁來完成，此種工藝方法以強力的粘度來密封，具有不損傷電纜，密封效果長久等優點。缺點是一旦做成就不能拆裝。按照本工藝進行電纜通道密封工作，應在環境溫度不低于－5℃、空氣濕度不大于70%的環境下進行。按照此工藝方法，能承受7MPa水壓試驗，一般適用于深潛裝備的舷外電纜穿過耐壓殼體。

8)本工藝對水下裝備的電纜水密件在滲漏時有修復的功能。利用本工藝特點，可對深海艦船等水下裝備的測深儀、聲吶換能器、拋物天線、水下照明及通訊電纜等重要設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生滲漏時，可進行舷外原地修復。液體滲漏填料函時的密封修理，一般通過重新做密封填料來完成。如果無法拆卸外填料函 (螺母因銹蝕無法擰下時)，只能完成填料函的外部密封修補工作。首先將外部需要修補的部位清潔干凈，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 (應在環境溫度不低于－5℃，空氣濕度在不大于70%的環境下進行，最好選擇環境溫度較高的夏天，其效果為更佳。若在環境溫度較低的冬天或陰冷潮濕的環境情況進行修補時，可用薄鐵皮做一個罩子蓋住修補好的部位，高度離涂層表面約2～3cm的間隙，插入1支溫度計，外面用2000 W電吹風機均勻加熱，以溫度計溫度顯示在50℃為宜，直到涂層干透)，等到涂層干透后，其表面再涂上1層密封膩子即可。

在應用上述工藝時，密封混合膠的制作和使用，其毒性較大并對環境有污染，應遵守國家相關的安全技術和環境工業衛生要求，確實做好人身安全和環境保護。

4 結束語

以上3種方法適用于水下艦船、海上石油平臺、測深儀、聲吶換能器等水下裝備工程，在需要做電纜穿過耐壓殼體密封工作時，可根據不同的耐壓等級和環境場所選擇不同的水密方法，一般以水下最大工作深度 (或設計深度)的1.5倍的試驗壓力來確定。