Lander Lab: Critérios de seleção para cabos e conectores subaquáticos

Conectores de antepara subaquáticos e conectores em linha correspondentes estão disponíveis em uma variedade de formatos, tamanhos e padrões de pinos, produzidos por diversas empresas. O projetista do sistema enfrenta o desafio de selecionar o mais adequado à sua aplicação. Crédito: HPA Subsea

Conectores subaquáticos e cabos correspondentes oferecem flexibilidade ao sistema, facilidade de manutenção e outras vantagens para projetistas de sistemas submarinos e engenheiros de campo.

Eles também trazem seu próprio conjunto de complicações e problemas adicionais.

Há muito a considerar. Os projetistas de sistemas precisam estar cientes do conector que selecionam. Um critério de seleção fornece uma abordagem programática para refinar e escolher o conector subaquático certo. Os representantes de vendas podem fornecer orientação, mas, em última análise, é responsabilidade dos engenheiros redigir as especificações.

Sempre acreditei que conectores são, antes de tudo, um problema mecânico. Se as vedações não funcionam, o que está dentro não importa mais. Não que não fosse importante desde o início. Também faço testes de pressão nos conectores para garantir que não haja falhas de produção em nenhuma etapa crítica. O melhor momento para saber de um problema é em terra, semanas antes da implantação. Sim, é trabalho extra. Sua equipe conta com você. Jogue como um campeão.

Qual é a sua aplicação? Determinando a necessidade.

Critérios de seleção de conectores subaquáticos

1. O conector transferirá energia ou sinal?
2. Qual é a profundidade esperada do serviço operacional e o fator de segurança do projeto?
3. Qual é a duração esperada da implantação ou vida útil do sistema?
4. Quais são as condições ambientais esperadas (frio, anaeróbico, salino, etc.)?
5. O conector deve ser acoplado a um sistema existente?
6. O conector da antepara precisa ser adaptado a uma penetração de casco existente? É necessário um extensor de rosca para cascos espessos? Luvas de travamento ou cintas de retenção são uma opção?
7. Qual é o espaço disponível para montagem? Há espaço para instalação de chaves de torque?
8. Um conector de ângulo reto de perfil baixo seria apropriado? A orientação do contato pode ser girada para uma posição ideal?
9. O conector deve ter vedação ou redundância de contato?
10. Quais são as restrições de custo e entrega?
11. O conector precisa ser submerso? Com a energia ligada?
12. O conector pode ser reparado em campo? Qual o nível de habilidade técnica necessária?
13. Evite materiais diferentes entre o conector do anteparo e o invólucro, pois isso causará corrosão galvânica ou delaminação catódica.
14. Há algum requisito de especificação militar a ser atendido?
15. Há algum outro requisito especial a ser atendido (por exemplo, fibra óptica, flutuabilidade neutra, preenchido com fluido/balanceamento de pressão)?
16. Qual o tipo de cabo a ser conectado e conectado aos conectores (ou seja, par simples trançado, feixe paralelo, coaxial, eletromecânico)? Qual o material do revestimento, a construção e os enchimentos? É adequado para sobremoldagem?
17. O conjunto do instrumento foi projetado para ser manuseado em campo sem colocar os conectores em perigo? Para o uso de alças, anéis de fixação e travas, é necessário evitar danos acidentais ao conector? O conector está protegido contra impactos laterais? É possível aliviar a tensão do cabo?

Os projetistas devem considerar o uso de conectores com diferentes contagens de pinos ou o uso de soquetes em vez de pinos para diferenciar conectores destinados a diferentes tarefas. Isso garante que você esteja conectando o cabo certo na porta certa. O custo para encomendar não é alto, mas estocar peças de reposição é mais desafiador.
Presto atenção à sequência de engate do fabricante, que garante que os pinos e soquetes estejam alinhados antes da conexão, como uma chaveta/rasgo de chaveta ou um pino de alinhamento. Muitos conectores moldados em borracha usam um padrão assimétrico de pino/soquete para confirmar o alinhamento correto.

• Intercambiabilidade: Conectores moldados em borracha proporcionam maior tolerância às peças acopladas e até mesmo alguma margem para diferenças entre os pinos, proporcionando a melhor chance de peças de fabricantes diferentes trabalharem juntas. Os comprimentos e diâmetros dos pinos podem variar. Conectores de revestimento rígido não são tão flexíveis. Como regra, opte pelo mesmo fabricante para conectores acopladas. Nenhum fabricante pode garantir razoavelmente a qualidade das ferramentas e da produção de outro fabricante — nem se deve esperar que o façam. Se um par acoplado não funcionar, serão os engenheiros que terão que descobrir.
• Selecionando um fabricante: Pergunte se eles vendem em pequenos volumes. Eles têm um distribuidor de estoque? Que tipo de estoque eles normalmente mantêm? Quem mais os utiliza? O setor evoluiu muito nos últimos 40 anos, e muitos dos problemas básicos, como o design do anel de vedação de acordo com as especificações Parker, foram resolvidos.

Uma esfera oca de vidro borossilicato Vitrovex de 20 polegadas é equipada com passagens, tornando-a uma caixa de instrumento autoflutuante. Crédito: Steffen Pausch, Nautilus Marine Service, Buxtehude, DE

O uso desta lista de verificação durante a fase inicial de projeto de um novo sistema subaquático ajudará o projetista ou gerente de programa a evitar problemas previsíveis com esses componentes fundamentais do sistema subaquático. Trabalhe com o fornecedor pretendido; ele também quer que você tenha sucesso.

Continuação: Esta história é sobre como selecionar o melhor conector para sua aplicação. Há muitos detalhes a seguir: instalação, lubrificação leve, conectores moldados em borracha, emendas de cabos, raios de curvatura dos cabos, alívios de tensão nos cabos e outros assuntos importantes. Faça muitas perguntas a outros profissionais da área, observe as escolhas que outras pessoas fizeram e comece a construir suas próprias preferências com base na experiência. É um setor empolgante e em constante evolução, repleto de pessoas competentes.

Empresas de conectores subaquáticos a serem consideradas

• Indústrias AK https://ak-ind.com/
• Amphenol Deeptronica (drymate, MCBH) https://amphenolltw.com/product-info/DeepTronica/ Fabricado na China para a Amphenol.
• Birns https://birns.com/
• Blue Link https://blue-linked.com/underwater-connectors
• Blue Robotics https://bluerobotics.com/product-category/cables-connectors/
• Conector submarino Burton (Eaton) (Google “Burton Subsea”)
• Peixe-dragão https://dragonfishmfg.com/
• Electro Oceanics (EO) (Interconexão Eaton/Cooper) (Google Electro Oceanics Cooper)
• Hydro Group Systems https://www.hydrogroupsystems.com/
• Marsh Marine O original. O nome ainda existe.
• Souriau-Sunbank (Eaton) https://usa.souriau.com/en-en/products/connectors/underwater-connectors
• TE/TEACON (Google “TE SEACON”)
• Teledyne Impulse https://www.teledynemarine.com/brands/impulse
• WeTechnologies https://wetechnologies.com/

Agradecimentos

Aprendi muito com Ray Hayworth, da Divisão de Barcos Elétricos da General Dynamics, que compartilhou sua experiência amplamente, palestrou em conferências sobre cabos e conectores da MTS e publicou diretrizes de projeto para uso em Barcos Elétricos. O texto "Submersíveis Tripulados", de R. Frank Busby, ainda é um clássico e está disponível para download gratuito (https://archive.org/details/mannedsubmersibl00busb). O livro "The ROV Manual: Second Edition", de Bob Wernli e Bob Christ, contém um capítulo extenso sobre cabos e conectores. Agradeço a Andy Gardener, da Teledyne Impulse, que sugeriu revisitar este tópico.
“Lander Lab” é uma coluna prática sobre tecnologias de sondas oceânicas, uma classe frequentemente negligenciada de veículos submarinos não tripulados. O objetivo é servir à comunidade de sondas oceânicas, assim como a Make Magazine e outras comunidades do tipo "faça você mesmo".

Comentários sobre este artigo ou sugestões de histórias de interesse para outros landereanos são bem-vindos. O MTR convida você a escrever para Kevin Hardy <[email protected]>.