化學品船液貨管系的設計與檢驗

應 勝 蔣誠松

化學品液貨種類繁多，不少船東在化學品船設計、建造之初，并不十分清晰將來裝載哪些貨品，加之為了節省成本，在建造材料的選擇上又往往趨向低端，導致成船可以運載的貨源大大受限，最終對船舶營運效益造成嚴重影響。如何才能避免類似情況發生呢？

管路材料的選擇

中國船級社《鋼質海船入級規范》和《散裝運輸危險化學品船舶構造與設備規范》（以下簡稱《散化規》）中，對于化學品船液貨管的材料，沒有明確規定為不銹鋼的條文。出于降低成本的考慮，船東往往采用普通的無縫鋼管作為液貨管系材料，內部采用特殊涂層來防止化學品腐蝕。如果只裝無腐蝕或極少腐蝕的液貨品種，理論上說這種做法無可挑剔。但實際裝載的化學品液貨，大多具有一定的腐蝕性，故上述工裝的接頭部位是存在問題的。

我們知道，在《散化規》中，要求化學品船除了截止閥和膨脹接頭的位置可以使用對焊法蘭外，其他地方都應該采用對接焊連接形式。如果采用普通鋼管，那么兩段管子對焊接頭的內部是無法進行防腐處理的，這對裝載腐蝕性較強的液貨，必將成為隱患。就國內目前特涂的工藝水平而言，要求涂層管路的內徑一般不小于DN250，DN250以下口徑液貨管路一旦采用了無縫鋼管，由于特涂工藝的限制，會留下焊接接頭裸露而蘊藏的隱患，有毒及有腐蝕的貨品將被排除在適裝之外，剩下的貨品主要以植物油為主，適裝范圍受到限制。另外，涂層材料主要有環氧樹脂類、酚醛塑料類、無機硅酸鋅類和聚氨酯類，因不同涂層對應不同的適裝貨品，適裝范圍又進一步受到涂層的局限。這一點設計院在設計階段就應該跟船廠和船東做好解釋工作，否則等船廠開工后再整改非常困難。設計院、審圖中心和船檢部門都應注意涂層適裝貨品信息，如果船東不確定或不能明確裝載貨品，最好建議（或強制）液貨管系采用不銹鋼管。

管路及法蘭的連接形式

《散化規》對管路連接細則的規定是：“除了截止閥和膨脹接頭的認可型連接和主管機關特別許可的其他例外情況外，化學品船貨物管路間應為焊接連接的形式”。

對于無法蘭管段連接，不論其管系的直徑大小，均可以采用根部全焊透的對接焊連接。對外徑不大于50mm的管子，且在預計不可能發生縫隙腐蝕的前提下，也可以加裝套管采用套裝焊接接頭，但由于套裝焊接只能焊接外端，不能焊接內端，套管與內路配合的精度與腐蝕縫隙的關系至今并沒有確切的說法，故采用套裝焊接接頭應慎重。對于符合公認的標準的螺紋連接，只能用于外徑不大于25mm的次要管路和儀表管路。

對于法蘭連接，管與法蘭之間應采用焊徑型、套裝焊接型或插入焊接型，但管子的公稱直徑大于50mm時，不得采用插入焊接法蘭。所謂的焊徑型如圖1所示；套裝焊徑型如圖2所示；插入焊接型如圖3所示；考慮到縫隙腐蝕的問題，一般不允許采用圖2（b）和圖3（b）的連接形式。

在現場檢驗時，經常發現外徑50mm以上的液貨管，采用普通的搭接焊法蘭，盡管其符合GB2506-89標準，但該型法蘭的連接，在《散化規》中是被排除在外的，故應特別引起注意。

管路殘余量超標

為保證船舶裝載等船舶系統的正常工作，在設計、現配管路時應使管路具有一定斜度或采取加泄放等其他方法以保證每一處的管子能自由放空，尤其是與液貨接觸的系統管路。現有的問題主要有：

液貨管路的連接方式不合理。如：采用掃艙泵小管路接液貨總管的型式排除管路殘余物時，口徑相差過大則效果不理想。這種情況應考慮單獨設置掃艙管路，而總管殘余物采用吹泄方式流回艙內。

液貨管支管設置不符合要求。考慮到制造的方便性和制造質量，不銹鋼管路支管設置可以參考以下原則：對于液貨系統的不銹鋼管，原則上都用三通接頭，主管比支管大三檔以上的可以選擇直接開支管考慮到焊接變形問題，主管上支管比較密集的地方要使用三通接頭。盡量避免在支管與主管管徑相差不大的情況下開四通支管。對于斜支管（支管與主管不垂直），其支管斜度（支管與主管交角的銳角）時要先開一節垂直支管向外引伸后再接斜管。對于必須采用定型彎頭的不銹鋼管（不能直接彎制的不銹鋼管），當彎角不用定型彎頭，可直接斜切后對焊。對于單艙單泵的化學品船，在各艙獨立載運不同貨品時，各液貨管路上應盡量避免設置支管，包括用于臨時連接的盲板法蘭，這些位置的殘留是無法避免的。

無損檢測問題

化學品船液貨管確定管系的等級很重要。若貨品具有毒性，該管系必定為I級管系；若貨品具有腐蝕性，該管系一般為Ⅰ級管系，如果設有安全保護措施能防止泄漏和防止泄漏后產生不良的后果，也可為Ⅱ級管系，當然管系的設計壓力和設計溫度均不超過Ⅱ級管系的壓力和溫度界定值，分別為4.0MPa和300℃。若貨品無毒性且無腐蝕性，僅可根據管系的設計壓力和溫度確定管系的等級，一般為Ⅲ級管系，這種情況下才允許液貨系統管系使用普通的無縫鋼管。

由于化學品船液貨管基本采用對接焊接型式，根據管系的不同等級，CCS規范對對接焊縫有如下無損探傷的規定：

在I級管系中，外徑大于75mm的管子的對接焊接頭，應全部經X射線或γ射線檢測。

在Ⅱ級管系中，外徑大于100mm的管子的對接焊接頭，以及I級管系中外徑不大于75mm的管子的對接焊接頭，應以10%抽樣進行X射線或γ射線檢測。

在保證可達到相當焊接質量水平的條件下，允許用認可的超聲波檢測工藝代替射線檢測。一般來說，由于奧氏體不銹鋼晶粒較為粗大，超聲波檢測時，如不采用特殊的技術，檢測結果可能會受影響，所以不推薦使用。

不銹鋼管路防腐蝕措施

不銹鋼的腐蝕主要有點蝕、應力腐蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕。點蝕發生于不銹鋼表面的缺陷處，如劃痕和焊接飛濺點等。施工人員對不銹鋼的點蝕大多缺乏了解，施工過程往往不夠注重液貨管路的保護，這應及時監督提醒。應力腐蝕主要是焊接等冷熱加工后的殘余應力，除了合理選擇焊接材料外，其余和普通材質管路措施一致。晶間腐蝕和縫隙腐蝕都與焊接方式及材料有關。這些腐蝕不加注意，即便是最好的不銹鋼材質，腐蝕依然非常嚴重。

散裝運輸危險化學品船所運載的貨品種類繁多，且大多具有腐蝕性和毒性，故設計與檢驗的全過程應處處注意確保船舶的營運安全。