船舶分段進涂前管口保護實施推薦標準

李甲兵

（揚州中遠海運重工有限公司，江蘇揚州 225211）

0 引言

船舶管路系統(tǒng)如同人體血管，一旦內(nèi)部被污染很難清理干凈，會伴隨整個船舶生命周期，在營運過程中甚至會造成設備運轉(zhuǎn)驟停從而引發(fā)重大安全事故。在船舶建造過程中，分段進涂前的管口保護不佳是造成船舶管路污染的主要原因。無論何種船舶系統(tǒng)都應保持管道的清潔。特別是油路系統(tǒng)，一旦進入雜質(zhì)，極易使機件受損，進而造成重大事故[1]。鋼砂對船舶系統(tǒng)造成的污染是最嚴重的，一旦在分段進涂前未認真執(zhí)行管口保護，疏漏處就會成為鋼砂的聚集區(qū)。若不能及時發(fā)現(xiàn)處理，鋼砂就會隨傳輸介質(zhì)蔓延到整個系統(tǒng)，對系統(tǒng)中的各個閥件開關、儀表儀器、傳感探頭等造成嚴重傷害。一旦進入主輔機液壓系統(tǒng)，則會造成軸瓦磨損甚至主機停車的重大質(zhì)量事故。鋼砂污染管系示例見圖1，雖然,船廠已采取了一定的防范措施，但鮮有形成系統(tǒng)的作業(yè)基準或指導意見。

圖1 鋼砂污染管系示例

本文以分段沖砂過程中鋼砂對管道系統(tǒng)的污染為切入點，通過深入剖析分段噴砂工序、鋼砂特點、管口特點、保護材料特點和易忽略的保護位置，明確給出管口保護推薦性標準，并對保護的實施誤區(qū)與拆檢工序的優(yōu)化提出改善建議。

1 分段噴砂工序及鋼砂特點

噴砂處理是以壓縮空氣為動力，將磨料以一定的速度噴向被處理的鋼材表面，以磨料對鋼材表面的沖擊與磨削作用，將其表面氧化皮與銹蝕物清除的表面處理方法[2]。噴砂作業(yè)見圖2，分段在進入砂房后，鋼砂在0.70 MPa～0.75 MPa壓縮空氣的帶動下噴射出高速流沖擊分段各個位置，不管是防火布還是塑料悶頭，都會被高速流鋼砂在極短掃略的瞬間打破或沖走，而鋼砂則會不斷彈射到各個方向。

圖2 噴砂作業(yè)圖

如圖3所示，鋼砂通常由菱形鋼砂和球形鋼砂組成，菱形鋼砂主要用于對作業(yè)面沖擊形成粗糙度，球形鋼砂則主要用于潤滑鋼砂成分，防止全部菱形鋼砂在噴射的過程中形成砂槍堵塞。此外，鋼砂一旦遇水可在5天內(nèi)形成結(jié)塊（見圖4），15天內(nèi)形成的凝固物將再也無法通過壓縮空氣吹掃或油路串洗予以清除。

圖3 鋼砂圖

圖4 鋼砂結(jié)塊圖

2 船舶管道管口特點

船舶管系主要用于油、水、氣介質(zhì)的傳輸[3]，其管口主要分為法蘭類管口、套管類管口、風管類管口等3種型式，生產(chǎn)設計主要圍繞這3種形式進行各類組合。

2.1 法蘭類管口

法蘭類管口如圖5所示，其直徑占到船舶機艙管口的80%以上，主要用于油水類等重要系統(tǒng)的管道連接。其特點是管道易于維修，通過系統(tǒng)管路上的各類閥件可以實現(xiàn)管路系統(tǒng)的清潔與更換，一般設置于檢修較為頻繁的位置。法蘭管口主要涵蓋液壓系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等，其輸送媒介通常為滑油、燃油、水等液態(tài)物質(zhì)。采用對夾墊片螺栓緊固的方式進行連接。

圖5 法蘭管口特點

2.2 套管類管口

套管類主要用于氣體類媒介的傳輸，一般采用焊接套管的形式進行連接。設置于壽命周期內(nèi)無需檢修的位置。一旦進入異物，不僅難以確定異物位置，還無法實現(xiàn)拆檢。

2.3 風管類管口

風管類管口見圖6，通常由3 mm～5 mm的薄鐵皮制成，一般會在相對固定的位置開設有矩形通風口，連接處通常會配置有調(diào)風門，主要用于機艙、居住區(qū)、儲藏室等處所的機械通風。

圖6 風管類管口

3 管口保護材料特點

3.1 管堵式塑料悶頭的特點

如圖7所示，管堵式塑料悶頭主要用于法蘭類管口的保護，插入側(cè)一般設計有2～3道調(diào)節(jié)圈用于貼合管道內(nèi)部。在壓入的過程中，調(diào)節(jié)圈會由于外力作用向管口傾斜，在拔除的時候同樣會受到外力作用并向管內(nèi)傾斜。

圖7 管堵式塑料悶頭

3.2 管帽式塑料悶頭的特點

如圖8所示，管帽式塑料悶頭一端敞開一端封閉，主要用于套管類管口的保護，由于沒有管堵式塑料悶頭的調(diào)節(jié)圈，故在生產(chǎn)中都要求按照管口外徑進行定制使用以實現(xiàn)緊密貼合。

圖8 管帽式塑料悶頭

3.3 防火布的特點

防火布又稱硅膠玻璃纖維布，其工作壓力在0.3 MPa左右，耐火溫度為200 ℃～300 ℃，可抵擋1 m左右反彈的鋼砂沖擊。雖然距離過近或直接面對鋼砂沖擊容易出現(xiàn)局部破損（見圖9），但相對于塑料棉布等材料而言更耐鋼砂沖擊，所以在分段進涂前都會大量的使用，主要用于包扎閥件、有色金屬管、液位尺等性狀相對復雜的重要部件。

圖9 防火布保護示例

4 易忽略的保護位置

4.1 吹排氣孔類

船舶各類測深管、蒸汽管類吹排氣孔為方便排出空氣，在設計時會在不同位置開設不同口徑與形狀的孔洞。在分段進涂前時常會成為鋼砂進入隱患點，在噴砂的過程中，鋼砂會從不同角度彈射進入此類管道。由于該類管道在兩頭會設置悶頭保護，所以鋼砂會長時間存在于管道內(nèi)隨濕氣或管道內(nèi)酸洗的殘留油脂凝結(jié)在一起對管道形成污染（見圖10）。一旦投入使用會因為結(jié)塊造成測深尺無法正常下放、蒸汽吹洗量不足等一系列問題。

圖10 吹排氣孔漏保護造成的鋼砂污染

續(xù)圖10 吹排氣孔漏保護造成的鋼砂污染

4.2 吸口類

由于機艙分段通常為反態(tài)建造，吸口在預裝時必然開口朝上（見圖 11）。由于吸口與閥件中間的連接管道較短，故在保護時容易被忽視，往往認為可不進行保護，翻身后鋼砂可依靠重力滑出管道。然而，由于連接管道都帶有彎頭，一旦安裝閥件進涂，彈射進入吸口的鋼砂都會聚集在與閥件連接的轉(zhuǎn)彎處，出涂后一旦遇上雨水淋灌，便會在堆積處形成硬質(zhì)結(jié)塊。

圖11 吸口轉(zhuǎn)彎處鋼砂污染

4.3 儀表支管類

儀表安裝管口處鋼砂污染見圖12，由于口徑小，易被忽視，一旦鋼砂進入系統(tǒng)后，不但不易發(fā)現(xiàn)與清除，而且極易進入儀器儀表對其造成內(nèi)部損傷。如果鋼砂進入后遇壓縮空氣冷凝水或油品，則極易在儀表安裝口形成結(jié)塊，影響儀表測量的精確性。

圖12 儀表安裝管口處鋼砂污染

4.4 機艙排舷外管類

機艙排舷外管一般會在預裝階段完成密性試驗，閥件與連接管安裝完整，在進涂前由于管口位于外板側(cè)，極易被遺漏在檢查清單之外。此處不但要確認強度試驗結(jié)束后余量修切對其內(nèi)部造成的鐵屑污染，更要檢查其在噴砂前是否進行了硬質(zhì)保護，否則就會出現(xiàn)如圖13所示的鋼砂污染。

圖13 機艙排舷外管內(nèi)的鋼砂污染

續(xù)圖13 機艙排舷外管內(nèi)的鋼砂污染

4.5 地漏類

地漏類主要包括凝水與溢油類的重力型漏斗收集管路系統(tǒng)。由于不能像法蘭與套管那樣采用塑料悶頭進行封堵保護，且分段反態(tài)狀態(tài)下漏斗喇叭口朝下，故常被認為噴砂不會進入管道，進而放棄保護。然而，地漏類管路一般都設有彎管（見圖14），一旦鋼砂進入，則會通過彎管處直接彈射進入管道深處。

圖14 地漏類管系鋼砂污染

4.6 超大型連接管道類

超大型連接管道主要存在于機艙的海水壓載系統(tǒng)與貨油泵艙管路系統(tǒng)。如圖15所示，由于孔徑較大，一般會直接采用防火布進行保護，即使噴砂作業(yè)時盡可能予以避讓，但是仍會有鋼砂進入，所以出涂后必須進行全部拆檢。

圖15 超大型管系鋼砂污染

5 保護推薦標準

為應對管口保護不良造成的管系鋼砂污染并建立行之有效的保護措施，梳理并形成管口保護推薦標準（見表1），其對應的保護參考標準示例圖見圖16。

圖16 管口保護推薦標準參考示例圖

續(xù)圖16 管口保護推薦標準參考示例圖

續(xù)圖16 管口保護推薦標準參考示例圖

表1 管口保護推薦標準

6 實施誤區(qū)

6.1 保護材料不標準

管口保護在實施的過程保護材料的選擇與匹配很重要。對于保護材料的購置與使用應始終堅持標準化、常規(guī)化、重復利用化，并作為常備易耗品定置、儲存、采購不同管徑的塑料管堵、管帽與鋼制保護板。常見因保護材料不標準極易造成鋼砂污染示例見圖17。

圖17 保護材料不標準示例

續(xù)圖17 保護材料不標準示例

6.2 保護材料不適用

保護材料具有針對性，隨意搭配使用易產(chǎn)生不匹配的問題。這種問題不易被察覺，常形成保護盲區(qū)。如圖18所示，常見的保護材料不適用主要包括：1）管堵管帽尺寸不匹配，導致無法緊密貼合留有間隙，形成保護缺陷；2）各類悶頭材料回收利用缺少點檢環(huán)節(jié)，對于已經(jīng)存在嚴重缺陷的保護材料仍繼續(xù)使用，常見的回收材料缺陷有切割燙傷形成孔洞缺陷，氧化變形形成的本體缺陷；3）套管使用管堵，法蘭使用管帽的錯誤搭配；4）將防火布當做管堵塑料悶頭使用，將布基膠帶當做管帽塑料悶頭使用，防護力差易被鋼砂擊穿污染管道。

圖18 保護材料不適用示例

續(xù)圖18 保護材料不適用示例

續(xù)圖18 保護材料不適用示例

6.3 保護過程不認真

在管口保護實施的過程中，建立作業(yè)基準并嚴格按照作業(yè)基準進行管口保護十分重要。隨意性太大容易形成人為防護缺陷。如圖19 所示，在施工作業(yè)中常見的不認真行為主要包括：1）管口鋼制保護板的緊固不到位，形成的間隙容易殘留鋼砂；2）在鋼制保護板與管口之間缺少塑料管堵，造成鋼砂從間隙直接入管；3）使用布基膠帶取代管帽塑料悶頭，在鋼砂的沖擊下形成孔洞造成污染；4）合龍管使用螺栓臨時固定于主管道，鋼制保護板壓在螺栓上人為形成間隙。

圖19 保護作業(yè)執(zhí)行不認真示例

續(xù)圖19 保護作業(yè)執(zhí)行不認真示例

6.4 施工不完整類

施工不完整進涂經(jīng)常在工期緊或舾裝品不齊全的情況下發(fā)生，具有典型的先犯錯再改錯的特點。特別對于管道連接較長、轉(zhuǎn)彎較多的系統(tǒng)，管口未連接或未緊固、套管未裝焊、連接管漏裝的位置都會成為鋼砂的進入點，且進入后幾乎無法判斷鋼砂的走向及堆積位置。即使局部拆除附近管件也無法確認落入的鋼砂是否全部清除干凈，由于隱蔽性極強，所以危害性最大。對于此類問題，唯一的解決方法就是一旦管道安裝，就要對每個對接位置與管口位置進行全路線排查，一旦發(fā)現(xiàn)應在進涂前及時緊固或封堵，確保管道系統(tǒng)內(nèi)部的絕對封閉。

6.5 免保護類

如圖20所示，長度≤1 m或直徑較大的普通直管道可免于保護。此類直管道主要集中在壓載艙的透氣連通管道和貨艙區(qū)的甲板排舷外管道，在分段上安裝后基本處于垂直狀態(tài)。即使鋼砂進入管道，也很難滯留在其中，會由于自身重力原因滑出管口，故一般不進行管口保護，只需要在噴砂過程中盡可能予以避讓，噴砂結(jié)束后使用壓縮空氣管吹掃即可。

圖20 免保護管系示例

6.6 預裝過于提前類

分段的預舾裝完整性不能進入誤區(qū)，認為所有舾裝品越全效果越佳。預裝量越大意味著進涂前的保護工程量就越大，出現(xiàn)管道進砂的概率也就越大。船廠應根據(jù)自身建造慣例，綜合考量管口保護推薦表中的各類保護能否落實到位，以便在逐步擴大舾裝量的同時，降低管道鋼砂污染質(zhì)量事件的發(fā)生。

7 拆檢工序的優(yōu)化

為減少噴砂工序?qū)艿赖奈廴荆话愣紩诜侄纬鐾坎鸪_手架前對進涂前的管口保護進行2次核查，對于出現(xiàn)破損可能存在鋼砂污染的管道，使用拆檢或內(nèi)窺鏡的方式進行抽查。此階段的鋼砂由于沒有遭受到油水的污染，一般可采用壓縮空氣吹除的方式進行清理。此外，由于管堵式塑料悶頭本身設計的特點以及造船廠普遍采用的分段反態(tài)建造法，這就要求分段在抽檢結(jié)束后進入定盤場地未翻身前拆除下方管口的保護悶板，將內(nèi)部塑料悶頭拔出，待鋼砂流出后，進行復位并保留至管道連接工序。一旦分段翻身而未對塑料悶頭進行拔插清砂工序，就會導致正態(tài)拔除管堵時鋼砂回落重新入管，進而降低管口保護效用。如果在拆檢過程中發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)有鋼砂進入，若鋼砂在管口附近可采用伸縮強磁吸桿進行清除；若鋼砂距離管口較遠可使用壓縮空氣進行吹除，吹除后采用內(nèi)窺鏡進行復核。

8 結(jié)論

本文通過對鋼砂及噴砂作業(yè)工序特點、管口類型及特點、管口保護材料特點進行分類梳理分析，指出了易忽略的管口保護盲區(qū)以及施工過程中的實施誤區(qū)，總結(jié)提煉出了分段管道管口保護的推薦保護標準。實踐表明：通過上述措施，船廠管道鋼砂污染的比例出現(xiàn)大幅下降，建造過程中油管系統(tǒng)的串洗周期減少 1/3，串洗后油品顆粒度的化驗等級不斷提升并維持在較高品質(zhì)水平，為船廠壓縮船舶碼頭舾裝周期，贏得客戶品質(zhì)口碑奠定了堅實基礎。研究成果可為船廠制定管口保護作業(yè)基準提供一定參考。