程言卓 杜波

摘 要：隨著科技的發(fā)展，船舶管路不斷適應(yīng)信息化潮流，在這一過程中，PPR塑料管是提升船舶管系質(zhì)量重要的手段之一，塑料管具有重量輕、耐腐蝕、絕熱性能好、不結(jié)垢、水流阻力小、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：PPR塑料管;設(shè)計(jì)水平;安裝工藝;質(zhì)量提升

引言

碎石整平船研發(fā)是世界上最大的碎石整平自升式作業(yè)平臺(tái)，各項(xiàng)設(shè)計(jì)及研發(fā)都是世界上最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。上建管系作為該平臺(tái)住人區(qū)域，船東對(duì)上建管系要求極其嚴(yán)格，上建生活水及灰黑水管系極其重要，公司采用PPR塑料管具有良好的耐腐蝕、壽命長(zhǎng)等性能，采用全部熱熔連接，避免法蘭連接泄漏等施工工藝為碎石整平船的上建住人區(qū)域提供穩(wěn)定舒適的居住空間。

1 采用PPR塑料管材料的優(yōu)越性

PAP管、PE管、PP-R管，可避免傳統(tǒng)金屬管道系統(tǒng)中常見的“銹水”現(xiàn)象。PVC管加工過程中必須加入大量重金屬鉛鹽穩(wěn)定劑，因而衛(wèi)生性能欠佳。

塑料管管路系統(tǒng)中的應(yīng)用必須滿足強(qiáng)度、溫度、耐用性、無毒等要求。碎石整平船采用的PPR塑料管具有以下特點(diǎn)：

1.1強(qiáng)度：內(nèi)壓pn int<短期液壓試驗(yàn)爆破壓力/4或pn int<長(zhǎng)期液壓試驗(yàn)爆破壓力/2.5;破損壓力應(yīng)不小于0.3MPa;軸向強(qiáng)度及耐沖擊性也應(yīng)滿足要求。

1.2溫度：最低受熱變形溫度不低于80℃。

1.3耐火性：對(duì)船舶安全有重大影響的管子和連接件，應(yīng)符合IMO A.753（18）決議附件1或附件2的最低耐火要求。按照該要求，管子可相應(yīng)分為L(zhǎng)1（規(guī)定溫度下干燥狀態(tài)1小時(shí)耐火試驗(yàn)不損壞）、L2（規(guī)定溫度下干燥狀態(tài)30分鐘耐火試驗(yàn)不損壞）、L3（規(guī)定溫度下充水30min耐火試驗(yàn)不損壞）三個(gè)級(jí)別。根據(jù)管子的用途，必須選用相應(yīng)耐火等級(jí)的管子材料。

1.4三型聚丙烯，采用氣相共聚法使PE在PP分子鏈中隨機(jī)地均勻聚合，綠色管道使用材料單獨(dú)經(jīng)過德國權(quán)威衛(wèi)生認(rèn)證，適用于飲用冷熱水;同時(shí)取得國際飲用水證書：WRAS。

原材料杰出的熱穩(wěn)定性保證了管道用于飲用水系統(tǒng)對(duì)生理無害;加工工藝：規(guī)避了膠連接和添加劑助焊的不安全風(fēng)險(xiǎn);

同時(shí)碎石整平船采用的PPR塑料管還有具有使用壽命長(zhǎng)，耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。耐腐蝕確保上建不漏水，提供良好的居住環(huán)境。

2 PPR塑料管設(shè)計(jì)優(yōu)化提升

碎石整平船上建冷熱水、灰黑水采用的是PPR塑料管，整體布局在房間頂部及周圍，如果使用法蘭連接，可能出現(xiàn)泄漏發(fā)生，給居住環(huán)境帶來非常不便。因此設(shè)計(jì)必須全面考慮，各個(gè)方面提前進(jìn)行設(shè)計(jì)布局，同時(shí)避免漏點(diǎn)的存在，保障生活居住環(huán)境的舒適性。

2.1電腦模型放樣，提前管路優(yōu)化布局。首先對(duì)上建冷水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、灰黑水系統(tǒng)進(jìn)行電腦平臺(tái)建模，全面掌控管路路徑走向，把不好施工的地方進(jìn)行提前改進(jìn)，對(duì)管路的熱脹冷縮進(jìn)行提前考慮及計(jì)算等方面設(shè)計(jì)進(jìn)行提升改進(jìn)。

2.2 PPR管使用全熱熔連接，改變傳統(tǒng)的法蘭連接。全部使用熱熔連接對(duì)管路設(shè)計(jì)及施工要求比較高，設(shè)計(jì)放樣難道大，首先是對(duì)管子的預(yù)裝設(shè)計(jì)，大部分車間制作完成，現(xiàn)場(chǎng)安裝，對(duì)特殊位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣，對(duì)空間狹小處提出現(xiàn)場(chǎng)放樣后再下面施工好后整體進(jìn)行施工安裝，改變傳統(tǒng)的施工方案。

2.3 PPR管熱脹冷縮設(shè)計(jì)優(yōu)化提升。碎石整平船冷水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、灰黑水系統(tǒng)使用PPR塑料管，這些系統(tǒng)溫度變化很大，管路的預(yù)應(yīng)力變化大，設(shè)計(jì)管路的布局就必須考慮到這一點(diǎn)，才可以滿足整個(gè)系統(tǒng)的正常使用和質(zhì)量保證。預(yù)應(yīng)力計(jì)算公式如下：

設(shè)計(jì)通過上面公式的技術(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算出管路位置的膨脹點(diǎn)及膨脹彎大小，確保管路的正常使用。

同時(shí)考慮到管子的膨脹冷縮，改變支架的形式。傳統(tǒng)的支架直接使用不銹鋼或者碳鋼支架固定，都不能有效的保障PPR管熱脹冷縮的性能，會(huì)對(duì)影響管系質(zhì)量，因此設(shè)計(jì)考慮改用特氟龍墊片，具有很好的熱脹冷縮性能，保證管路質(zhì)量。

3 PPR管安裝工藝優(yōu)化提升

3.1 PPR管裝配及熱熔技術(shù)優(yōu)化提升。碎石整平船采用的世界上最先進(jìn)的PPR管，使用壽命可以長(zhǎng)達(dá)50年，因此管壁厚度比普通的大一半，這樣就給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來較大的難題，特別是大徑（φ>63mm）的PPR管普通的熱熔設(shè)備根本無法進(jìn)行熱熔焊接，必須使用專業(yè)的工具，同時(shí)還需對(duì)平臺(tái)上的安裝進(jìn)行再次優(yōu)化，不然在空間狹小處無法進(jìn)行熱熔焊接。

大徑PPR管采用下列熱熔設(shè)備，熱熔焊接如下步驟：

3.1.1熱熔前首先檢查熔接工具必須干凈，選擇合適尺寸的套夾。

3.1.2檢測(cè)熱熔機(jī)：到達(dá)熱熔溫度260°后，溫度指示燈會(huì)閃爍。調(diào)整套夾口至63-125mm。用標(biāo)尺標(biāo)注焊接深度。

3.1.3用套夾口固定住管件，把管道放置在另一側(cè)的套夾口。

3.1.4把焊接設(shè)備放置在管道和管件中心軸上，然后移除。

3.1.5鎖定前端的標(biāo)準(zhǔn)把手用力推上滑桿。

3.1.6在這個(gè)位置，管道與管件的位置對(duì)準(zhǔn)并用套夾口固定。

3.1.7調(diào)整熱熔時(shí)間，放置熱熔設(shè)備，沿著設(shè)備慢慢推進(jìn)管道和管件，直至到達(dá)標(biāo)注的焊接深度。

3.1.8當(dāng)管道和管件被完全推入了，開始計(jì)算加熱時(shí)間。加熱結(jié)束，滑竿歸位，快速拿開加熱設(shè)備，管道和管件熔焊在一起。

在平臺(tái)上裝配安裝PPR管，定后受到空間、環(huán)境等影響，必須提前現(xiàn)場(chǎng)考慮規(guī)劃管路路徑，對(duì)受到影響安裝的地方提前識(shí)別，然后測(cè)量好尺寸，進(jìn)行在下面放樣好，熱熔焊接進(jìn)行整體安裝。這樣對(duì)施工工人技能要求高，對(duì)管路比較熟悉，才能保證施工質(zhì)量。

3.2 PPR管路試壓優(yōu)化提升。為了測(cè)試PPR管整個(gè)管系熱熔及管子質(zhì)量，在施工完成后將其進(jìn)行試壓實(shí)驗(yàn)，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行水壓測(cè)試，測(cè)試壓力要求是工作壓力的1.5倍，來確保管路能夠存在使用壓力及無質(zhì)量問題。

由于PPR管的材料性能，測(cè)試會(huì)導(dǎo)致管道膨脹，這將對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。而PP-R管的熱膨脹系數(shù)更會(huì)又進(jìn)一步影響到測(cè)試的結(jié)果。不同的管道溫度和測(cè)試介質(zhì)會(huì)形成不同的壓力。10K的溫度變化會(huì)引起0.05MPa到0.1MPa的壓力變化。因此，在PPR管道安裝的水壓測(cè)試時(shí)，盡可能保持測(cè)試介質(zhì)的溫度恒定。

水壓測(cè)試必須進(jìn)行初始測(cè)試、基本測(cè)試和最終測(cè)試。初始測(cè)試的測(cè)試壓力應(yīng)為最大工作壓力的1.5倍。測(cè)試壓力須在30min內(nèi)進(jìn)行兩次設(shè)定，其中間隔時(shí)間為10min。在每一次30min測(cè)試后，壓力不應(yīng)當(dāng)降低超過0.06MPa，也不應(yīng)產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。初始測(cè)試后直接進(jìn)行基本測(cè)試。測(cè)試時(shí)間為120min。在此項(xiàng)測(cè)試時(shí)，壓力不能降低超過0.2MPa。以上兩項(xiàng)完成后進(jìn)行最終測(cè)試。這要求測(cè)試壓力每隔至少5min交替為1MPa和0.1MPa。在每段測(cè)試過程的間隔中應(yīng)當(dāng)除去壓力。

在受測(cè)的安裝系統(tǒng)中，不能有任何的泄漏現(xiàn)象。如果發(fā)生泄漏，將水抽出，對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行重新熱熔施工，然后整個(gè)系統(tǒng)再次按照之前的要求進(jìn)行試壓。

4結(jié)語

碎石整平船世界上目前最先進(jìn)的碎石整平工程船舶， PPR管熱脹冷縮、耐老化性、無毒等極其優(yōu)越的性能，是船舶及平臺(tái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。碎石整平船PPR從設(shè)計(jì)布局到生產(chǎn)施工等各個(gè)方面進(jìn)行全面優(yōu)化提升，每一道工序都嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待，確保產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)該項(xiàng)目PPR管系的使用，對(duì)設(shè)計(jì)及安裝施工難點(diǎn)及重點(diǎn)進(jìn)行全面研究及優(yōu)化改進(jìn)安裝施工方案，為后期船舶及平臺(tái)設(shè)計(jì)和安裝提供了大量的數(shù)據(jù)分析，為后期項(xiàng)目提供了有力保障。

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