Lander Lab: Критерии выбора подводных кабелей и разъемов

Подводные переборочные соединители и ответные линейные соединители поставляются в огромном количестве форм, размеров и схем расположения штифтов от нескольких компаний. Перед проектировщиком системы стоит сложная задача выбора наиболее подходящего для их применения. Кредит: HPA Subsea

Подводные разъемы и ответные кабели обеспечивают гибкость системы, простоту обслуживания и другие преимущества для проектировщиков подводных систем и полевых инженеров.

Они также приносят с собой целый ряд дополнительных осложнений и проблем.

Нужно многое учесть. Разработчики систем должны осознавать, какой разъем они выбирают. Критерий выбора обеспечивает программный подход к сужению и выбору правильного подводного разъема. Торговые представители могут предоставить руководство, но в конечном итоге написание спецификаций является обязанностью инженеров.

Я всегда считал, что разъемы — это в первую очередь механическая проблема. Если уплотнения не работают, то то, что внутри, уже не имеет значения. Не то чтобы это было неважно изначально. Я также испытываю разъемы под давлением, чтобы убедиться в отсутствии производственного брака на любом критическом этапе. Лучшее время, чтобы узнать о проблеме, — на берегу, за несколько недель до развертывания. Да, это дополнительная работа. Ваша команда рассчитывает на вас. Играйте как чемпион.

Каково ваше приложение? Определение потребности.

Критерии выбора подводного соединителя

1. Будет ли разъем передавать питание или сигнал?
2. Какова ожидаемая глубина эксплуатации и расчетный коэффициент запаса прочности?
3. Какова ожидаемая продолжительность развертывания или срок службы системы?
4. Каковы ожидаемые условия окружающей среды (холод, анаэробность, соленость и т. д.)?
5. Должен ли соединитель подходить к существующей системе?
6. Должен ли соединитель переборки модернизировать существующее проникновение корпуса? Требуется ли удлинитель резьбы для толстых корпусов? Возможны ли варианты с фиксирующими втулками или удерживающими ремнями?
7. Какое доступное монтажное пространство? Позволяет ли оно установить динамометрический ключ?
8. Подойдет ли низкопрофильный угловой разъем? Можно ли повернуть ориентацию контактов в оптимальное положение?
9. Должен ли разъем иметь уплотнение или избыточность контактов?
10. Каковы ограничения по стоимости и доставке?
11. Должен ли разъем быть совместимым под водой? При включенном питании?
12. Можно ли обслуживать разъем в полевых условиях? Какой уровень квалификации техника необходим?
13. Избегайте использования разнородных материалов между соединителем переборки и корпусом, так как это может привести к гальванической коррозии или катодному расслоению.
14. Необходимо ли соблюдать какие-либо требования военных спецификаций?
15. Необходимо ли соблюдать какие-либо другие особые требования (например, наличие оптоволокна, нейтральная плавучесть, заполнение жидкостью/сбалансированное давление)?
16. Какой тип кабеля будет проложен и подключен к разъемам (например, витая пара, параллельный жгут, коаксиальный, электромеханический)? Какой материал оболочки, конструкция и наполнители? Подходит ли он для формовки?
17. Предназначен ли комплект инструментов для работы в полевых условиях без опасности для разъемов? Использовать ли ручки, кольца-стяги и зажимы для предотвращения случайного повреждения разъема? Защищен ли разъем от бокового удара? Можно ли ослабить натяжение кабеля?

Разработчики должны рассмотреть возможность использования разъемов с разным количеством контактов или использования гнезд вместо контактов, чтобы различать разъемы, предназначенные для разных задач. Это гарантирует, что вы подключаете нужный кабель к нужному порту. Стоимость заказа неплохая, но запас запасных частей — более сложная задача.
Я обращаю внимание на последовательность зацепления производителя, которая гарантирует, что штыри и гнезда выровнены перед соединением, например, ключ/шпоночный паз или выравнивающий штифт. Многие резиновые формованные разъемы используют асимметричный шаблон штырь/гнездо для подтверждения правильного выравнивания.

• Взаимозаменяемость: резиновые формованные разъемы обеспечивают большую толерантность сопряженных деталей и даже некоторое пространство для разницы между центрами штифтов, что дает наилучшие шансы для совместной работы деталей разных производителей. Однако длина и диаметр штифтов могут различаться. Жесткие разъемы не столь снисходительны. Как правило, придерживайтесь одного и того же производителя для сопряженных разъемов. Ни один производитель не может разумно гарантировать качество инструмента и производства другого производителя — и не следует ожидать этого. Если сопряженная пара не работает, то разбираться в этом придется инженерам.
• Выбор производителя: Спросите, продают ли они небольшими партиями. Есть ли у них дистрибьютор по складским запасам? Какой товар они обычно продают? Кто еще ими пользуется? За последние 40 лет отрасль прошла долгий путь, и многие основные проблемы, такие как конструкция уплотнительного кольца для Parker Spec, были решены.

20-дюймовая полая сфера из боросиликатного стекла Vitrovex оснащена проходными отверстиями, что делает ее самоплавающим корпусом прибора. Кредит: Штеффен Пауш, Nautilus Marine Service, Букстехуде, Германия

Использование этого контрольного списка на ранней стадии проектирования новой подводной системы поможет проектировщику или менеджеру программы избежать предсказуемых проблем с этими фундаментальными компонентами подводной системы. Работайте с вашим предполагаемым поставщиком; они тоже хотят, чтобы вы добились успеха.

Продолжение: Эта история о выборе лучшего разъема для вашего приложения. Далее следует множество деталей: установка, легкая смазка, «отрыгивание» резиновых формованных разъемов, кабельные сращивания, радиусы изгиба кабеля, кабельные компенсаторы натяжения и другие важные вопросы. Задавайте много вопросов другим в этой области, смотрите, какой выбор сделали другие люди, и начните формировать свои собственные предпочтения на основе опыта. Это захватывающая и развивающаяся отрасль, полная хороших людей.

Компании, предлагающие подводные соединители, на которые стоит обратить внимание

• АК Индастриз https://ak-ind.com/
• Amphenol Deeptronica (drymate, MCBH) https://amphenoltw.com/product-info/DeepTronica/ Произведено в Китае для Amphenol.
• Бирнс https://birns.com/
• Синяя ссылка https://blue-linked.com/underwater-connectors
• Blue Robotics https://bluerobotics.com/product-category/cables-connectors/
• Подводный соединитель Burton (Eaton) (Google «Burton Subsea»)
• Рыба-дракон https://dragonfishmfg.com/
• Electro Oceanics (EO) (Eaton/Cooper Interconnect) (Google Electro Oceanics Cooper)
• Гидро Групп Системс https://www.hydrogroupsystems.com/
• Marsh Marine Оригинал. Название все еще актуально.
• Souriau-Sunbank (Итон) https://usa.souriau.com/en-en/products/connectors/underwater-connectors
• TE/SEACON (Google «TE SEACON»)
• Теледайн Импульс https://www.teledynemarine.com/brands/impulse
• WeTechnologies https://wetechnologies.com/

Благодарности

Я многому научился у Рэя Хейворта из General Dynamics Electric Boat Division, который широко делился своим опытом, выступал на конференциях MTS по кабелям и разъемам и опубликовал рекомендации по проектированию для использования в Electric Boat. Текст R. Frank Busby «Manned Submersibles» до сих пор является классикой и доступен для бесплатной загрузки (https://archive.org/details/mannedsubmersibl00busb). В «The ROV Manual: Second Edition» Боба Вернли и Боба Крайста есть длинная глава о кабелях и разъемах. Спасибо Энди Гарденеру из Teledyne Impulse, который предложил вернуться к этой теме.
«Lander Lab» — это практическая колонка технологий Ocean Lander, часто упускаемого из виду класса беспилотных подводных аппаратов. Она предназначена для обслуживания сообщества Ocean Lander на манер Make Magazine и других сообществ DIY.

Комментарии к этой статье или предложения историй, которые будут интересны другим жителям Ландера, приветствуются. MTR приглашает вас написать Кевину Харди <[email protected]>.