海岸の桟橋に沿って歩いたり、海上プラットフォームと陸上施設を接続する送電線を眺めたりしたことがある方は、電気部品が過酷な海洋環境にどのように耐えられるのか疑問に思ったことがあるかもしれません。塩水噴霧、一定の湿度、潮の満ち引き、極端な温度変化は電気ハードウェアにとって好都合ではないため、標準的な陸上使用だけでなく、それ以上の目的で作られた部品を選択することが重要です。 10 年以上海洋電気チームと協力してきたボルト留めひずみクランプのサプライヤーとして、他の疑問よりも浮かぶ疑問が 1 つあります。それは、ボルト留めひずみクランプは実際に海洋電気システムで機能するのでしょうか?簡単に言うと？はい。ただし、適切なバリアントを選択し、正しくインストールし、一貫して保守している場合に限ります。ボルト締めストレインクランプが海洋環境において実行可能であり、理想的とさえ言える選択肢である理由と、コストのかかるダウンタイムを防ぐために避けるべきことを詳しく見てみましょう。
まず、海洋環境で時々使用される他のタイプのクランプと比較して、ボルト締めされたひずみクランプが何をするのかを明確にしましょう。油圧ツールで導体を締め付けてしっかりと結合する圧縮クランプとは異なり、ボルト締めクランプは一連のボルトを使用して、制御された調整可能な圧力を加えて導体を所定の位置に保持します。この調整機能は、温度変化や潮汐荷重によって導体が伸縮する海洋環境では大きな利点となります。材料が移動すると緩む可能性がある 1 回限りの圧縮で固定されるのではなく、ボルトの張力を定期的に調整して確実なフィット感を維持できます。ただし、すべてのボルト留めストレイン クランプが海洋使用向けに同じように作られているわけではありません。たとえば、私たちのボルトひずみクランプこのシリーズは、海洋グレードの素材を使用して特別に構築されており、都市部や地方の架空線用に作られた一般的なクランプとは一線を画すディテールです。
塩水と塩水噴霧は海洋電気システムの最大の敵です。これらは、電解質 (塩水など) の存在下で 2 つの異なる金属が接触すると起こる反応であるガルバニック腐食を引き起こします。たとえば、海洋環境でスチールボルトとアルミニウム導体を組み合わせると、スチールが急速に腐食し、ボルトとクランプ本体の間に隙間が生じます。これらの隙間から塩分や湿気が侵入し、接続の緩み、電気抵抗の増加、さらには完全な導体の故障につながります。そのため、海洋用途に最適なボルト締めひずみクランプは完全にアルミニウム合金で作られており、ボルトは導体の金属と一致または互換性があります。私たちのアルミアンカーテンションクランプラインは電気腐食のリスクを排除するように設計されており、すべてのコンポーネントは塩による劣化に強い高純度アルミニウムで作られています。沿岸地域でチームが安価な非アルミニウム製クランプを使用し、2 ～ 3 年ごとに交換する必要があるのを見たことがありますが、当社のアルミニウムベースのクランプは最小限のメンテナンスで 10 年以上持続することがよくあります。
船舶用ボルト締めひずみクランプのもう 1 つの重要な考慮事項は、耐荷重です。海洋電気システムには特有の負荷がかかります。海岸近くの架空送電線は強風に耐える必要がありますが、海底ケーブルや海洋施設に接続されているケーブルは、潮汐や波の動きによる絶え間ない引力に対処する必要があります。ボルト締めされたひずみクランプは、静的荷重 (ケーブル自体の重量) と動的荷重 (風、波、動き) の両方の下で導体をしっかりと保持する必要があります。私たちの4芯電動テンションクランプは、多導体の海洋セットアップ向けに設計されており、4 つのコアすべてに張力を均等に分散するボルト締め設計で、破損につながる可能性のあるホット スポットや個々の導体ストレスを防ぎます。私は最近、メキシコ湾の港で競合他社のボルト留めクランプ (ハリケーンシーズンの強風時に滑ってしまう) から当社の 4 コア モデルに切り替えたチームと協力しました。彼らは、18 か月後、時速 110 マイル以上の風が吹いているときでも、滑りの問題が発生しなかったと報告しました。これは、ボルト留めひずみクランプがサイズと設計が適切であれば、他のクランプ タイプよりも海上の荷重要求にうまく対処できることを証明しています。
ちょっと待ってください。ただし、一部の海洋技術者が抱いているよくある誤解に対処しましょう。「ボルトで締められたクランプはすぐに腐食してしまいますよね?」これは、適切な密閉とメンテナンスを考慮していない場合にのみ当てはまります。最高のアルミニウム製クランプであっても、ボルトのネジ山とクランプ本体の間に塩分が溜まると、時間の経過とともに劣化します。だからこそ私たちの4芯アルミアンカークランプ一体化されたシーラント溝と、湿気や塩分がボルト締結部に入るのを防ぐ耐候性コーティングが施されています。また、すべての注文に特定の海洋設置ガイドも同梱しています。ボルトを正確なトルクで締め付ける手順 (アルミニウムのネジ山が剥がれる可能性がある締めすぎや、接続が緩む恐れのある締めすぎは避けてください)、腐食に対する追加のバリアを追加するためにボルトの接合面に誘電体グリースを塗布するなどの手順が含まれています。私はいつもクライアントに、海洋使用ではボルト締めのストレイン クランプは「一度セットしたら忘れる」ものではない、と言います。毎年、または大きな嵐の後は簡単なトルク チェックを行って、ボルトが振動で緩んでいないことを確認する必要があります。しかし、それは、故障した導体を遠隔の海岸または沖合の場所で修理するという代替手段（修理とダウンタイムに数万ドルの費用がかかる可能性がある）に比べれば、小さな面倒です。
海洋システムにおいてボルト締めひずみクランプが優れているもう 1 つの分野は、さまざまな導体タイプに対応できる柔軟性です。海洋電気システムでは、硬伸線アルミニウム導体、銅被覆アルミニウム、さらに特定の海底用途では一部の銅導体を組み合わせて使用します。私たちの導体アンカークランプラインはこれらすべてと互換性があり、さまざまな導体サイズに適合する交換可能なインサートを備えています。導体に間違ったクランプを使用すると圧力が不均一になり、時間の経過とともに導体のコアに損傷を与える可能性があるため、これは非常に重要です。たとえば、クランプが厚い導体に対して小さすぎる場合、クランプがアルミニウムに食い込み、亀裂が生じ、潮汐荷重による導体の破損につながる可能性があります。当社のボルト締め設計では、インサートを交換することでフィット感を調整できるため、導体サイズを切り替えるたびにまったく新しいクランプを購入する必要がありません。予期せぬハードウェアコストによる予算超過がよくある海洋プロジェクトにとって、これは特に重要なコスト削減になります。
ここで、正直に言うと、ボルト留めのひずみクランプが海洋用途に最適ではない場合について話しましょう。クランプが深さ 100 フィート以上の海水に完全に浸かる海中用途に取り組んでいる場合、ボルト締めクランプではシールのリスクが生じる可能性があり、圧縮クランプ (完全浸水用に設計) の方が適切に処理できます。誘電性グリースを使用した場合でも、一定の静水圧によってボルトのネジ山にストレスがかかる可能性があります。海上風力発電所の架空送電線、沿岸桟橋の電力接続、または港近くの陸上送電線など、表面実装型の海洋電気システムの場合、ボルト留めのひずみクランプは絶対に正しい選択です。海中はまったく異なるカテゴリであり、通常、これらの特殊な使用例にはボルト締め製品ではなく、圧縮クランプを推奨します。費用を節約するために海底プロジェクトでボルト締めクランプを使用しようとしたクライアントが、結局 1 年以内に漏れが発生したのを見てきました。そのため、クランプのタイプを環境に正確に適合させることが重要です。
考慮すべきもう 1 つの要素は、コードへの準拠です。ほとんどの海洋電気システムは、特に沿岸および海洋アプリケーション向けに、国家電気規格 (NEC) や国際電気標準会議 (IEC) などの組織によって設定された厳格な基準を満たす必要があります。ボルト締めひずみクランプは、耐食性と荷重要件を満たしている限り、これらの規格で明示的に許可されています。当社のボルトひずみクランプ シリーズは、架空線継手の規格である IEC 61284 を満たすようにサードパーティによってテストされており、船舶用ハードウェアに関する NEC 第 100 条を満たす耐塩水噴霧性 (腐食なしで 1,000 時間以上の暴露) の認証を取得しています。つまり、チームは、プロジェクトの遅延や安全上の罰金につながる可能性がある、未承認のクランプ タイプを使用することでコード違反の危険を冒す必要がなくなります。
私は、古い圧縮設計から切り替えた後、ボルト留めのひずみクランプを信頼している海洋電気技術者と多くの会話をしました。チェサピーク湾周辺の送電線を保守している技術者の一人は、私が先月話をしたところ、圧縮クランプは導体がクランプに入る部分で腐食することが多く、回路ブレーカーを作動させる「ホットジョイント」につながると語った。当社のボルト留めクランプを使用すると、四半期ごとにトルク チェックを行い、少量の誘電体グリースを塗布していますが、2 年間ジョイントが熱くなることはありませんでした。この種の信頼性は海洋システムにとって状況を一変させます。ダウンタイムが発生すると、近くの町の電力だけでなく、港湾、海洋掘削プラットフォーム、風力発電所の重要な業務も中断される可能性があります。
そこで、元の質問に戻ります。ボルト締めされたひずみクランプは海洋電気システムで使用できますか?答えは、完全にイエスです。用途の特定の荷重と条件に合わせて設計された船舶グレードのアルミニウムベースのボルト締めひずみクランプを選択する場合は、メーカーのガイドラインに従って正しく取り付け、定期的なメンテナンスチェックを実行してください。一般的なスチールまたは混合金属のボルト留めクランプは海水用に作られておらず、海中用途には特殊なクランプが必要ですが、表面取り付けの海洋システムの場合、ボルト留めひずみクランプは比類のない調整機能、耐腐食性、および多くの代替クランプ タイプを上回る耐荷重を提供します。
海洋電気プロジェクトに取り組んでおり、チーム向けに規格に準拠した信頼性の高いボルト締めひずみクランプを調達する準備ができている場合は、当社がお手伝いいたします。当社のエンジニアリング チームは、お客様の導体タイプと負荷要件に合わせて適切なクランプ サイズとバリエーションを提供し、海洋環境に合わせた完全な設置およびメンテナンス ガイドを提供します。当社のチームに連絡してプロジェクトのニーズについて話し合い、個別の見積もりを取得してください。
参考文献
- 国際電気標準会議。 （2019年）。 IEC 61284: 架空線継手 - 要件とテスト方法。スイス、ジュネーブ: IEC。
- 全国防火協会。 （2023年）。 NEC 第 100 条: 船舶用電気設備の定義。マサチューセッツ州クインシー：NFPA。
- 海洋電気無線協会。 （2022年）。海岸環境における電気ハードウェアの腐食軽減に関するガイドライン。英国ロンドン：MERA。
- アメリカ海運局。 （2021年）。洋上風力発電所の構築と分類に関するルール: 電気システム。テキサス州ヒューストン: ABS。
