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        PE管在38 000 t半潛駁壓載系統(tǒng)上的應(yīng)用

        2019-12-03 04:12:03
        江蘇船舶 2019年5期
        關(guān)鍵詞:管系船廠船級(jí)社

        盧 煒

        (中國(guó)船級(jí)社 南通辦事處,江蘇 南通 226006)

        0 引言

        PE管,又稱聚乙烯管,相比于傳統(tǒng)的鍍鋅碳鋼管,由于其衛(wèi)生性能好、柔韌性能好、耐腐蝕、重量輕、易施工、使用壽命長(zhǎng)、抗低溫蠕變性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已逐步應(yīng)用于國(guó)內(nèi)一些船舶和平臺(tái)的壓載系統(tǒng)、艙底水系統(tǒng)、上建生活水系統(tǒng)、透氣系統(tǒng)等。然而PE管在快速發(fā)展的同時(shí),也暴露出表面有裂紋劃痕、內(nèi)部麻點(diǎn)、壁厚不均勻、耐火等級(jí)達(dá)不到要求等問(wèn)題。這些問(wèn)題既是使用PE管時(shí)容易忽視的,也是現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)需要重點(diǎn)關(guān)注的。

        PE管的檢驗(yàn)依據(jù)主要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段:第一階段國(guó)際海事組織(IMO)第A.753(18)決議制定了《船上使用塑料管道指南》為PE管道認(rèn)可提供了依據(jù),隨后IMO以MSC.313(88)決議通過(guò)了A.753(18)決議修正案。第二階段,各大船級(jí)社將A.753(18)決議納入自己的規(guī)范,規(guī)定PE管必須經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn);中國(guó)船級(jí)社(CCS)在《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》(2015版)第 3 篇第2章附錄 1[1]中對(duì)船用PE管的應(yīng)用范圍和部位進(jìn)行了規(guī)定。

        然而,關(guān)于如何分系統(tǒng)分區(qū)域正確使用PE管,目前設(shè)計(jì)方在選用PE管時(shí)對(duì)規(guī)范理解還不夠深入,這也導(dǎo)致部分船廠選用了不滿足規(guī)范要求的PE管。作者以某船廠檢驗(yàn)時(shí)遇到某38 000 t半潛駁壓載系統(tǒng)在防火區(qū)域使用普通PE管的缺陷案例為研究對(duì)象,分析缺陷產(chǎn)生的原因并提出改進(jìn)措施。

        1 船舶概況與缺陷案例

        某38 000 t半潛駁全船壓載系統(tǒng)管子材料采用的是PE100的塑料管,只在穿艙部分設(shè)置了鋼制穿艙件。由于下潛上浮作業(yè)時(shí)需要注入或排出大量的壓載水,該船一共設(shè)置了34個(gè)壓載艙。壓載水通過(guò)設(shè)置在前、后泵艙左右舷的海水箱注入,經(jīng)過(guò)4臺(tái)排量為3 000 m3/h的壓載泵調(diào)撥到各個(gè)壓載艙從而實(shí)現(xiàn)下潛作業(yè);各個(gè)壓載艙中的壓載水也可以通過(guò)4臺(tái)壓載泵排至舷外實(shí)現(xiàn)上浮作業(yè)。該船壓載管系管徑大,壓載總管采用的是直徑710 mm的PE管,布置在前后泵艙及左右管弄;壓載支管采用的是直徑400 mm的PE管,布置在各個(gè)壓載艙實(shí)現(xiàn)壓載的注入或排出。

        1.1 缺陷的發(fā)現(xiàn)

        現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),該船的泵艙中實(shí)際布置了燃油駁運(yùn)泵、艙底消防總用泵、污油泵、油水分離器、生活污水處理裝置、海淡水壓力柜等裝置。作者認(rèn)為,該泵艙應(yīng)定義為其他機(jī)器處所,且由于布置了燃油艙、污油泵、燃油駁運(yùn)泵等,泵艙存在著火的可能性。按照IMO 第A.753(18)號(hào)決議附錄4和CCS《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》(2015 版)第 3 篇第2章附錄 1《船用塑料管的生產(chǎn)與應(yīng)用》表1.4.1[1](簡(jiǎn)稱《海規(guī)》)的要求,壓載系統(tǒng)用于泵艙和其他機(jī)器處所的PE管應(yīng)達(dá)到L3耐火等級(jí)。

        1.2 缺陷的分析

        (1)從船廠提供的PE管的工廠認(rèn)可證書發(fā)現(xiàn),該認(rèn)可證書適用范圍上注明:該P(yáng)E管及管件未進(jìn)行低播焰性、導(dǎo)電性、耐火性能、涉及飲用水衛(wèi)生性能試驗(yàn),只能用于按照《海規(guī)》中“不要求耐火試驗(yàn)的部位,如開敞甲板、艙柜、隔離空艙、管隧中的給排水管系、衛(wèi)生泄水(內(nèi)部)等次要系統(tǒng)”。由此可見,38 000 t半潛駁在泵艙中的壓載管系采用的PE管不滿足IMO 第A.753(18)號(hào)決議和《海規(guī)》的要求。

        (2)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)泵艙設(shè)有自然出入口直接通向管弄,即泵艙和管弄實(shí)際上是連通的,應(yīng)該定義為一個(gè)處所。

        (3)該船屬于國(guó)際航行非公約船舶,全船的耐火分隔完整性的檢驗(yàn)依據(jù)為中國(guó)船級(jí)社《非公約船舶檢驗(yàn)指南》表8.3.1。根據(jù)該指南,泵艙定義為其他機(jī)器處所,而指南中對(duì)其他機(jī)器處所的分隔標(biāo)準(zhǔn)沒有明確的依據(jù)。

        (4)查閱該船批準(zhǔn)的防火區(qū)域劃分圖,發(fā)現(xiàn)該船泵艙和管弄之間并沒有分隔要求。如果用于泵艙中的壓載PE管應(yīng)達(dá)到L3耐火等級(jí)要求,那么管弄中的壓載PE管就應(yīng)該達(dá)到L3耐火等級(jí)要求。

        1.3 缺陷的解決

        發(fā)現(xiàn)上述缺陷案例時(shí),38 000 t半潛駁已經(jīng)處于合龍階段,PE管在分段階段已經(jīng)安裝完畢,且壓載管系管徑大。由于泵艙和管弄之間未設(shè)置分隔,兩者應(yīng)定義為一個(gè)處所,如果將PE管換成普通鍍鋅無(wú)縫鋼管,這樣全船的壓載系統(tǒng)采用的PE管幾乎都要換新,相當(dāng)于全船壓載系統(tǒng)的“二次建造”,這樣勢(shì)必給船廠和船東帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)嚴(yán)重延誤船舶施工進(jìn)度。

        經(jīng)和船廠、船東、PE管廠家、設(shè)計(jì)方及審圖中心溝通,確定解決方案如下:

        (1)對(duì)泵艙區(qū)域有耐火要求的PE管采取外包2層 25 mm厚復(fù)合氧化鋁毯(共50 mm厚)的型式。經(jīng)有資質(zhì)的耐火試驗(yàn)中心認(rèn)可,證實(shí)采取這種型式的PE管能達(dá)到L3耐火等級(jí)。最后根據(jù)耐火試驗(yàn)報(bào)告規(guī)定的試驗(yàn)條件及廠家提供的施工工藝對(duì)泵艙中壓載管系采取外包復(fù)合氧化鋁毯的方式。

        (2)泵艙和管弄中間增加一道A-0級(jí)鋼制門,整個(gè)泵艙和管弄之間的艙壁按照A-0級(jí)分隔,同時(shí)將修改后的相關(guān)圖紙重新送審。這樣將泵艙和管弄定義為兩個(gè)處所,管弄中的PE管可不做任何修改。

        2 正確使用PE管的建議

        38 000 t半潛駁壓載系統(tǒng)選用PE管出現(xiàn)問(wèn)題,延誤工期的同時(shí)給船廠和船東帶來(lái)了不少的經(jīng)濟(jì)損失。究其根源,主要是由于PE管在船上的選用不滿足《海規(guī)》的耐火要求。針對(duì)這種非鋼化新型材料的使用,設(shè)計(jì)單位、建造單位及檢驗(yàn)單位應(yīng)該引起重視。

        PE管有很多優(yōu)點(diǎn)是無(wú)縫鋼管無(wú)法比擬的,但相對(duì)于無(wú)縫鋼管,PE管的致命弱點(diǎn)在于耐火性能較差。目前市場(chǎng)上的PE管除了平臺(tái)上用的較多的玻璃鋼管(GPR)外,大部分PE管均不耐火[5],也就達(dá)不到《海規(guī)》所要求的耐火等級(jí)。汲取本案例的教訓(xùn),作者認(rèn)為要徹底解決此類問(wèn)題,以下幾點(diǎn)建議值得思考。

        (1)設(shè)計(jì)部門

        分析38 000 t半潛駁壓載系統(tǒng)PE管使用問(wèn)題發(fā)現(xiàn),由于中國(guó)船級(jí)社《非公約船舶檢驗(yàn)指南》表8.3.1對(duì)泵艙和其他機(jī)器處所的分隔沒有耐火要求,因而總體設(shè)計(jì)時(shí)將泵艙和管弄定義為一個(gè)處所,且基于同一個(gè)處所的理念設(shè)置了通風(fēng)管系;輪機(jī)設(shè)計(jì)人員誤認(rèn)為泵艙區(qū)域的PE管沒有耐火要求。而實(shí)際上該船泵艙區(qū)域由于布置燃油駁運(yùn)泵、污油泵、油水分離器等機(jī)器裝置,存在著火的可能性,按照規(guī)范的要求PE管應(yīng)達(dá)到L3耐火等級(jí),同時(shí)泵艙和管弄之間應(yīng)設(shè)置A-0級(jí)分隔使其為兩個(gè)區(qū)域。

        設(shè)計(jì)方在設(shè)計(jì)管系原理圖時(shí),若選用PE管材,應(yīng)加強(qiáng)各個(gè)專業(yè)之間的溝通,分清PE管穿過(guò)的區(qū)域是否有耐火要求;選用PE管時(shí),還應(yīng)嚴(yán)格按照《海規(guī)》要求選用適合系統(tǒng)和區(qū)域使用的管材。由于目前市場(chǎng)上的PE管幾乎都達(dá)不到L3耐火等級(jí)要求,建議在有耐火要求的區(qū)域采用普通鍍鋅無(wú)縫鋼管,可以避免后續(xù)PE管放樣后的二次施工。

        (2)審圖部門

        為了避免應(yīng)用PE管問(wèn)題的發(fā)生,建議審圖部門在審核船舶管系原理圖時(shí),如發(fā)現(xiàn)選用PE管材時(shí),應(yīng)增加兩條審圖意見提醒設(shè)計(jì)部門注意:

        ①PE管應(yīng)按其用途經(jīng)過(guò)船級(jí)社認(rèn)可;

        ②PE管的生產(chǎn)與選用應(yīng)滿足 《海規(guī)》的要求,特別注意其中表1.4.1規(guī)定用于具體系統(tǒng)和位置的PE管應(yīng)達(dá)到的最低耐火安全標(biāo)準(zhǔn)。

        (3)產(chǎn)品廠家

        為了擴(kuò)大PE管的使用范圍,避免在有耐火要求區(qū)域的PE管錯(cuò)誤選型,從解決問(wèn)題的根本角度出發(fā),建議產(chǎn)品廠家可以加強(qiáng)和科研單位的合作,加大研發(fā)力度,開發(fā)新的施工工藝和方法。比如:PE管材表面噴涂耐火漆等,或在PE管上外包復(fù)合氧化鋁毯等型式,使得PE管材本身或管子組合件能到達(dá)IMO A.753(18)決議要求的耐火等級(jí)。這樣可以擴(kuò)大PE管在船上的使用范圍,增加PE管廠家的產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

        (4)檢驗(yàn)部門

        目前船廠PE管的施工基本上外包給PE管廠家施工。因此,建議開工會(huì)議的時(shí)候,如發(fā)現(xiàn)船舶采用PE管材,驗(yàn)船師應(yīng)要求船廠提供PE管施工工藝與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)要求提供PE管焊工培訓(xùn)合格證書等作為開工資料提交審查。在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)巡檢,確保PE管焊工按照批準(zhǔn)的施工工藝施工。

        3 結(jié)語(yǔ)

        本文介紹了某船廠在建38 000 t半潛駁在可能著火的區(qū)域錯(cuò)誤選用了達(dá)不到規(guī)范耐火等級(jí)要求的PE管典型缺陷案例,分析了該缺陷產(chǎn)生的原因并針對(duì)性給出了處理措施。然后對(duì)設(shè)計(jì)部門、審圖部門、產(chǎn)品廠家以及檢驗(yàn)部門等相關(guān)方就如何正確的使用和檢驗(yàn)PE管提出了建議。

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