PE管在38 000 t半潛駁壓載系統(tǒng)上的應(yīng)用

盧 煒

(中國船級社 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、抗低溫蠕變性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已逐步應(yīng)用于國內(nèi)一些船舶和平臺的壓載系統(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、耐火等級達(dá)不到要求等問題。這些問題既是使用PE管時(shí)容易忽視的，也是現(xiàn)場檢驗(yàn)需要重點(diǎn)關(guān)注的。

PE管的檢驗(yàn)依據(jù)主要經(jīng)過兩個(gè)階段：第一階段國際海事組織(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)決議通過了A.753(18)決議修正案。第二階段，各大船級社將A.753(18)決議納入自己的規(guī)范，規(guī)定PE管必須經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)；中國船級社(CCS)在《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》(2015版)第 3 篇第2章附錄 1[1]中對船用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。壓載水通過設(shè)置在前、后泵艙左右舷的海水箱注入，經(jīng)過4臺排量為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4臺壓載泵排至舷外實(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)號決議附錄4和CCS《鋼質(zhì)海船入級規(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。

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)號決議和《海規(guī)》的要求。

(2)現(xiàn)場檢驗(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)為中國船級社《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耐火等級要求，那么管弄中的壓載PE管就應(yīng)該達(dá)到L3耐火等級要求。

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”，這樣勢必給船廠和船東帶來巨大的經(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。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級鋼制門，整個(gè)泵艙和管弄之間的艙壁按照A-0級分隔，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)問題，延誤工期的同時(shí)給船廠和船東帶來了不少的經(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)是無縫鋼管無法比擬的，但相對于無縫鋼管，PE管的致命弱點(diǎn)在于耐火性能較差。目前市場上的PE管除了平臺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。汲取本案例的教訓(xùn)，作者認(rèn)為要徹底解決此類問題，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管使用問題發(fā)現(xiàn)，由于中國船級社《非公約船舶檢驗(yàn)指南》表8.3.1對泵艙和其他機(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，同時(shí)泵艙和管弄之間應(yīng)設(shè)置A-0級分隔使其為兩個(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。由于目前市場上的PE管幾乎都達(dá)不到L3耐火等級要求，建議在有耐火要求的區(qū)域采用普通鍍鋅無縫鋼管，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)過船級社認(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。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)品市場競爭力。

(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)場檢驗(yàn)過程中加強(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

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)生的原因并針對性給出了處理措施。然后對設(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。