船舶流體管系的壓力試驗改進探討

李 雄

（招商局重工（深圳）有限公司，廣東 深圳518000）

船舶流體管系的壓力試驗改進探討

李 雄

（招商局重工（深圳）有限公司，廣東 深圳518000）

研究一個有效載重噸8.3萬噸的巴拿馬級遠洋散貨船的管系壓力試驗系統。傳統的船舶流體管系壓力試驗系統存在較多的弊端，難免會出現跑冒滴漏等現象，影響試驗結果。系統針對這些弊端進行了一系列的改進，選用低壓進行試驗，減少試驗過程對管系造成的損傷，降低跑冒滴漏現象發生的可能性，并且本試驗選用的設備可以重復使用，減少了不必要的浪費，同時給出了具體的防止跑冒滴漏的措施，如選用符合工藝參數要求的設備、管件、閥門等。

船舶；管系；壓力試驗；改進

船舶除船體系統外，還包括各類高壓電纜和信號電纜組成的船舶纜系系統、各類傳統系統、傳動軸及減速箱等組成的軸系系統、各類高壓和低壓管道等組成的管系系統。管系系統的跑冒滴漏現象是船舶的主要故障來源，也是船舶各種運行事故的主要隱患，出現跑冒漏滴現象時，輕則影響試驗結果，重則嚴重威脅著人員的人身安全[1]。通過該改進，大大減少了試驗中的誤差，不僅保證了本壓力改進試驗的精確性，對企業節能減耗以及避免事故發生也具有重要意義。

1 工程實例及需求分析

某巴拿馬級集散貨船，長233 m，型寬16.5 m，吃水8.3 m，載重噸8.3萬噸，其中30 MPaφ60 mm管路1 600 m，7.5 MPaφ90 mm 管路 3 750 m，4.3 MPaφ160 mm管路1 300 m，常壓φ450 mm管線650 m.其中高溫管路1 350 m，主要分布在主機倉，其他為常溫管路。

2 試驗探頭及監測系統設計

該試驗在管道輕微泄漏的情況下使用精密儀器捕捉液體泄漏帶來的管道輕微的次聲波震動和管道壓力變化，通過計算機分析準確定位泄漏位置的精確位置，給檢修和驗收單位提供數據支持。

在管道外壁每隔一段距離設置一個HS-320微振動次聲波捕捉探頭，每個探頭使用一個ARM9進行捕捉。管道中每隔稍遠距離距離設置一個永久壓力計，每隔壓力計使用一臺ARM9捕捉。每個ARM9的IC接口與試驗用以太網交換機連接，使用該以太網交換機將數據匯聚后接入監控計算機PC-MNT.詳見圖1.

圖1 船舶流體管系的壓力試驗示意圖

圖1 中的設施在完成試驗后并不拆除，其PCMNT并入DSC系統的監控系統中，作為船舶的永久系統使用。

如圖2所示，PC-MNT采用了雙網口布置，其中由監測系統SWITH匯聚的ARM9網絡系統信號經過PC-MNT匯總并通過HTTP面向DCS提供數據服務。PC-MNT部署一個基于MYSQL的數據庫系統，用于記錄不少于30天的運行數據，用于DCS的大數據挖掘系統和專家系統的數據調用。雖然耐壓試驗僅需要PC-MNT提供24 h的運行數據，但日后船舶DCS的運行需要提供達到30天的數據，以分析管路日常運行狀態的震動變化。

圖2 船舶流體管系壓力試驗系統并網DSC示意圖

3 跑冒滴漏現象的危害

在船舶流體關系的試驗中，由于客觀或主觀的原因，如試驗系統誤差，試驗設備選擇不當，試驗人員操作不規范等均會使試驗發生跑冒漏滴現象，如果不能及時消除影響，不僅嚴重浪費試驗成本、影響試驗結果，甚至對人身安全產生嚴重威脅。具體危害如下：

（1）如果有可燃氣體散發到空氣之中，與空氣中的氧結合，如果遇到明火或者達到一定溫度就會產生燃燒爆炸等現象，引發火災事故；

（2）如果試驗過程中有毒有害氣體泄露，不僅會污染環境，而且嚴重時還會導致工作人員出現中毒現象，甚至導致人死亡；

（3）如果試驗過程中有腐蝕性較強的介質泄露，可能會對試驗器材或船體與人體產生損害；

（4）如果試驗過程中有毒有害液體泄露，可能會深入地表污染地下水，或進入海洋中污染海水造成環境污染事故；

（5）如果泄露的是其它資源，也會增加生產成本。

4 造成試驗出現跑冒漏滴現象的原因

（1）試驗設備選用時對設備和閥門以及管件的具體工藝參數了解不夠，盲目選用，沒有認真核對材料是否符合試驗要求，造成材料的使用周期短，于是出現跑冒滴漏現象；

（2）試驗設備選用的設備、閥門及管件的質量不合格，廠家制作產品時不達標，濫竽充數，以次充好，也會出現跑冒滴漏現象；

（3）試驗過程中的某些液體腐蝕性較大，對設備和閥門與管件造成腐蝕，于是出現跑冒滴漏現象；

（4）試驗中的一些閥門、法蘭等連接部位，產生松動卻沒有進行及時的處理，于是導致密封件損壞，于是產生跑冒滴漏現象；

（5）工作人員技術水平不高，工作積極性低等也會造成跑冒滴漏現象。

5 預防試驗中出現跑冒滴漏現象的措施

（1）傳統試驗中，低壓管路采用2.3倍壓力進行24 h試驗，高溫管路采用1.5倍壓力進行24 h試驗，采用目視巡視法測定管道的漏液情況。此種模式容易出現試驗過程對管路的損壞。在本文試驗中，采用了1.2倍壓力進行試驗，并采用分布式的探頭進行試驗數據采集，可以在對管路損壞情況最小的情況下進行試驗；

（2）適當增加試驗的投入，試驗中用到的關鍵設備盡可能選用優質材料，盡量減少因為選材不當造成試驗設施損壞而導致跑冒滴漏現象，并要充分考慮試驗時周圍所處的環境；

（3）對露天設備管系等需要采取預控措施，由于這些試驗設備所處條件較惡劣，故可以提供油脂保護帶等，做好跑冒漏滴的預防工作，降低試驗時出現類似現象的可能性；

（4）試驗時盡可能使用原廠零件，原廠閥門、管道不僅比替代品更耐用，而且也最能真實反映船舶工作時的情況，使試驗更有意義；

（5）試驗現場必須大量配備各種型號的U型卡及密封圈等，風水膠管安裝時必須使用密封圈，在接頭進行對接時，要盡量保證接頭部位完好、型號合適、密封圈匹配，重要部位要使用專用密封圈，從而減少漏氣漏液等現象的發生；

（6）盡量在試驗地點配備活口扳手，當出現接頭松動時，要抓緊時間禁錮，堅決禁止使用破損的高壓膠管。

6 改進后試驗的優勢

在以往的試驗中，如果不采用足夠高的壓力，就難以實現船舶管系先天故障的發現比率。甚至，部分船東不贊同使用較低的壓力進行船舶管系試驗，因為較低的試驗壓力難以讓船東信任試驗的結果。但是，較高的試驗壓力本身可以造成管系的較嚴重形變，形成較大的應力，在試驗過程中可能對船舶的管系造成損傷，造成試驗過程后的管系故障隱患[2]。

如果可以采用較低的壓力進行船舶管系耐壓試驗，就可以避免該隱患的出現。但是，使用較低的壓力很難通過目測發現船舶管系的細小故障。本文采用高密度的監控探頭，對船舶管系在較低壓力下的耐壓試驗進行試驗，確保了船舶管系的試驗效率。

其次，試驗驗證了試驗用設備與船舶永久設備的通用性。以往的船舶管系耐壓試驗設備采用的是掛接設備，這些設備在試驗后要進行回收，以備以后在其他船舶試驗中使用。但是，雖然這些設備的試驗后進行回收，但每個船舶的管系布置存在較大的差異，每套設備回收后要拆解成散件才可以用于日后試驗系統的組裝。設備的復用率一般低于60%，造成設備的大量閑置和損壞。

采用本文系統后，所有的監測設備都可以用于船舶的DSC監測系統，這些設備的復用率達到了100%.此舉一方面增加了設備的復用率，減少了設備的浪費，減少了不必要投資，另一方面可以大幅度提升船舶日常運行中的安全系數，可以讓船舶在長達30年的運營期限內實現較高的運行安全系數。船舶運營期間中，因為閥門滴漏等原因可能隨時造成小規模的液體泄漏，這些泄漏可能會標志著船舶的運行隱患。及時發現這些隱患，會有效提升船舶的狀態運行安全，提升船舶的狀態檢修效率。

7 結束語

通過本文分析，雖然本案中研究的船舶耐壓試驗系統仍然存在一定的不足，但相比較之前的管系耐壓試驗系統已經有了長足的進步，解決了船舶管系耐壓試驗中的較多現實問題。所以，通過本文的分析和設計，船舶管系的耐壓試驗可以實現行之有效的技術改造，讓船舶管系的耐壓試驗變的更加科學和經濟。

[1]聶維忠，楊晨光，劉恩東，等.船舶壓載艙結構及壓載管系運行情況調查報告[J].中國國境衛生檢疫雜志，2010，2（8）：77-79.

[2]覃 漢.內河LNG燃料動力船舶改造技術探討[J].珠江水運，2015，5（10）：85-86.

[3]A.I.Sokolov；M.A.Nikitina.Pseudo-expansion and critical exponents of superfluid helium[J].Physica A：Statistical Me chanics and its Applications，2016，6（11）：39-41.

Discussion on the Improvement of Pressure Test of Ship Tube

LI Xiong
（China Merchants Heavy Industry（ Shenzhen）Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong 518000，China）

This paper studies the piping pressure test system of an effective bulk cargo ship with an effective load of 8.3 million tons.In the traditional pressure test system of ship tube，there are many disadvantages，such as running leakage and so on，which affect the test results.This paper makes a series of improvement for these disadvantages，use low pressure test，reduce the damage to tube system caused by the test process，reduce the possibility of leakage occurrence，and the equipment can be reused，reduce unnecessary waste，at the same time，give specific measures to prevent leakage，such as selecting equipment，pipe，valve and so on.

ships；solenia pressure testing improvement

U664.84

A

1672-545X（2017）08-0143-02

2017-05-08

李 雄（1973-），男，湖北武漢人，本科，從事船舶和海洋工程建造和質量管理。