船用塑料管制作安裝工藝

彭秀清 陸小科 周于凱

摘 要：本文依托建造的27000噸多用途船、14000 KW海洋救助船，就船用塑料管的制作和安裝進行解析，以掌握其關鍵工藝，形成船用塑料管技術指導文件。

關鍵詞：塑料管；制作和安裝；工藝；要領

Introduction For Prefabrication and Installation Gist Of Marine Plastic Pipe

PENG Xiuqing， LU Xiaoke， ZHOU yukai

（ Cssc Guangzhou Huangpu Shipbuilding Co.，Ltd， Guangzhou 510715 ）

Abstract： In order to grasp the key essentials of marine plastic pipe，the article relying on 27 000 DWT Multi-purpose Vessel and 14 000 KW Pelagic Rescue Tug built，parses prefabrication and Installation gist of marine plastic pipe . Ultimately， the technical guidance document of marine plastic pipe is formed.

Key words： plastic pipe； Prefabrication and Installation； Technics； Gist

1 前言

隨著近幾十年來航運市場和造船業的發展，在歐盟國家油輪上大面積使用的塑料管，憑借其優良的特性，已逐漸被更多的船東所熟知和接受。船的服務周期一般為25～30年，而船上使用的鍍鋅鋼管在海水中使用壽命一般為8～10年，一艘船從服役到報廢平均要更換2次管，更換維護成本高。而塑料管的使用壽命一般在30年左右，從裝船開始到船報廢，不需要維護。由于塑料管重量輕，耐腐蝕，不需要特殊表面處理，安裝容易，因而獲得了船廠施工人員的親睞。為了掌握塑料管制作安裝工藝，提高生產效率，節約安裝成本，本文就塑料管的制作和安裝工藝進行解析，以掌握其關鍵要領。

塑料按照分子特性可分為：

（1）半結晶熱塑性塑料

如：PE （聚乙稀） 、PP （聚丙烯）、PVDF （聚偏二氟乙稀） 、PE-RT（耐熱增強型聚乙稀）等，其韌性好，焊接更安全。

（2）無定形塑料

如：PVC-U （未增塑聚氯乙烯）、PVC-C （氯化聚氯乙烯）、ABS （苯乙烯-丁二烯-丙烯晴） 等，其較堅硬，安裝簡單、快捷和方便。

2 安全要求和保護措施

2.1 安全要求

（1）塑料管路在內場制作應注意安全，電路保護開關嚴格按照設備要求配置，保持施工場地通風透氣，邊上不能有明火作業，嚴禁在工作場地吸煙。安保人員應定期巡察制作場所，防止制作人員違規操作引發事故。

（2）施工過程中，PE、PB管路焊接和PVC-C/U使用的清潔劑和粘接劑揮發都可能產生有毒可燃氣體，因而管路制作應在清潔、通風良好的環境下進行，嚴禁在封閉處所施工。

2.2 保護措施

（1）塑料管裝卸應輕拿輕放，放置在管架內運輸，避免對貨物造成沖擊，特別是環境溫度低于0℃時塑料抗沖擊強度會降低。

（2）運輸和儲存時需遠離污泥、塵土、污水等，避免油、溶劑或其它化學品污染，搬運和堆放高度按廠家推薦執行，應避免被陽光長期照射。

（3）管路制作好后應用三防布進行纏裹，防止搬運和上船安裝后被火星、污油對塑料管的破壞，三防布保護直至交船前拆除。

（4）管路在裝船前端口應用盲板盲死，防止各類雜質進入管路造成破壞。

（5）塑料管路周圍若有動火工作，動火前應用耐火氈搭蓋塑料管，并派專職看火員看火，防止引起火災。

3 粘接要領

無定形塑料管路系統的粘接，是管路安裝工作中最重要的一道工序，它完成的質量好壞決定著整個系統的成敗。

為驗證塑料管粘接質量與膠水涂抹的均勻程度和厚度的關系，我們通過以下實驗來驗證：向管子表面的不同地方分別涂抹厚度不同的兩層膠水，每過15秒左右用手指輕按一下涂層，會發現薄的涂層發粘和干燥得較快。幾分鐘后，用刀子刮開膠層就會發現薄的涂層很少或幾乎沒有滲透，而厚的涂層要明顯得多。管子和管件上的涂層在濕潤狀態下完成組裝后，這兩層膠水會流動到一起而形成一層膠層，并且膠水層下面的粘接表面仍然保持軟的狀態，在緊密連接的地方將會固化到一起。隨著溶劑的揮發，膠層和溶解的粘接表面將硬化并且連接強度提高。

為了獲得好的連接，粘接應嚴格按以下規程操作：

（1）切管：管子必須切割成直角以使管端與管件底部緊密地結合，這可以用斜角鋸或輪型切刀來完成，輪型切刀不適用于大管徑產品，因為這可能導致管端角部的燃燒。

（2）倒角：用刀、塑料倒角器或銼刀將小直徑管子末端上的毛刺全部除掉。在管端增加10-15O的倒角可以使管子容易地插進管件里，倒角不成功將刮掉管件內的膠水使粘接失敗導致漏水。對于2?以上的壓力管道，必須用15O 的修剪刀切至大約1/3管壁的厚度，不可超過管壁的1/2，建議使用專用的動力倒角器。

（3）實驗干態預連接：管件被設計成了圓錐口，這樣在管子插入1/3 ～ 2/3的路徑時就會產生壓配合。有時候，當管子和管件的尺寸都處在公差極限的狀態下時，管子有可能直接插進管件里，在這種情況下，連接處必須加入足量的膠水來填充管子和管件之間的縫隙。

（4） 管路粘接前應做好清潔工作，刮去保護涂層，用少量酒精或專用清潔劑清洗連接部分；

用清潔劑和吸水紙徹底清潔管口和管件，去除油膩和贓物。為了保證連接質量，在清潔干凈后，務必保證管口和管件干燥。

（5）做插入深度記號：為了方便檢查管子是否已經達到管件的底部，需要測量管件插槽的深度并標在管子的外壁上，由于預涂劑和膠水可能毀掉這一標記，這種情況下需要再做一個增加幾英寸的標記。

（6）塑料管粘接劑應存放在陰涼干燥處，使用前將膠水攪拌均勻，好的膠水應能在木棍上均勻流淌，若流不動表明膠水已經失效。

（7）用干凈的硬毛刷將預涂劑刷到管子和管件的粘接表面上。預涂劑的使用為安裝者提供了安全系數，使他們在不同溫度下能夠得到合適軟化度的時間。在粘接表面完成預涂并呈濕潤的狀態下馬上開始粘接工作。

（8）涂膠水：將膠水快速均勻地涂在管子的外壁上，深度比管件的插槽深度大一些。

將膠水均勻地涂在管件插槽的內壁上要避免將管件弄臟。

（9）粘接操作：快速地呈直角地將管子插入管件插槽中，插入過程中將管子轉動1/4圈，以使膠水分布平整，不要在管子抵達管件插槽底部后繼續旋轉。好的粘接將在連接部位的口外形成足夠多的膠水。在膠水仍然濕潤時，連接容易從管子上脫落下來，因此要將粘接的部件抓緊在一起保持15秒鐘左右。對于4?或以上管徑的管子，則需要更大的軸向力以產生合適的壓配合，這需要兩個人來固定管子直到膠水固化，粘接操作應在3分鐘內完成。

（10）操作前應將膠水蓋好，防止揮發，用后的膠水刷子用吸水紙吸干，再次使用刷子也要是干燥的。

（11）完成后的移動：用干凈的吸水紙或棉布將管道和連接處周圍的多余膠水擦掉，這必須在膠水仍然還軟的狀態下完成。粘接完成后不要馬上擾動粘接部位，應留有足夠的時間使膠水適度地固化。由于環境溫度、濕度等環境的影響，準確的固化時間難于確定，應盡量擱置到膠水徹底凝固。

（12）清潔后的吸水紙或棉布屬于極易燃品，不能儲存在靠近加熱源或火源之處，應放到安全的地方。

4 焊接要領

塑料管焊接連接的原理：通過加熱把塑料軟化將塑料分子鏈打開，然后通過擠壓讓分子結合在一起，其關鍵是控制好加熱時間和冷卻時間。

（1）施工前的準備：風機、0.5KG干粉滅火器；b手套；清潔劑；切管器、倒角器、刮刀、鉛筆、拉尺；電焊機。

（2）施工人員必須經過專門培訓，并獲得施工資格。

（3）管子按照圖紙指定的尺寸放料，以正確的角度進行切割，并驅除氧化層。

（4）做深度記號：測量管件插槽的深度并標在管子的外壁上。

（5）焊接步聚：將管路和管件夾好，檢查對中質量，根據管子壁厚分別調節好加熱板的溫度、加熱時間、冷卻時間等。

（6）焊接的注意事項：熱熔對焊焊接完成后，對外觀進行檢查，焊口卷邊應沿整個外圓周平滑對稱，翻邊不得有切口或缺口狀缺陷，不得有明顯的海綿狀浮渣和氣孔；卷邊的中心高度值必須大于0；焊接處的錯邊量不得超過管材壁厚的10%；焊口不允許翻邊分離成V形。

（7）當采用承插焊時，應注意同軸和把握時間，在冷卻前管材和管件不得轉動和移動。

（8）焊后壓量檢查：檢查焊點是否干凈，如果焊點熔瘤上殘留有黃色/黑色等殘留物必須更換；檢查焊點熔瘤是否為兩道，兩道熔瘤的大小不得超過50%，否則必須更換；檢查熔瘤是否均勻，如果熔瘤不均勻，且熔瘤間出現縫隙（冷焊）必須更換；檢查焊點有無氣孔，氣孔就是沙眼必須更換；檢查是否同軸，若不同軸必須更換。

管路制作好后應在內場進行壓力實驗，試驗壓力不小于1.5 倍系統工作壓力。

5 安裝要領

5.1 安全注意事項

塑料管路在船上安裝應注意安全，保持艙室通風透氣，旁邊不能有明火作業，嚴禁在工作場地吸煙。

5.2 安裝工藝要求

（1）塑料管在搬運和安裝過程中應輕拿輕放，避免碰砸引起塑料管破壞。

（2）塑料管應在分段試安裝后拆下，待打沙涂裝后，在船臺上進行安裝保護。

（3）塑料管管碼應特殊制作，必須內襯橡膠或尼龍，以防鋼制管碼夾壞管路。

（4）管路安裝，應嚴格按照建造標準要求，嚴禁伸拉硬拽，保證管路處于自由對中狀態。

（5）采用法蘭連接的塑料管，在安裝時應注意將橡膠墊片放整齊，保證管子圓心同軸度，嚴禁偏心放置。法蘭連接螺栓應注意對稱擰緊，保證法蘭面受力均勻，要求螺栓露出1～3牙。

（6）與吸入口連接的塑料管，應確定吸入口高度后再校驗連接管的制作尺寸，嚴禁不按要求制作管子。在分段試裝階段，應注意檢查吸入口下是否已安裝好防沖刷板。

（7）PVC-C/U校管和合攏管應在船上量好尺寸，按照制作要求切管，對于沾接處應做好清潔，均勻涂抹粘接溶劑，按要求將管子插入管件保持15秒鐘左右，直到膠水不流動。在壓力實驗前最少等待24小時，使膠水得到適度的固化。嚴禁惡劣環境下（封閉的艙室內）制作，因為粘接有機溶劑的揮發易引發火災。

（8）PB 、PE校管和合攏管采用熱熔套管連接，施工人員應做好管路接口清潔，調節好電流、電壓及焊接時間等，一次成型。若中途斷電或做密性試驗時發現泄露，應更換熱熔套管重新焊接。

（9）護管填料防火穿艙件的安裝：所有防火結構和防火節點型式應經過相應的耐火實驗并得到型式認可證書后方能實施，安裝要求（參考某廠家經船級社認可形式）如下：FS-60艙壁、甲板防火貫穿耐火裝置，金屬套管長度為 105 mm-250 mm、外徑42 mm- 219 mm、壁厚3 mm-10 mm，安裝于艙壁或甲板上；艙壁的貫穿套管推薦對稱安裝，允許向巖棉方向偏移2/3；甲板的貫穿套管需要對稱焊接并允許下移至全部靠下；貫穿的塑料或金屬管路范圍外徑16 mm- 168 mm，貫穿的塑料或金屬管路可以與套管不對中安裝，但需要保證與金屬套管有一定的間隙；安裝的通艙件兩端需要使用防火密封硅膠，并涂抹平整密實，保證緊密無間隙；所有規格的FS-60防火貫穿裝置與套管之間的間隙，需要使用100 ㎏/m3以上并具備A-60防火級別的陶瓷棉填充密實。其安裝示意圖如圖1所示。

（a）單管通艙安裝圖： （b）多管通艙安裝圖：

說明：L1： 鋼護管長度；L：防火組件長度；D：鋼護管外徑；d、d1、d2：塑料管外徑

圖1

（10）管路密性試驗，應在管路完（下轉第頁）

（上接第頁）整性報驗后進行，船上試驗壓力按照系統工作壓力的1.25倍。當用壓縮空氣作為密性試驗的介質時，在穩壓后用肥皂水檢查管路接頭的密性情況；當用水作為密性試驗的介質時，直接檢查接頭的漏水情況，泄露處用油性筆做清晰的標識，在泄壓、清潔干凈后，進行處理。

（11）補漏措施應在泄壓后進行，若是法蘭處泄露則更換墊片將螺栓擰緊；若是套管處泄露則需要更換套管重新焊接，嚴禁二次焊接以防引發危險事故。

（12）在管露安裝完后檢查塑料管的強度，根據現場情況確定增加管碼，避免船體振動引起管路泄露和破損；

（13）塑料管在安裝前后應用三防布包裹等措施進行保護，以防打磨焊接飛濺、搬運碰撞等破壞塑料管，現場應設立注意標示，直至交船前拆除。

6 結束語

通過對于塑料管的制作和安裝要領的解析，掌握了塑料管的關鍵工藝，形成了船用塑料管技術指導文件。

參考文獻

[1] 徐金仁.《船舶管路安裝工藝》.哈爾濱工程大學出版社.

[2] 繆銀龍. 《塑料管在船舶管系中的應用》.