Tại sao cáp biển được đóng hộp?

Xịt muối, ngưng tụ, hơi ẩm ở đáy tàu và không khí ẩm có thể truyền vào cáp qua các đầu bị cắt, các đệm không hoàn hảo, vỏ bọc bị hư hỏng hoặc các đầu cuối bịt kín kém. Khi hơi ẩm chạm vào các sợi đồng trần, sự ăn mòn có thể lan rộng dưới lớp cách nhiệt và dần dần tăng điện trở.

Đây là lý do tại sao Marine Cable thường sử dụng đồng đóng hộp hơn là đồng không tráng phủ. Lớp thiếc không làm cho cáp không thấm nước nhưng nó bổ sung thêm một lớp rào cản chống ăn mòn xung quanh dây dẫn. Hiểu được sự khác biệt đó giúp các kỹ sư xác định Marine Cable chính xác hơn cho tự động hóa hàng hải, năng lượng ngoài khơi và các hệ thống điện ẩm ướt, dễ bị rung khác.

Tại sao đóng hộp lại quan trọng trong hệ thống điện nước mặn

Cáp hàng hải được đóng hộp chủ yếu để làm chậm sự ăn mòn ở bề mặt dây dẫn. Đồng cung cấp tính dẫn điện mạnh, nhưng đồng tiếp xúc sẽ phản ứng với oxy, độ ẩm, muối và các chất gây ô nhiễm khác. Trong môi trường biển, muối hòa tan làm cho độ ẩm dẫn điện tốt hơn và hỗ trợ ăn mòn điện hóa. Các lớp oxit và ăn mòn tạo thành có thể làm giảm chất lượng tiếp xúc giữa các dây, thiết bị đầu cuối và đầu nối. Theo thời gian, điều này có thể góp phần gây sụt áp, hoạt động không liên tục, nóng cục bộ hoặc hỏng mạch hoàn toàn.

Rủi ro không đòi hỏi phải ngâm mình hoàn toàn. Không khí ẩm, sự ngưng tụ bên trong vỏ, sương muối, khay cáp ướt và thỉnh thoảng bị bắn tung tóe có thể đủ để bắt đầu ăn mòn ở những nơi đồng tiếp xúc. Độ ẩm cũng có thể xâm nhập vào điểm cuối và di chuyển giữa các sợi mịn bên dưới lớp cách nhiệt thông qua hoạt động mao dẫn. Do đó, sự cố có thể phát triển xa hơn dọc theo dây dẫn so với vùng ẩm ướt nhìn thấy được. Việc bọc từng sợi đồng giúp Marine Cable có thêm một rào cản làm trì hoãn sự tiếp xúc trực tiếp giữa đồng và môi trường xung quanh.

Giá trị của việc đóng hộp trở nên lớn hơn khi việc tiếp cận khó khăn hoặc thời gian ngừng hoạt động tốn kém. Việc thay thế cáp ngắn bên trong bảng điều khiển có thể tiếp cận có thể đơn giản nhưng việc thay thế hệ thống dây điện bên trong tàu, giàn ngoài khơi, cấu trúc tuabin hoặc cụm tự động hóa kín có thể yêu cầu phải tháo gỡ đáng kể. Do đó, Marine Cable sử dụng phương pháp đóng hộp như một biện pháp kiểm soát rủi ro trong vòng đời. Nó không loại bỏ việc bảo trì nhưng nó làm giảm khả năng bị tổn thương của dây dẫn khi việc bảo vệ môi trường không hoàn hảo.

Lớp thiếc thay đổi điều gì và nó không thể ngăn cản điều gì

Đồng đóng hộp được sản xuất bằng cách phủ một lớp thiếc mỏng lên các sợi dây dẫn đồng. Lớp đồng bên dưới tiếp tục mang phần lớn dòng điện, trong khi lớp thiếc bên ngoài làm giảm sự tiếp xúc trực tiếp với độ ẩm và các chất gây ô nhiễm ăn mòn. Do các sợi vẫn tách biệt nên Cáp Hàng Hải được xây dựng phù hợp có thể giữ được tính linh hoạt cần thiết để đi qua máy móc, tủ, vách ngăn và không gian tàu hạn chế. Các sợi dây đóng hộp cũng ít có khả năng xuất hiện các bề mặt bị oxy hóa nặng khi cáp bị tước để kiểm tra hoặc hàn lại.

Thiếc đặc biệt hữu ích cho các dây dẫn được bện mịn vì diện tích bề mặt kết hợp của chúng lớn hơn nhiều so với diện tích bề mặt của một dây dẫn rắn có diện tích mặt cắt ngang tương tự. Diện tích bề mặt nhiều hơn sẽ cải thiện tính linh hoạt nhưng tạo ra nhiều diện tích tiếp xúc tiềm năng hơn với độ ẩm. Việc phủ các sợi riêng lẻ sẽ giải quyết lỗ hổng đó mà không cần thay thế đồng bằng vật liệu nền kém dẫn điện hơn. Tuy nhiên, người mua nên xác minh rằng loại cáp được chỉ định thực sự sử dụng đồng đóng hộp trong toàn bộ dây dẫn thay vì cho rằng mọi sản phẩm được mô tả là phù hợp với hàng hải đều có cùng cấu trúc.

Hạn chế cũng quan trọng không kém: việc đóng hộp không làm kín được cáp. Việc cắt dây dẫn sẽ làm lộ mặt cắt ngang của nó, trong khi các nếp gấp kém, các đệm lỏng, hư hỏng lớp vỏ và các mối nối không được bịt kín vẫn tạo đường dẫn cho nước. Thiếc cũng có thể bị ăn mòn khi tiếp xúc đủ nghiêm trọng hoặc kéo dài. Do đó, Marine Cable phải kết hợp các dây dẫn đóng hộp với vật liệu cách nhiệt, vỏ bọc, đệm, đầu nối và phương pháp kết cuối phù hợp. Việc bịt kín các đầu dây dẫn hở vẫn cần thiết ngay cả khi sử dụng dây thiếc.

Tại sao cáp biển đóng hộp lại quan trọng trong tự động hóa và năng lượng ngoài khơi

Lợi ích của việc đóng hộp phụ thuộc vào mạch điện, môi trường và hậu quả của sự cố. Hệ thống tự động hóa hàng hải và năng lượng ngoài khơi chứa cả mạch điện và tín hiệu, nhưng chúng không gặp phải các ứng suất điện hoặc cơ giống nhau. Các kỹ sư nên coi dây dẫn mạ thiếc như một phần của thiết kế cáp dành riêng cho ứng dụng chứ không phải là thông số kỹ thuật chung giúp giải quyết mọi rủi ro phơi nhiễm.

Tự động hóa hàng hải

Hệ thống tự động hóa dựa vào nguồn điện ổn định cho bộ điều khiển, cảm biến, cơ cấu chấp hành, rơle, van, báo động và thiết bị liên lạc. Sự gia tăng nhỏ điện trở của dây dẫn hoặc đầu cực có thể là đáng kể trong các mạch điện áp thấp, đặc biệt khi đường cáp dài hoặc thiết bị được kết nối có dải điện áp hoạt động hẹp. Để phân phối trên tàu, lựa chọn Cáp nguồn hạ áp trước tiên phải phù hợp với điện áp mạch, dòng điện, độ sụt áp cho phép và phương pháp lắp đặt. Sau đó, quá trình đóng hộp sẽ bổ sung thêm biện pháp bảo vệ môi trường nơi tiếp xúc với độ ẩm và muối có thể ảnh hưởng đến dây dẫn đồng.

Tự động hóa hàng hải cũng liên quan đến vỏ bọc, thiết bị trên boong, đường cáp và hộp nối có thể gặp hiện tượng ngưng tụ hoặc thỉnh thoảng bị nước xâm nhập. Chọn một Danh mục Cáp chống nước có thể giúp giải quyết các điều kiện vận hành ẩm ướt nhưng khả năng chống nước phải được đánh giá như một hệ thống hoàn chỉnh. Vỏ bọc, lớp chặn nước, miếng đệm cáp, vòng đệm đầu nối và định mức vỏ bọc đều ảnh hưởng đến việc nước có lọt vào dây dẫn hay không. Cáp hàng hải đóng hộp cung cấp một tuyến bảo vệ thứ cấp khi hàng rào chống ẩm chính bị hư hỏng hoặc không hoàn hảo.

Năng lượng ngoài khơi

Các công trình lắp đặt gió ngoài khơi, trạm biến áp, dàn khoan dầu khí và hệ thống sản xuất dưới biển khiến cáp phải tiếp xúc với bụi muối, độ ẩm, độ rung, biến đổi nhiệt độ, tải trọng cơ học và các điều kiện bảo trì khó khăn. Đồng đóng hộp giúp bảo vệ các bề mặt dây dẫn có thể tiếp cận được nhưng thiết kế tổng thể của Marine Cable cũng phải chịu được môi trường bên ngoài cụ thể. MỘT Cáp chống ăn mòn có thể yêu cầu vật liệu hoặc cấu trúc áo khoác bảo vệ phù hợp với các vị trí ẩm ướt, mặn, ven biển hoặc có tính ăn mòn hóa học. Lớp phủ dây dẫn và lớp bảo vệ bên ngoài giải quyết các phần khác nhau của cùng một vấn đề về độ tin cậy.

Thiết bị thủy lực, máy phát điện, hộp số, máy móc được bôi trơn và khu vực xử lý có thể khiến hệ thống dây điện ngoài khơi tiếp xúc với dầu mỡ cũng như nước biển. MỘT Cáp chống dầu sử dụng vật liệu cách điện hoặc vỏ bọc nhằm chịu được sự tiếp xúc như vậy, trong khi đồng đóng hộp bảo vệ dây dẫn nếu chất bẩn và hơi ẩm xâm nhập sâu hơn vào tổ hợp. Không có tính năng nào thay thế tính năng kia. Cáp hàng hải có thể cần đồng thời khả năng chống ăn mòn, chống dầu, chống nước, chống cháy, che chắn và bảo vệ cơ học, tùy thuộc vào tuyến đường và chức năng của nó.

Cách xác định chính xác cáp hàng hải đóng hộp

Từ 'đồng đóng hộp' chỉ mô tả bề mặt dây dẫn. Chúng không xác định mức điện áp, kích thước dây dẫn, tính linh hoạt, khả năng cách nhiệt, khả năng che chắn, độ bền của áo khoác, khả năng chặn nước hoặc sự tuân thủ. Do đó, các nhóm mua sắm nên chỉ định Cáp hàng hải từ hồ sơ vận hành hoàn chỉnh thay vì sử dụng thiếc làm tiêu chí chấp nhận duy nhất.

Điều kiện tuyến đường nên được chia thành các vùng tiếp xúc thực tế. Tủ điều khiển khô, phòng máy ẩm, boong lộ thiên, khu vực giật gân, tuyến đường ngập nước và kết nối thiết bị di chuyển đều có thể yêu cầu các kết cấu Cáp Hàng hải khác nhau. Do đó, cùng một dự án có thể sử dụng nhiều loại cáp thay vì một thông số kỹ thuật hàng hải chung. Các kỹ sư cũng nên xác định xem việc lắp đặt là cố định hay uốn cong liên tục, bởi vì chỉ sử dụng dây xoắn nhỏ không đảm bảo sự phù hợp cho chuyển động lặp đi lặp lại.

Đối với các dự án năng lượng ngoài khơi, các chi tiết cơ khí và môi trường cần được thiết lập sớm. Độ sâu lắp đặt, điều kiện đáy biển, tải trọng kéo, yêu cầu về áo giáp và cấu trúc chặn nước có thể quyết định toàn bộ kết cấu của cáp ngầm hoặc cáp ngầm dưới biển. Các kết cấu bọc thép, chống thấm nước và chống ăn mòn có thể cần thiết cho các kết nối điện, điều khiển và liên lạc phục vụ các cơ sở ngoài khơi.

Thực hành lắp đặt để duy trì lợi ích của việc đóng hộp

Việc lắp đặt đúng sẽ xác định xem khả năng chống ăn mòn của Cáp Hàng Hải có được duy trì trong quá trình sử dụng hay không. Các đầu nối nên sử dụng các dụng cụ uốn, khuôn, vấu, vòng đệm, vòng đệm và đầu nối tương thích có kích thước phù hợp với dây dẫn. Các bộ phận co nhiệt được lót bằng keo hoặc các đầu nối bịt kín được thiết kế chuyên dụng có thể làm giảm sự xâm nhập của hơi ẩm xung quanh các đầu cáp. Con dấu phải bám chặt vào áo khoác hoặc lớp cách nhiệt mà không để lại đường mao dẫn trực tiếp đến các sợi. Không nên sử dụng vật hàn để thay thế cho giá đỡ cơ học khi rung động có thể tập trung ứng suất ở phần cuối của phần hàn cứng.

Định tuyến cáp cũng có vấn đề. Cáp hàng hải phải được bảo vệ khỏi các cạnh sắc, nhịp không được hỗ trợ, bề mặt nóng, nước đọng, lực căng quá mức và uốn cong dưới bán kính chỉ định của nó. Vòng đệm, giá đỡ, khay cáp, ống dẫn và bộ giảm căng giúp giảm hư hỏng vỏ bọc có thể làm lộ các lớp bên trong. Vòng nhỏ giọt và các tuyến định hướng chính xác có thể ngăn nước chảy trực tiếp vào thùng. Ở những nơi cáp phải đi qua khu vực ẩm ướt hoặc bị ô nhiễm, việc giảm số lượng mối nối thường làm giảm các điểm xâm nhập tiềm ẩn.

Việc kiểm tra nên tập trung vào cả cáp và các kết nối của nó. Các dấu hiệu cảnh báo bao gồm vỏ bọc bị nứt, lớp cách điện bị phồng lên, dây dẫn bị đổi màu xanh hoặc đen, các đầu cực lỏng, sụt áp bất thường, tín hiệu không liên tục và nhiệt độ xung quanh các điểm kết nối. Cáp hàng hải đóng hộp có thể chịu đựng được sự tiếp xúc với môi trường lâu hơn so với cáp đồng trần, nhưng không nên bỏ qua những hư hỏng có thể nhìn thấy được. Việc sửa chữa sớm thường ít gây gián đoạn hơn so với việc chờ đợi cho đến khi sự ăn mòn di chuyển bên dưới lớp cách điện và không thể dễ dàng tiếp cận dây dẫn sạch nữa.

Phần kết luận

Marine Cable được đóng hộp vì lớp phủ làm chậm sự ăn mòn trực tiếp của các sợi đồng trong môi trường ẩm ướt, mặn và khó tiếp cận. Giá trị của nó là lớn nhất khi kết hợp với kích thước dây dẫn chính xác, áo khoác môi trường, chặn nước, kết nối kín, bảo vệ cơ học và định tuyến kỷ luật.

Do đó, thiếc nên được coi là một lớp đáng tin cậy chứ không phải là một phương pháp chống thấm hoàn chỉnh. Là nhà sản xuất có năng lực sản xuất, thử nghiệm và sản phẩm hàng hải được chứng minh bằng tài liệu, Yongchuang  có thể hỗ trợ lựa chọn dựa trên ứng dụng theo các yêu cầu về cáp điện áp thấp, chống thấm nước, chống ăn mòn và chống dầu.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Có phải tất cả các loại cáp hàng hải đều được làm bằng đồng đóng hộp không?

Trả lời: Không. Cấu trúc thay đổi tùy theo ứng dụng, nhà sản xuất và thông số kỹ thuật quản lý. Người mua nên xác nhận vật liệu dây dẫn và lớp mạ thiếc trực tiếp trong bảng dữ liệu kỹ thuật hoặc tài liệu dự án đã được phê duyệt.

Hỏi: Đồng đóng hộp có dẫn điện tốt như đồng trần không?

Trả lời: Đồng bên dưới lớp thiếc mỏng mang phần lớn dòng điện. Kích thước dây dẫn phù hợp vẫn quan trọng hơn đối với độ khuếch đại và sụt áp so với chính lớp phủ.

Hỏi: Cáp hàng hải đóng hộp có thể bị ăn mòn không?

Đ: Vâng. Các đầu bị cắt, lớp vỏ bị hư hỏng, lớp bịt kín kém và việc tiếp xúc với hóa chất kéo dài vẫn có thể gây ra sự ăn mòn. Việc đóng thiếc làm chậm sự hư hỏng của dây dẫn nhưng không làm cho tổ hợp không bị hư hại.

Hỏi: Tại sao dây ô tô thông thường lại có rủi ro trong hệ thống hàng hải?

Trả lời: Nó có thể thiếu lớp phủ dây dẫn, vỏ bảo vệ môi trường, đặc tính bắt lửa, tính linh hoạt hoặc tài liệu cần thiết về độ ẩm dai dẳng, tiếp xúc với muối, độ rung và lắp đặt hạn chế trên biển.

Hỏi: Mạ thiếc có thay thế được vỏ bọc cáp chống thấm nước không?

Trả lời: Không. Lớp thiếc bảo vệ bề mặt dây dẫn, trong khi lớp vỏ và hệ thống chặn nước ngăn hơi ẩm xâm nhập. Việc lắp đặt đáng tin cậy cần cả kết cấu phù hợp và các đầu nối kín.