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海底电缆HYJQ(假设为典型海底电缆类型,其防腐措施具有通用性)的防腐措施主要包括铅合金护套设计、铠装钢丝镀层工艺、绝缘层透潮防护、外被层保护、涂覆抗生物附着材料、深埋敷设、覆盖装置保护以及智能监测系统等,以下是具体说明:

  1. 铅合金护套设计

    • 材料选择:采用Pb-Sb(铅锑合金),相比纯铅,抗拉强度提升50%至18MPa,蠕变速率降低70%。

    • 结构优化:如波纹管结构,轴向伸缩量达±15%,径向压缩率8%,壁厚控制精确,焊缝工艺采用氩弧焊连续成型,焊缝强度达到母材的95%。

    • 防腐机理:在海水环境中形成致密PbO₂保护膜,厚度2~5μm,腐蚀速率<0.03mm/年,设计寿命提升至25年。

  2. 铠装钢丝镀层工艺

    • 镀层体系:底层电镀锌,盐雾试验≥2000小时;中间层热浸镀Zn-5%Al合金;外层环氧树脂涂层,击穿电压≥15kV/mm。

    • 铠装结构:双层反向绞合设计,内层和外层钢丝绞合角、直径、破断力等参数经过精确计算,绞距控制严格。

    • 性能测试:经ASTM B117标准3000小时盐雾试验后,腐蚀面积<5%;动态疲劳测试(10⁶次循环)强度保持率>90%。

  3. 绝缘层透潮防护

    • 材料体系:主绝缘采用三层共挤XLPE(交联聚乙烯),阻水带采用聚酯无纺布+超吸水性树脂(SAP),半导电阻水层炭黑含量和吸水率严格控制。

    • 透潮测试:按IEC 60840标准,在1m水深浸泡30天后,绝缘电阻变化率<3%,局部放电量<5pC。

  4. 外被层保护

    • 材料选择:外被层多采用填充沥青、绕包聚丙烯(PP)绳、聚氯乙烯(PVC)包带等方式,以防止在制造、敷设及维护过程中光缆受到机械损伤,并起到防腐作用。

    • 结构优化:聚丙烯绳耐霉烂、耐腐蚀、拉力强、柔软性好,钢丝层及聚丙烯绳外均涂以沥青混合物,以粘牢各层间并防止钢丝腐蚀。

  5. 涂覆抗生物附着材料

    • 在电缆外部涂覆抗生物附着材料,减少海洋生物对电缆的附着和侵蚀,从而延长电缆的使用寿命。

  6. 深埋敷设

    • 将电缆埋入海底,避免搁置在海底表面,减少外力损伤的风险。埋设深度应根据地质条件、水深和通航要求确定。

  7. 覆盖装置保护

    • 在无法深埋的情况下,可采用保护套管、盖板或钢链等覆盖装置,对电缆进行物理保护。

  8. 智能监测系统

    • 通过光电复合海底电缆的光纤进行温度和应力的实时监测,及时掌握电缆的运行状态,以便在发现异常时及时采取措施。


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