水下脐带缆资料.docx
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水下脐带缆资料
水下生产系统的设计和操作
水下脐带缆验证试验
脐带缆部件的设计和制造应满足脐带缆的功能和技术要求，并通过验证和接收试验证明其适应性。
当新部件的设计与以往验证过的设计相似，且能以较高的可信度预测新部件
的性能是，可用部分或全部部件的接收试验涵盖设计验证试验。
对于非常规的设计或者与以往验证通过的设计有重大差异是，设计验证试验应按单独的程序进行。
如适用，对终端，中间接头及附属设备，宜考虑进行验证和接收试验。
1.电缆验证试验
1.1外观和尺寸检查
电缆芯线应进行100%外观检查，且无损伤，导体没有扭结或缺陷。
应包括材料可能污染需进行的检查，及尺寸和结构核实。
导体应按照IEC60228的要求检查。
1.2导体电阻测试
每种绝缘导体应取两个试样，进行同类直流导体的电阻测试，每一试至少1m（3.28ft）长。
从一根成品电缆两端各截取一试样。
每根导体的直流电阻测量值校正到20C（68°F）时，不应超过IEC60228规定值的2%。
1.3屏蔽层电阻
成品电缆芯内，半导体屏蔽层的电阻率不应超过以下值
a）导体屏蔽：
1000?
•m
b）芯线屏蔽：
500?
•m
1.4绝缘电阻
直流绝缘电阻测试必须在每种绝缘导体的两个试样上进行，每一试样至少长
1m（3.28ft）。
试样从一根成品电缆两头截取。
单独的绝缘导体应浸没在自来水中测量绝缘电阻。
试样应能承受最小为3.5MPa（500psi）静水压或工作水深的最大静水压（取较大值），并至少维持22h
后，压力处于稳定状态下测到的绝缘电阻，其值应在500VDC时不低于
500M?
•km。
如果绝缘导体的金属屏蔽层覆盖了整根电缆，该试验可按所处环境条件下实施，而不用浸入水中。
1.5咼压直流试验
应在绝缘导体上取两个试样进行高压测试。
每一试样至少1m（3.28ft）长。
从一根成品电缆两端各截取一试样。
单独的绝缘导体应没在自来水中测量绝缘电阻。
试样应能承受最下为
3.5MPa（500psi）静水压或工作水深的最大静水压（取较大值），并至少维持22h后，测试绝缘电阻。
信号导体的直流试验电压应为3kV，动力导体的直流试验电压应为5kV或三倍的U。
。
每一个绝缘导体应承受每一压力水平下导体和水之间直流电压，并不少于5min,在每一阶段的结束时，测量的漏电流应不超过制造商规格书中的规定值。
如果绝缘导体的金属屏蔽层覆盖了整根电缆，该试验可按所处环境条件下实施，而不用浸入水中。
如果绝缘电阻测试首先完成，该试验可按1.4中的规定，用同一试样与绝缘电阻测试重合进行。
1.6高压交流试验
完成1.5中规定的高压直流试验后，以相同静水压进行绝缘导体高压交流试验。
除非制造商规格书中另有说明，该试验，应采用频率在40Hz至60Hz之间
的正弦波形交流电压。
采用的实验电压值在表1中列出。
这个电压应施加到导体和水之间，按照1.9中规定的比率增加直至全压值，并维持全压值5min。
绝缘不击穿。
如果导体的金属屏蔽层覆盖了整根电缆，该试验可按所处环境条件下实施，而不用浸入水中。
表1交流试验电压
电缆设计电压
试验电压,V（rms）
信号电雜
61（1.OXL2）kv
1fiOQ
动力电缆
CO.0093in1）
1500
V
>6mm2
（0.0093in2>
3000
动力电缆
>U=&00V
6/（6X7.2）kV
7500
注；氏Q利参见1EC60502-1和IEC6O5Q2-2的定文,
1.7击穿电压
完成高压试验后，长度至少为1m（3.28ft）的四个试样应承受完整的直流击穿试验。
应从一成品电缆的两端各取两个试样。
每个试样应以1.5相同的方法进行试验，即两个试样按所处环境的静水压试验，另外两个试样按1.5中规定取较高压力进行。
直流电压应按0.1kV/s的比率增加，直到击穿电压发生，并记录每个试样的实验结果。
如果采用三倍U。
电压前，无
击穿电压出现，应认为绝缘导体是合格的。
1.8局部放电试验
对于额定电压高于U。
/（U•Um）=1.8/（3x3.6）kV的电缆，应按照IEC60502和IEC60502-2的要求进行局部放电试验。
放电量不应高于10pC.
1.9试验电压施加速率
除非另有规定，所有的电压试验，从初始输入电压到规定的实验电压应均速增加，并在10s内不大于100%,60s内不低于100%。
初始输入电压应不大于500V。
1.10试验电压施加速率
应使用一根长度至少为10m（32.8ft）的成品电缆试样，测量其电感系数。
电缆中每对导体的电感应按照制造商规格书中规定的固定频率进行测量。
测量值
应满频率衰减，特征阻抗，电感，电容限定在上下限值之内，包括实际值与规定值之间限制偏差的要求。
1.11电容特性
应使用一根长度至少为10m（32.8ft）的成品电缆试样，测量其电容。
电缆中每对导体的电容在制造商规格书中规定的固定频率下测量。
除非制造商规格书
中另有规定，每根动力导体的对地电容应以传输频率进行测量。
测量值应满足频
率衰减，特征阻抗，电感，电容限定在上下限值之内，包括实际值与规定值之间限制偏差的要求。
1.12衰减特性
若信号附加在动力电缆上，应在信号和动力导体上进行电缆衰减特性测试。
应使用一根长度至少为10m（32.8ft）的成品电缆试样，评估其衰减情况。
电缆中每对导体的衰减应在制造商规格书中规定的频率下测量或导出，并给出衰
减对应的曲线。
测量值应在上下限定值之内，包括实际值与规定值之间限制偏差的要求。
1.13特性抗阻
应使用一根长度至少10m（32.8ft）的成品电缆样品，测量其特性阻抗。
电缆中每对导体的特性阻抗应在制造商规格书中规定的频率下测量或导出，并给出
阻抗对应频率的曲线，结果应在上下限定值之内，包括实际值与规定值之间限定偏差的要求。
2电缆部件验收试验
2.1外观和尺寸检查
在制造过程中，每根导体和芯线应进行100%的外观检查，应没有损伤，扭
结，缺陷或污染，应对原材料进行保护并防止污染，芯线绞合，绑扎，护套，填充与铠装，屏蔽等也应进行外观检查。
应按照制造商规格书的要求定期监测制造参数。
导体检查应遵循IEC60288的要求。
2.2火花试验
所有芯线在绝缘挤压期间应进行火花试验，如果护套直接覆盖在屏蔽或金属铠装层上，则所有的护套也宜进行测试。
为了通过这个测试，在挤压过程中不应出的缺陷，在绝缘盒护套挤压过程中，最低电压水平应遵照BS5099关于绝缘层
和护套厚度的要求。
说明：
含半导体的芯线不能做火花试验。
2.3直流导体电阻测试
至少在下列制造阶段，应对整根长度的导体进行试验：
a）绝缘挤压后
b）芯线绞合后
c）电缆制作完成后
当进行放置损耗校正时，测量每根导体的直流电阻，并校正到20C（68°F）,其值不应超过IEC60228规定值的+2%。
2.4绝缘电阻测试
绝缘挤压后，应按照1.4中规定的程序和验收值对整根导体进行该项试验。
成缆后，在不要求浸入带压的自来水中，也应重复进行该项试验直到电缆制作完成。
2.5咼压直流试验
绝缘挤压后，应按照1.5中规定的程序和验收值对整根导体进行该项试验。
成缆后，在不要求浸入带压的自来水中，也应重复进行该项试验直到电缆制作完成。
2.6电感特性
在电缆制造完成后，其电感特性应按照1。
10中规定的程序和验收值进行下列测试：
a）从整个长度上取长度至少为10m（32.8ft）的试样，或
b）若整个长度不会导致不真实的结果，则取电缆全长。
2.7电容特性
电缆制造完成后，其电容特性应按照1.11中规定的程序和验收值进行下列
测试：
a）从整个长度上取长度至少为10m（32.8ft）的试样，或
b）若整个长度不会导致不真实的结果，则取电缆全长
2.8衰减特性
电缆制造完成后，其电容特性应按照1.12中规定的程序和验收值进行下列
测试：
a）从整个长度上取长度至少为10m（32.8ft）的试样，或
b）若整个长度不会导致不真实的结果，则取电缆全长
2.9特性抗阻
电缆制造完成后，其电容特性应按照1.13中规定的程序和验收值进行下列
测试：
a）从整个长度上取长度至少为10m（32.8ft）的试样，或
b）若整个长度不会导致不真实的结果，则取电缆全长2.10干扰
对于含有独立导体对的电缆，若须将干扰减至最小，应在额定电压，电流和额定频率范围内，对整个电缆长度采用适当的方式测量导体对之间的干扰。
测量值不应超过制造商规格书中的规定值。
2.11时域反射计
时域反射计曲线应从每个导体的两端测得。
脉冲宽度应足以允许在整个导体长度上进行扫描。
生成的曲线应描述全部要点，如导体的起始点，终点或者连接点等。
该试验的结果用于表示在电缆或电缆元件中导体的特性，并不构成接收/
拒收的标准。
2.12交付给脐带缆制造商
成品电缆从电缆制造厂运输到脐带缆制造厂，所有芯线交货后和成缆前应进
行下列实验：
a）按照2.3中规定，测量直流导体的电阻
b）按照2.4中规定，测量绝缘电阻
c）对高压屏蔽动力电缆，按2.5中规定，进行直流高压试验。
3.光缆
3.1验证试验
3.1.1传输和光学特性
光线的传输和光学特性应根据IEC60793-1和IEC60793-2验证。
3.1.2机械性能
光线的机械性能应根据IEC60794-1-1和IEC60794-1-2验证
3.1.3环境性能
光缆对于海水，氢和工作介质的环境性能应根据制造商规格书验证。
3.1.4外部压力试验
最小长度不小于1m（3.28ft）的光缆试样应承受外部静水压试验，试验压力与脐带缆最大安装深度产生的静水压相等，且持续时间为14天。
试样光线应串
联接续并根据制造商书面规格书定期监测。
测量的任何衰减变化在系统设计寿命内不应引起系统性能的降低。
试验完成后，应剥开试样，对结构或纤维的变化迹象进行检查，这些变化可能降低系统的设计寿命。
3.1.5光纤接续
光纤接续应根据制造商规格书验证。
3.2部件验收试验
3.2.1外观和尺寸检查
在制造过程中，每条光缆应进行100%外观检查，并且没哟损伤，扭结或不规则。
光缆绞合，承载管装配，护套和铠装过程中应进行外观检查。
制造参数应定期测量，并与制造商规格书一致。
3.2.2光时域反射计（ODTR）
在制造商规格书中规定的波长下，光缆内每条光纤应从两端接收光时域反射计测试。
生成的曲线应描述全部要点，如光缆的起始点和终点，接续点（如果有）。
衰减值应满足制造商规格书的要求。
4.软管
4.1验证试验
4.1.1概述
为验证每一根软管的设计和提供特性数据，应进行些列试验。
若软管的设计有管接头连接多跟软管时，对于4.1.5至4.1.7规定的实验，至
少有一个试样应带有实际所用材料制作的接头。
若一整体管接头用相同的连接设
计和相同的方法，将软管与脐带缆软管的端部接头连接，唯一的要求是按4.1.6
中的规定进行爆破试验，以验证所用的管接头。
此外，若采用了螺纹接头，试验过程应按4.1.5的规定进行。
若选用的材质强度高于已验证的设计值，不再要求进行脉冲试验，按4.1.5
和4.1.6中的规定，仅进行泄露试验和爆破试验。
4.1.2试验液
试验液应为制造商规格书中规定的标准试验液。
每次试验所用的液体应记录
在报告中。
除非另有规定，所有压力应在软管入口处进行测量。
4.1.3外观和尺寸检验
未老化试样应从一根成品软管两端取样，其最小长度为150mm（5.91in）。
在尺寸检验时，应对软管进行外观检验，软管各结构应无破损，缺陷和不合格外观。
每个试样应根据制造商程序测量下列参数：
a）内径
b）增强层外径
c）外径
d）软管同心度
e）内衬壁厚
制造商规格书应包括软管的尺寸规格，明确规定上述参数的数值和制造公差。
数值和公差不应超过下列表2和表3中的规定。
*2公称内径和壁庫瓷整
公林内枪「
内nw
mm
（in）
mm
（0,233-0.
+5,5-3.0
（0.0079）
10.1-20.0
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+3b0
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<0.00?
9）
aa1^38.i
（0.7S6-1.5）
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mm
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（]40）
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（0-040）
>25J
（1.0）
1,5
（0.060）
4.1.4长度变化试验
未老化试样应从一根成品软管两端取样，在软管端部接头之间进行测量，试样长度应小于400mm（15.75in）。
在试验压力等于设计工作压力的状态下，根据ISO1402关于液压软管长度变化试验的规定，对每根试样进行试验。
测量的长度变化，当压力从常压加压到设计工作压力时，长度变化应在一1.5%至+2%范围之内。
4.1.5泄露试验
未老化试样应从一根成品软管两端取样，每个试样的两端应以指定的材质和端部接头设计进行装配，在软管端部接头之间进行测量，试样长度用不小于400mm（15.75in）。
根据ISO1402关于液压软管泄露试验的规定，对每根试样进行试验。
在试验期间或完成实验时，软管应无泄漏迹象。
4.1.6爆破试验
未老化试样应从一根成品软管两端取样，每个试样的两端应以指定的材质和端部接头设计进行装配。
应再准备两个试样，并根据制造商规格书制造的每个试样增强层内最少有一个接头。
这样两个试样应清晰地标记出每个接头的具体位置。
在软管端部接头之间进行测量，试样长度应不小于400mm（15.75in）。
在标
记试验温度下，根据ISO1402关于液压软管爆破试验的规定，对每一个试样进行试验。
分别记录有接头和无接头试样的实验结果，试验压力，爆破压力与设计工作压力的比率见表4。
表4试验压力揭破压力与设计工作压力的比率
试验圧力与破计工作压力胡比率
ISSE压力易役卄工作U力的比率
2.0
1J
4*0
a适购于在软營制邃宪政焉.通1斤疊用讥b适用于交朋的软脚呻內妁软生
完成首次长度变化试验后，爆破试验可与4.1.4中长度变化试验合并进行4.1.7脉冲试验
由成品软管两端分别取两个未老化的试样（共4个），在准备两个试样，并根据制造商规格书制造的每个试样增强层内最少有一个接头。
通常，接头应位于试样的中部，其部位应清晰地标识。
应采用与实际接头连接相同的工艺，将端部接头连接到每一个试样上。
至少是个端部接头应与实际使用过程中的接头具有相同的设计，制造材质。
用ISO
6803规定的公式计算出试样的长度。
在脉冲试验开始前，所有软管组合件应承受ISO1402规定的实验压力试验。
在55C±3C（131°F±5°F）试验液温度下，试验应按ISO6803规定的脉冲试验程序进行。
开始试验前，应确定试验液与软管内衬材质的相容性。
试验压力应为1.33倍的设计工作压力，软管至少承受200000次循环且无任何泄露和失效。
对于公称内径大于25.4mm（1in）的软管，或工作压力高于表C.1（见附件）规定的软管，或带有内骨架支撑以抵抗外部静水压的软管，根据制造商规格书的
规定，试验安装配置，压力波和/或循环次数，两者选一构成接收/拒收标准时可接受的。
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4.1.8低温弯曲试验
由成品软管端部取一个未老化的试样。
在软管端部接头之间进行测量，试样长度应不小于400m（15.75in）。
试验温度为一40C±3C（—40°F±5°F）时,根据£04672:
1997方法B规定的低温曲挠试验进行试验，如果出现任何泄露，扭曲或者龟裂的现象，则试样试验失败。
4.1.9压溃试验
将端部接头之间长度不小于500mm（19.69in）的软管试样装入压力容器内并弯曲到最小弯曲半径。
软管应充满水直至软管另一端的量管。
然后将容器充满水，并按制造商规格书中的速率逐步增压。
随着压力增加，软管中的液体以极小的几乎察觉不到的流速进入量管内，液
体容积也增加。
记录容积迅速增加时的压力，此压力即软管的压溃压力。
软管破坏时的压力应超过压溃压力的规定值（若在零压内（表压）下注满安装/工作介质并弯曲到最小弯曲半径，软管组合件应能承受施加的最小外部压力而不压溃。
外部压力最小值是静压头差值的1.5倍，该差值是最大设计深度外部静水压所引起的静压头，减去由于内部安装/工作介质在该水深下产生的静压
头）。
4.1.10容积膨胀试验
根据附录D中包含的程序，一个未老化，典型软管试样应进行容积膨胀试验，次试验结果应用于描述软管设计特性，并不能构成接收/拒收标准。
4.1.11端部接头防旋转试验
两根未老化，且长度不小于600mm（23.62in）的软管试样仅在其一端设置实际设计所选用的旋转内螺纹接头。
另一端可用不影响试验结果且便于连接的任何端部接头，设计所选用的内螺纹连接应与相同材质制作的外螺纹过渡管接头相匹配，并按制造商推荐的密圭寸扭矩拧紧。
装置的一端应被夹紧，另一端在拧紧之前应留有最小90°的扭转量。
在试验装置中心处，扭转方向应是沿要求的配对接头拧松的方向。
以每分钟小于1.5次的频率，在0和1.5倍设计工作压力之间的净水压力循环变化值应连续进行10次，试验压力上升和衰减时间最短为10s。
完成10次循环后，压力应以1.5倍设计工作压力保持不变，且时间最短为10min。
应检查试样是否泄漏和扭曲，任何的泄露和扭曲迹象将视为试验失效。
4.1.12介质相容性试验
4.1.12.1概述
相容性试验是为了证实规定的工作介质与软管接管材料的相容。
除非制造商能提供文件，证明以前做过相同介质与材料组合的相容性试验，否则应对每一种建议的介质与材料组合进行试验。
介质/材料组合和适用的实验程序应在制造商书面规格书中规定。
利用试片或哑铃状试样进行的浸没试验仅用来确定软管内衬和护套材料与工作介质间是否有明显的不相容性。
此方法可用来预测软管护套的相容性，但对
于内衬，浸没试验应有对整个软管试样进行压力循环试验的支持，并据此预测最
小的设计寿命。
通过相容性试验确定最小设计寿命的预测应与制造商规格书一致。
制造商也应证明增强层和外护套材料与海水和渗透流体在整个最小设计寿命期间相容。
如果制造商根据实际使用经验，能提供证明满足相容性的文件，可以不要求软管护套的相容性试验。
4.1.12.2浸没试验
按制造商规格书要求，在各级别的变形状态下，借助自重使试样处于受力状^态。
试样材料特定性测定应包括容积膨胀和ISO527中描述的断裂状态下的极限拉伸应力和伸长率。
4.1.12.3压力循环试验
压力循环试验至少应在6个典型试样上进行，试验与实际端部接头具有相同的链接设计特征，可以方便连接，每一根试样长度约为1m（3.28ft）。
实验前，
软管组合件应按4.1.4进行长度变化试验，随后再按ISO1402进行耐压试验。
连接的软管浸没在自来水中，保持温度在40C±「C（104°F±1.8°F）,浸没持续时间为12个月。
若持续时间不允许12个月，对少量试样，在较高温度下，持续较短时间时可接受的，在这种情况下，持续时间和温度应在制造商规格书中规定。
若使用高温，应注意失效机理的代表性，不超过材料温度限定值。
每月应更换一次水。
连接的软管应注满所确定的工作介质，软管内的压力在零压和设计工作压力间以每小时一个周期的速率进行循环。
增压和减压周期各位5min±10s，零压停
留时间为10min±10s。
在规定的时间间隔，应从实验组件中取出部分软管试样，剩下的软管重新连接并进入试验程序。
应检查拆除的试样，测量内衬的物理特性，并与同一批标准试验进行比较。
如果满足下列条件，则软管/介质组合应通过这一相容性试验：
a）在压力循环期间，软管未失效
b）制造商规格书预测最小设计寿命比规定的使用寿命长
除压力循环试验外，满足这些要求的新实验方法也可以接受。
4.1.13.1概述
应进行渗透试验以确定软管内衬是否渗透规定的工作介质。
试验温度和压力应遵循制造商规格书。
试验结果用于表示软管设计特征，但不构成接受/拒收标准。
按制造商规格书的规定，可以要求其他介质的渗透试验。
除下述试验外，其他实验也可以接受。
注：
进行渗透试验时，应注意对某些材料来说，渗透率是温度和压力两者的函数。
4.1.13.2液体
使用ISO8308描述的实验装置，在长度至少为1m（3.28ft）的试样上，测定内衬对液体的渗透率。
需要时，应每天检查充氮压力并进行调节，其余全部时间应保持“主阀”和“放空阀”紧闭。
在至少30天的一个周期内，应每天检查液体的损失，或者直到量管内的液体下降到最低标记（如不久后出现）。
绘制出
液体损失与所耗时间的曲线图，该曲线图的平均斜率井用作确定特定液体/材质
组合的渗透率特性。
4.1.13.3气体
根据ISO4080,用长1m（33.28ft）的试样测定内衬对气体的渗透率。
5.部件接收试验
5.1外观和尺寸检查
在制造过程中，挤压和编织的增强层应没有损坏，缺陷或杂志。
也应对原材料进行杂质检查。
制造参数应周期性监控，并遵守制造商规格书要求。
根据制造商规格书要求，至少应对下列尺寸进行检查：
a）内衬：
d,D，同心度，壁厚
b）增强层：
D,（每一层的）节距
c）护套：
D,同心度
d）成品软管：
d，D,同心度
使用通端/止端量规，应对直径（d）进行测量，证实内径在制造商规格书规定的公差之内。
5.2试验液
对于试样试验，试验液应符合制造商规格书要求。
对每根成品软管所进行的完整性试验，试验液应是下述一种：
a）指定系统的标准液：
按照制造商规格书规定，采用指定系统的标准液，适当的过滤，达到系统允许的最终清洁度
b）自来水加一定量的防冻乙二醇：
若标准液与预期的井口工作介质有潜在的化学反应，或制造商规格书已规定，用自来水加入一定量的防冻乙二醇作为试
验液，并按a）的规定进行适当的过滤。
若试验液有微生物生长的风险，应添加
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