舰船电缆专用通道密封工艺的方法与应用

曹文忠

(4805工厂，上海 200135)

0 前言

随着我国7000m深海潜艇海试成功，对海洋工程装备的深潜技术要求也愈来愈高。深潜舰船、海上石油平台、测深仪、声纳换能器等海洋工程在建造、维修过程中，对单根电缆穿过以液体为介质的耐压壳体的密封工作，一直是船厂在建造和维修中的重要议题。

笔者根据多年的实际工作经验，现将几种耐液体压力不大于7MPa的密封工艺作分析比较，以供参考。

1 密封方法一

填料函填料为601胶的电缆水密方法，如图1所示。

1)首先清除水密填料函上的油漆、滑油、及锈斑等赃物，并用无水乙醇与丙酮按6∶1混合溶液配制清洁剂，清洁整个水密填料函、垫片、填料函螺母及相关部位电缆的外表。

2)用601胶按一定比例在航空煤油中溶化(在溶化过程中要间断性的进行搅拌，以胶体不粘底为准，并要在较空广的环境下进行，远离高温明火)，再将D6石棉绳浸泡在溶液中，约两周后在阴影处晾干备用。

3)装入垫圈并往填料函壳体与电缆之间内腔沿电缆按顺时针方向填入浸有601胶的石棉绳1～2层，再填入601胶并密实压紧心轴，再往填料函中包绕1～2层石棉绳 (每填入1层就用胶木棒和小锤捣紧实)。

4)装入垫圈并拧紧压紧螺帽，在拧紧螺帽后应留有1～2圈螺纹，在施工过程中电缆不能跟着转动，若有转动则需松开重做。

5)水密填料函和电缆的结合部不能做热塑套管或锥形橡胶护套，并在电缆水密件做好后隔6个月，松开压紧螺帽和垫圈，再添加入填料以防填料收缩后松动。

此种水密方法工艺简单，拆装方便，用料可预制，随用随取，不受场地、温度、湿度等条件的限制。此种工艺特点以601胶压缩电缆来密封，对电缆的变形损伤较小，耐压试验值不高，且填料有收缩性，需6个月后松开螺母添加填料。因此这种水密方法一般适用于橡胶外皮或聚氯乙烯塑料外皮的电缆，在耐水压不大于3MPa的条件下使用为宜，如水密隔舱、铺板等。

图1 密封方法一、方法二示意图

2 密封方法二

填料函填料为矩形橡胶圈的电缆水密方法，如图1所示。

一般在每个水密填料函中加入二个半至三个矩形橡胶圈就行，橡胶圈的内、外径与电缆或水密填料函的间隙不大于0.5mm为宜。而且根据电缆的不同规格，可预制备用，且不受场地、温度、湿度等气候条件的限制，随用随拿。此种工艺特点以橡胶圈压缩电缆来密封，一般电缆都有不同程度的收缩变形，若掌握不当就要造成电缆的损伤，且受橡胶件寿命的限制，一般不超过10年。此种水密方法一般适用于橡胶外皮或聚氯乙烯塑料外皮的电缆，且在耐水压不大于4MPa的条件下使用为宜，一般适用于相应深度的潜水装备的舷外电缆穿过耐压壳体时。

3 密封方法三

用浸有环氧树脂、液态聚硫橡胶、低分子生胶混合溶液的石棉绳为水密填料和用密封腻子封口的密封方法。如图2所示。

1)清除水密填料函上的油漆、滑油及锈斑等脏物，用砂纸打磨至发亮并涂上底漆、混合胶(水密填料函和成套零件的清洁，应在电缆拉紧前和密封前进行)，立管的内部和外部应涂锌。用清洁剂清洁整个水密填料函、垫片、填料函螺母及相关部位电缆外表 (金属外表应除锈至发亮)。

2)用环氧树脂、液态聚硫橡胶、低分子生胶和硬化剂按一定比例配制混合溶液密封胶 (成胶状)备用 (配制混合溶液时应在环境温度不低于15℃下进行)。可在其使用前一天在车间里预先配制 (不加硬化剂)，配制好的混合胶的存放时间不允许超过5天。使用时将石棉绳与混合胶充分搅拌浸透用作水密填料，石棉绳直径一般为D6为宜(或根据实际情况调整)。

图2 密封方法三示意图

3)往水密填料函内部和电缆水密部位涂上混合胶。再往填料函壳体与电缆之间内腔填入浸有环氧树脂等混合溶液的石棉绳，石棉绳沿电缆按顺时针方向进行包绕并密实压紧心轴。为了防止压紧螺帽时混合胶挤出，电缆与垫圈间的间隙一般不大于0.5mm为宜。在安装螺帽前应在填料函螺纹上及螺帽螺纹上涂上一层密封胶并拧紧螺帽。螺帽底端与填料函壳体平面之间的距离为15mm左右 (如果压紧后达不到上述尺寸，必须拧下螺帽，取下垫圈，在填料函中调整石棉绳并重新进行装配)。

4)在电缆和螺帽周围，按顺时针方向缠绕浸有混合胶的石棉绳形成锥体，锥体高度为80～90mm，如要进行弯曲或电缆的直线距离不够时，可缩短锥体10～15mm(在缠绕石棉绳前，填料函螺母、电缆与杯型橡胶套应用浸有干净清洁剂的抹布进行仔细擦拭，以除去操作中留下的残渣)。

5)缠绕完石棉绳后 (混合胶硬化前)在锥体上缠绕6层15～20mm宽的聚氯乙烯胶带。胶带应从电缆处向水密填料函方向按顺时针缠绕。如果无法满足填料函输出电缆的直线部分，锥体可以带有弯曲，而聚氯乙烯胶带应均匀包绕，不应有褶皱和堆集。

6)往罩内填充密封胶，把外罩移向填料函(通过转动)并继续填充密封胶。移动外罩时不应挤压，以防密封胶渗出。如果罩内未填满密封胶，必须填充满并重新操作，直至填充满为止。

7)待密封胶完全硬化后，在橡胶套两端分别与水密填料函和电缆连接处涂上密封腻子封口。用此种工艺方法，对橡胶外皮、金属网外皮和聚氯乙烯塑料外皮的单根电缆，穿过舰船耐压水密壳体都适用。它是以电缆在填料函中的固定和克服主壳体液压影响的挤压，通过浸有胶水的石棉绳粘结电缆外皮和填料函壁来完成，此种工艺方法以强力的粘度来密封，具有不损伤电缆，密封效果长久等优点。缺点是一旦做成就不能拆装。按照本工艺进行电缆通道密封工作，应在环境温度不低于－5℃、空气湿度不大于70%的环境下进行。按照此工艺方法，能承受7MPa水压试验，一般适用于深潜装备的舷外电缆穿过耐压壳体。

8)本工艺对水下装备的电缆水密件在渗漏时有修复的功能。利用本工艺特点，可对深海舰船等水下装备的测深仪、声呐换能器、抛物天线、水下照明及通讯电缆等重要设备的密封端或舰船不容易拆装部位的深水电缆水密填料函发生渗漏时，可进行舷外原地修复。液体渗漏填料函时的密封修理，一般通过重新做密封填料来完成。如果无法拆卸外填料函 (螺母因锈蚀无法拧下时)，只能完成填料函的外部密封修补工作。首先将外部需要修补的部位清洁干净，金属部件除锈擦亮，橡胶件用锉刀(或其他工具)锉新，并涂1层混合胶，再向外部填料函和电缆部位涂敷或缠绕1层浸有环氧胶的石棉绳 (约1cm厚)，等石棉绳干透以后，用同样的方法再涂敷或缠绕第2层 (应在环境温度不低于－5℃，空气湿度在不大于70%的环境下进行，最好选择环境温度较高的夏天，其效果为更佳。若在环境温度较低的冬天或阴冷潮湿的环境情况进行修补时，可用薄铁皮做一个罩子盖住修补好的部位，高度离涂层表面约2～3cm的间隙，插入1支温度计，外面用2000 W电吹风机均匀加热，以温度计温度显示在50℃为宜，直到涂层干透)，等到涂层干透后，其表面再涂上1层密封腻子即可。

在应用上述工艺时，密封混合胶的制作和使用，其毒性较大并对环境有污染，应遵守国家相关的安全技术和环境工业卫生要求，确实做好人身安全和环境保护。

4 结束语

以上3种方法适用于水下舰船、海上石油平台、测深仪、声呐换能器等水下装备工程，在需要做电缆穿过耐压壳体密封工作时，可根据不同的耐压等级和环境场所选择不同的水密方法，一般以水下最大工作深度 (或设计深度)的1.5倍的试验压力来确定。