船上使用塑料管的公約要求及檢查問題清單

田大春

國外從20世紀40年代后期即開始使用船用塑料管道管路系統，我國最早于1966年由當時的紅旗造船廠和廣州造船廠在6艘拖輪上應用了工程塑料管。航運業對使用塑料管道的興趣源于塑料管相對金屬管具有分量輕、耐腐蝕、壽命長、價格低、安裝方便等優點。以上建飲用水系統為例，使用塑料（PE-RT）管和不銹鋼管相比重量相差5倍多，價格相差17倍，紫銅管價格更高[1]。船舶應用塑料管道屬于船東價值需求驅動。塑料管因其實船使用性能良好等多個優點，逐漸獲得船東的青睞。

SOLAS公約對船舶防火分隔、水密分艙以及穿艙構件等方面有著嚴格的規定，貫穿全船的管道材料應為鋼質或船舶掛旗國滿意的其他等效材料。塑料管道只要滿足應用范圍、管道運輸介質和使用場景等要求，并且使用能夠保證船舶安全的設計和安裝工藝以及許用性能標準，船舶即可以安全、合理地使用。相較于鋼質管道，塑料管道在船上的應用不僅要考慮管道材料、強度、許用工作溫度、耐火性能和低播焰性等性能，還需要考慮安裝工藝、貫穿件等附件是否符合要求。任何一個環節沒有把好關，都會影響船舶水密分艙或防火分隔的完整性。因此，在船舶建造或營運檢驗和實施港口國監督檢查時，船級社和港口國監督檢查官都應掌握公約要求，強化對船舶使用塑料管的檢查，確保船舶、船旗國在此方面履約。

一、船用塑料管相關定義

1.塑料

經海安會MSC.313（88）決議修訂的A.753（18）決議《船上使用塑料管道指南》（以下簡稱《指南》）中規定，塑料系指經增強或未經增強的熱塑性材料或熱固性材料兩種，諸如聚氯乙烯（PVC）與纖維增強塑料（FRP）。塑料包括合成橡膠和具有類似熱/機械特性的材料。

熱塑性塑料是一類在一定溫度下具有可塑性，冷卻后固化且能重復這種過程的塑料。船上常見的熱塑性材料如聚氯乙烯（PVC）、聚丁烯（PB）、聚乙烯（PE100）、耐熱聚乙烯(PE-RT)、Ⅲ型無規共聚聚丙烯（PP-R）。

以熱固性樹脂為主要成分，配合以各種必要的添加劑通過交聯固化過程成型的塑料，在制造或成型過程的前期為液態，固化后即不溶不熔，也不能再次熱熔或軟化。船上最常見的熱固性材料為玻璃纖維增強塑料（FRP），使用這種材料生產的管子俗稱玻璃鋼（GRE，Glass-reinforce epoxy）管。

目前塑料管的大規模應用主要還集中在上建區域供水、疏排水管系和壓載水管系，如表1所示。

表1 常見塑料管的用途一覽表

2.低播焰性

塑料管的播焰性測試應按照《指南》附錄3的試驗方法，并根據《耐火試驗程序規則2010》第5部分播焰性試驗，表面可燃性衡準不超過表2所列數值，即屬于低播焰性衡準材料。

表2 表面可燃性衡準

塑料管一般都是沿艙壁或天花板布置，因此確定塑料管低播焰性時取表內第2欄參數值。

二、國際海事組織和船級社協會的努力

國際海事組織第18屆大會以A.753（18）決議通過的《指南》幫助主管機關以合理統一的方式確定這類材料的應用許可。隨著船用塑料材料的持續發展和海上安全標準的提高，使得IMO必須對《指南》進行定期修訂，以考慮技術發展并維持最高實際安全水平，見表3。

表3 IMO《指南》修改記錄

船級社協會根據A.753（18）號決議的條款于1996年發布了IACS UR P4《船用塑料管的生產與應用》，該統一要求自發布后進行了多次修訂并被納入《鋼質海船入級規范》第3篇第2章附錄1。MSC.313（88）決議和MSC.399（95）決議已被納入中國船級社《鋼質海船入級規范》2016修改通報，以實現我國對《指南》相關決議和船用塑料管生產和應用的全面履約。

三、船上安全使用塑料管的關鍵要素

（一）塑料管性能

管子的基本性能包括強度、軸向強度、耐沖擊性、許用工作溫度應采用國際標準或船旗國接受的國家標準，塑料管根據不同材質使用合適的安裝工藝，一般分為膠水連接和熱熔焊兩種，連接工藝已經非常成熟。另外還應根據用途和使用場景確定管子是否需要符合一定的耐火性和播焰性要求。

1.耐火性

MSC.313（88）決議將管子耐火性由原來的L1級（干燥情況下，至少1小時耐火試驗不損壞其完整性）、L2級（干燥情況下，至少0.5小時耐火試驗不損壞其完整性）、L3級（濕式情況下，至少0.5小時耐火試驗不損壞其完整性），新增了L1W、L2W（類似L1、L2的管系，但該系統不運送易燃液體或任何氣體且爆火后可接受的系統流量損失最高為5%）。所需管子可根據實際情況參考《指南》附錄4耐火性要求矩陣或IACS UR P4.4.1表1或船級社規范如中國船級社《鋼質海船入級規范》第3篇2章附錄1表（見表4）確定。如上建起居處所的生活污水使用塑料管，查詢該管對應的耐火等級是“O”，即該管不需要耐火試驗。

2.播焰性

MSC.399（95）決議對《指南》應用塑料管可免除低播焰性要求的位置由開敞甲板、艙柜、隔離艙、管隧及導管內的管子，擴展到由“A”級艙壁分隔的起居處所、永久有人的處所和逃生通道分開的處所，如非連續值班的控制站、服務處所或其他機器處所等。

表4 耐火要求

3.塑料管實際應用檢驗案例分析

一艘Panama籍成品油/化學品船，建造日期為2010年8月12日，二氧化碳間有兩根塑料管，經確認分別是生活污水管和日用疏水管，塑料管材質是PVC（聚乙烯），兩根管路穿越二氧化碳艙壁和甲板進入機艙，其實船布置見圖1。

圖1 實船布置圖

船上提供一份某船級社認可PVC管子的產品證書和產品出廠合格證，證明PVC管已經按照IMO.A753（18）認可，可以用于生活污水系統和疏水系統（見圖2）。

根據產品證書和出廠合格證，初步判斷兩根PVC管的基本性能符合A.753（18）決議《指南》要求。接下來是確認耐火性和播焰性，根據《指南》耐火要求矩陣表，查詢到該管子對應的耐火等級是“O”，即表示該管子不需要進行耐火試驗。該船按照2015年6月5日通過的MSC.399（95）決議對《指南》的修訂，該管子安裝在二氧化碳間，屬于可以免除低播焰性的處所之一。最后我們得出結論，這兩個塑料管是符合公約要求的，不需要進行耐火試驗和播焰性試驗。

（二）塑料管貫穿

1.貫穿件要求

塑料管穿過A或B級分隔，應采取措施以確保耐火性不受損壞。當塑料管穿過水密艙壁或甲板時，艙壁或甲板的水密完整性應被保持。如艙壁或甲板也為防火分隔，則燒毀的塑料管可能引起艙內液體流入，應在艙壁或甲板上安裝一個能在干舷甲板上進行操縱的金屬關閉閥。

2.傳統貫穿套管

根據SOLAS CHII-2/REG9.3.1，塑料管貫穿“A”級艙壁或甲板采用的貫穿套管系由厚度3毫米及以上、長度分隔兩側各450毫米的鋼或等效材料制成，且無開口，不要求進行試驗。該貫穿件應通過延伸與該分隔同樣級別的隔熱材料適當隔熱。塑料管帶法蘭可通過螺栓或塑料管夾連接貫穿套管，這類貫穿與采用金屬管貫穿并無區別。

3.貫穿套件

貫穿套件必須根據《耐火試驗程序規則》進行試驗，經船級社認可，目前市場上常見的幾個品牌有RISE、MCT、3M、PANDA和國內的海鴻等。這種塑料管路貫穿套件通常只適用于熱塑性塑料管，套件由橡膠密封塞、橡膠防火帶和鋼套管組成。安裝時，用多層橡膠防火帶綁扎在塑料管子上，橡膠防火帶充滿鋼套管空間，然后在鋼套管兩端插入橡膠密封塞。將該塑料管路貫穿裝置固定在具有A0—A60級防火要求的艙壁和甲板上，由于大部分塑料管在溫度高于75攝氏度時開始變軟，在140攝氏度時可以點燃，當一個艙室發生火災時，橡膠密封塞和橡膠防火帶第一個反應變黏，封鎖膠帶內部的空氣，在溫度升高時，能夠迅速膨脹，壓力直接作用在已經變軟的塑料管上，使密封物充滿整個鋼套管內部空間，從而切斷火焰、煙霧及水等的傳播通路，有效保證相鄰艙室的安全。圖3是一貫穿件的耐火試驗圖片。

圖3 一貫穿件的耐火試驗圖

貫穿套件的多樣性和特殊的施工工藝使其很難尋求統一的標準，因此在這方面的檢驗存在一定難度。如果對貫穿套件進行深入檢查，必須了解生產商的產品性能和安裝方法。以RISE產品為例，貫穿套件分為防火、水密和氣密幾種，根據實際穿艙位置和要求選擇合適的貫穿套件，如果僅僅是防火的要求，只需要橡膠層填充即可。對于氣密的要求，需要在套管橡膠層外側敷設5毫米厚的密封膠，對于水密的要求，密封膠厚度至少20毫米。另外，還應注意塑料管直徑，選擇合適尺寸的套件，如果塑料管直徑小于140毫米，套管長度180毫米，對于大于等于140毫米的塑料管，套管長度至少應為140毫米。

四、船上檢查問題清單及檢查表

塑料管的材料、貫穿套件等產品技術發展很快，塑料管在船上的應用有著廣闊的前景，目前已有相當數量的船舶在上建區域的疏排水系統、飲用水、淡水供水系統采用塑料管道，同時，塑料管在艙底水、壓載水管道中也扮演著越來越重要的角色，甚至在成品貨油管道、通風管等也出現使用塑料管的情況。驗船師和船廠容易忽視塑料管的檢驗和控制，易出現產品不配套、安裝工藝不到位等問題，應引起重視。

檢驗人員所遵循的原則：一是不搞破壞性檢查；二是遵循最輕原則，即新生效公約放寬的要求不對老船提缺陷。

以下是結合公約要求，提出9個檢查問題清單及說明，檢查表見表5。

表5 船上使用塑料管檢驗檢查表

1.船上安裝塑料管是否能夠提供相關證書？

如果該船安裝塑料管，至少應能提供相應的產品證書、出廠合格證書，以備查詢。

2.塑料管產品是否適用于其功能？

塑料管的使用應至少符合其性能要求，包括耐火性、播焰性等。

3.塑料管的連接工藝是否合適？

不同材質的塑料管采用不同的連接方式，如PVC一般采用特殊膠水連接，PPR采用熱熔焊接等。

4.塑料管的貫穿是否采用普通金屬套管？

貫穿“A”級艙壁和“B”級艙壁的金屬套管符合SOLAS要求可以不用做耐火試驗。

5.塑料管采用金屬套管連接方式時，其套管絕緣延伸是否符合要求？

貫穿套管應采用合適的方式與塑料管連接，常用法蘭或塑料管夾兩種方式，并將金屬套管延伸絕緣與艙壁或甲板防火分隔一致，絕緣延伸至少450毫米。

6.塑料管的貫穿是否采用貫穿套件？

如果塑料管的貫穿采用貫穿套管，該貫穿套件應有船級社認可的耐火試驗證書。

7.貫穿套件安裝是否符合要求？

用于不同位置、不同直徑的塑料管的貫穿套件有不同的安裝要求，船上安裝必須遵循廠家的指導手冊。

8. 貫穿套件防火性能是否被破壞或被破壞后未按照要求修復？

船上新設備的安裝或其他原因導致貫穿套件分隔性能破壞后，未修復或未采用廠家推薦的方法和原廠材料進行封堵，如采用橡皮泥等方式是不接受的。

9.船上是否有維修塑料管的能力和必要工具？

面對岸上維修不及時，船上是否有管路連接或貫穿套件安裝的工藝和工具。

五、結束語

塑料管在船上的應用雖然只是整個船舶管系中的一小部分，但其不僅關乎船員健康和安全，也關乎整個船舶的安全。根據不同的應用場合，考慮運輸的流體介質，選擇合適的管材十分重要。目前，船級社或港口國監督檢查官對塑料管在船上應用的檢查還不夠重視，不同廠家產品及安裝工藝各不相同，沒有標準可循也使檢查面臨許多困難。如果把好建造檢驗關，加上港口國監督檢查的督促，一定能切實提高塑料管在船上的安全應用。