Canalina per cavi marini: impermeabilità, utilizzo e applicazioni delle condutture

Le passerelle per cavi marini sono sistemi di supporto appositamente progettati per instradare e proteggere i cavi elettrici in ambienti marini difficili, corrosivi e umidi, tra cui piattaforme offshore, cantieri navali, navi e strutture industriali costiere. Se stai decidendo un sistema di cablaggio per uso marino, la risposta breve è: sì, il cavo del vassoio può essere impermeabile (se classificato di conseguenza), sì, può funzionare in un condotto e il cavo marino svolge funzioni critiche di alimentazione e controllo laddove il cablaggio terrestre standard fallirebbe.

Che cos'è una passerella portacavi marina e perché è importante?

A passerella per cavi marini è un sistema strutturale rigido, generalmente realizzato in acciaio zincato a caldo, acciaio inossidabile (316L), lega di alluminio o GRP (plastica rinforzata con vetro), utilizzato per supportare e organizzare fasci di cavi a bordo di navi, piattaforme petrolifere, piattaforme sottomarine e infrastrutture portuali. A differenza delle passerelle portacavi industriali standard, le versioni per uso marino devono essere conformi agli standard delle società di classificazione come DNV GL, ABS, Lloyd's Register e IEC 60092.

La distinzione è importante perché gli ambienti marini espongono i sistemi di cablaggio a:

• Spruzzi di acqua salata e umidità superiore al 95% di umidità relativa
• Vibrazioni meccaniche continue provenienti da motori e onde
• Cicli di temperatura da -40°C a 80°C in alcune applicazioni
• Esposizione chimica aggressiva tra cui carburante, fluido idraulico e agenti incrostanti
• Rischio di incendio in compartimenti chiusi che richiedono sistemi di passerelle portacavi ignifughi

I portacavi marini, dotati di due binari laterali collegati da pioli, sono il tipo più comune e offrono un eccellente flusso d'aria, un facile ingresso dei cavi e un'elevata capacità di carico per metro lineare. A seconda della zona di applicazione vengono utilizzate anche le varianti di vassoio perforato e vassoio a fondo pieno.

Il cavo del vassoio è impermeabile?

Questa è una delle domande più frequenti degli ingegneri che acquistano sistemi elettrici marini. La risposta dipende interamente dal materiale del rivestimento del cavo e dalla classificazione indicata: non tutti i cavi portacavi sono impermeabili per impostazione predefinita.

Cavo TC standard rispetto a cavo omologato per il settore marino

Il cavo per passerella standard (cavo TC conforme all'articolo 336 NEC) è indicato per l'uso in passerelle per cavi in luoghi asciutti, umidi o bagnati a seconda del tipo di isolamento. Tuttavia, la classificazione "luogo bagnato" non significa automaticamente completamente impermeabile o sommergibile. I cavi portacavi adatti al settore marino vanno oltre, incorporando:

Per prestazioni realmente impermeabili, ad esempio nel passaggio dei cavi attraverso le paratie, il passaggio sottocoperta o le zone soggette a spruzzi d'acqua, i cavi devono essere accoppiati con pressacavi con grado di protezione IP, raccordi per tubi sigillati o sistemi di ingresso cavi impermeabili. Il vassoio stesso fornisce il supporto meccanico; la guaina del cavo fornisce la barriera contro l'umidità.

Cosa cercare quando si specifica il cavo del vassoio impermeabile

• Conformità IEC 60092-350/353/354 per cavi di alimentazione e controllo di bordo
• Elenco IEEE 1580 per applicazioni marine nel mercato statunitense
• Grado di protezione IP67 o IP68 quando è richiesta l'impermeabilità end-to-end
• Conduttori in rame stagnato per prevenire l'ossidazione in ambienti umidi
• Filo di terra e schermatura a lamina/treccia per componenti elettronici marini sensibili alle interferenze EMI

Un esempio pratico: su una nave da rifornimento offshore di 120 metri, i cavi di distribuzione dell'energia che passano attraverso passerelle portacavi aperte nella sala macchine sono generalmente isolati in XLPE, rivestiti in LSZH e classificati a 0,6/1 kV secondo IEC 60092-353. I cavi di segnale sopra il ponte esposti agli spruzzi sono instradati in un vassoio perforato in GRP con guaine LSZH stabilizzate ai raggi UV e pressacavi con grado di protezione IP68 alle terminazioni.

Il cavo del vassoio può passare nel condotto?

Sì, il cavo del vassoio può essere installato in un condotto e questa combinazione è comunemente utilizzata negli impianti elettrici marini. La sezione 392.10 del NEC (Codice elettrico nazionale) e gli standard marini IEC consentono entrambi la transizione del cavo del vassoio nelle tubazioni. Infatti, la canalizzazione è spesso necessaria in punti specifici di un sistema marino, anche quando il percorso principale utilizza una passerella portacavi aperta.

Quando il condotto viene utilizzato insieme alla passerella portacavi nei sistemi marini

• Penetrazione di paratie e ponti: I cavi che passano attraverso le divisioni strutturali devono essere protetti e sigillati; qui vengono utilizzati telai per tubi o passacavi.
• Abbandoni all'attrezzatura: Gli ultimi 1-3 metri dal vassoio al motore, al quadro elettrico o alla scatola di giunzione vengono generalmente percorsi in un condotto flessibile metallico o a tenuta di liquidi.
• Zone esposte: Le aree ad alto rischio meccanico, come vicino ad argani o basi di gru, richiedono un condotto per la protezione fisica.
• Zone di conformità normativa: Le aree pericolose (zone Ex) su navi cisterna e FPSO richiedono sistemi di sigillatura dei condotti classificati Ex indipendentemente dal percorso del vassoio altrove.

Regole principali di installazione quando si fa passare il cavo del vassoio nel condotto

Quando si passa il cavo del vassoio nel condotto, si applicano le seguenti regole pratiche:

Un modello di progettazione comune sulle navi militari utilizza il vassoio della passerella portacavi come principale autostrada di distribuzione lungo i passaggi e gli spazi dei macchinari, con condotti in acciaio inossidabile che alimentano le singole stazioni delle apparecchiature. Questo approccio ibrido riduce il costo totale di installazione pur mantenendo la piena conformità alle regole della società di classe.

A cosa serve il cavo marino?

I cavi marini sono un'ampia categoria che comprende qualsiasi cavo specificamente progettato per l'uso in ambienti marittimi e offshore. Le applicazioni spaziano dalla distribuzione dell'alimentazione, al controllo, alla strumentazione, ai dati e ai sistemi di sicurezza, ciascuno con precisi requisiti prestazionali.

Categorie di applicazioni primarie

Sicurezza antincendio: un requisito non negoziabile

Le normative SOLAS (Safety of Life at Sea) del Capitolo II-1 impongono che tutti i cavi sulle navi passeggeri e sulle navi mercantili debbano soddisfare criteri di prestazione antincendio definiti. Ciò significa che le passerelle per cavi marini devono essere progettate per accogliere cavi resistenti al fuoco mantenendo la segregazione tra i sistemi critici. Ad esempio, su una nave da crociera da 200 cabine, i cavi di alimentazione di emergenza che alimentano le pompe antincendio, l'illuminazione di evacuazione e il sistema di allarme generale vengono instradati in passerelle portacavi separate e resistenti al fuoco, fisicamente segregate dai circuiti non essenziali di almeno 500 mm o da una barriera antincendio.

Applicazioni offshore e sottomarine

Sulle navi galleggianti di produzione, stoccaggio e scarico (FPSO) e sulle piattaforme fisse, i portacavi marini gestiscono condizioni estreme. Un singolo FPSO può trasportare oltre 2.000 km di cavo installato. Le passerelle portacavi in ​​PRFV (fibra di vetro) sono preferite nelle zone chimiche grazie alla loro immunità alla corrosione indotta dai cloruri, alla conduttività zero (importante nelle aree pericolose) e ai bassi costi di manutenzione per una vita utile di 25 anni. I vassoi in acciaio zincato a caldo sono standard nelle zone non pericolose e non chimiche dove la capacità di carico e il costo sono i fattori trainanti.

Scegliere il giusto sistema di passerelle per cavi marini

La specifica di un sistema di passerelle per cavi marini richiede il bilanciamento della selezione dei materiali, della capacità di carico, della zona di installazione e della conformità normativa. I seguenti fattori decisionali si applicano alla maggior parte dei progetti:

• Materiale: Acciaio inossidabile 316L per aree ad alta corrosione (ponte, zona spruzzi); zincato a caldo per locali macchine interni; GRP per zone Ex e requisiti di resistenza chimica
• Tipo di vassoio: Vassoio a scala per cavi di alimentazione (buon flusso d'aria, riempimento elevato); vassoio perforato per strumentazione e cavi più piccoli; fondo solido con coperture per cavi di segnale sensibili
• Larghezza e profondità: I vassoi per scale marine standard vanno da 100 mm a 600 mm di larghezza, con profondità delle pareti laterali da 50 mm a 150 mm; il dimensionamento si basa sui calcoli del riempimento del cavo secondo IEC 60092 o regole di classe
• Trattamento superficiale: Rivestimento di zinco minimo 85 micron per vassoi zincati secondo ISO 1461; lucidatura elettrolitica per acciaio inossidabile in ambienti salini
• Certificazione: Assicurarsi che i vassoi rechino i certificati di approvazione del tipo DNV, ABS, LR o BV per la classificazione della nave prevista

Per i progetti che richiedono documentazione, i produttori più rinomati di passerelle per cavi marini forniscono certificati di tracciabilità dei materiali (MTC), rapporti di ispezione delle saldature e certificati di zincatura a caldo come parte del pacchetto di consegna standard.