PE管在38 000 t半潛駁壓載系統上的應用

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，相比于傳統的鍍鋅碳鋼管，由于其衛生性能好、柔韌性能好、耐腐蝕、重量輕、易施工、使用壽命長、抗低溫蠕變性強等優點，已逐步應用于國內一些船舶和平臺的壓載系統、艙底水系統、上建生活水系統、透氣系統等。然而PE管在快速發展的同時，也暴露出表面有裂紋劃痕、內部麻點、壁厚不均勻、耐火等級達不到要求等問題。這些問題既是使用PE管時容易忽視的，也是現場檢驗需要重點關注的。

PE管的檢驗依據主要經過兩個階段：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管道認可提供了依據，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)決議納入自己的規范，規定PE管必須經過標準耐火試驗；中國船級社(CCS)在《鋼質海船入級規范》(2015版)第 3 篇第2章附錄 1[1]中對船用PE管的應用范圍和部位進行了規定。

然而，關于如何分系統分區域正確使用PE管，目前設計方在選用PE管時對規范理解還不夠深入，這也導致部分船廠選用了不滿足規范要求的PE管。作者以某船廠檢驗時遇到某38 000 t半潛駁壓載系統在防火區域使用普通PE管的缺陷案例為研究對象，分析缺陷產生的原因并提出改進措施。

1 船舶概況與缺陷案例

某38 000 t半潛駁全船壓載系統管子材料采用的是PE100的塑料管，只在穿艙部分設置了鋼制穿艙件。由于下潛上浮作業時需要注入或排出大量的壓載水，該船一共設置了34個壓載艙。壓載水通過設置在前、后泵艙左右舷的海水箱注入，經過4臺排量為3 000 m3/h的壓載泵調撥到各個壓載艙從而實現下潛作業；各個壓載艙中的壓載水也可以通過4臺壓載泵排至舷外實現上浮作業。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，布置在各個壓載艙實現壓載的注入或排出。

1.1 缺陷的發現

現場檢驗時發現，該船的泵艙中實際布置了燃油駁運泵、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。作者認為，該泵艙應定義為其他機器處所，且由于布置了燃油艙、污油泵、燃油駁運泵等，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《鋼質海船入級規范》(2015 版)第 3 篇第2章附錄 1《船用塑料管的生產與應用》表1.4.1[1](簡稱《海規》)的要求，壓載系統用于泵艙和其他機器處所的PE管應達到L3耐火等級。

1.2 缺陷的分析

(1)從船廠提供的PE管的工廠認可證書發現，該認可證書適用范圍上注明：該PE管及管件未進行低播焰性、導電性、耐火性能、涉及飲用水衛生性能試驗,只能用于按照《海規》中“不要求耐火試驗的部位，如開敞甲板、艙柜、隔離空艙、管隧中的給排水管系、衛生泄水(內部)等次要系統”。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》的要求。

(2)現場檢驗時進一步發現泵艙設有自然出入口直接通向管弄，即泵艙和管弄實際上是連通的，應該定義為一個處所。

(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依據為中國船級社《非公約船舶檢驗指南》表8.3.1。根據該指南，泵艙定義為其他機器處所，而指南中對其他機器處所的分隔標準沒有明確的依據。

(4)查閱該船批準的防火區域劃分圖，發現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管應達到L3耐火等級要求，那么管弄中的壓載PE管就應該達到L3耐火等級要求。

1.3 缺陷的解決

發現上述缺陷案例時，38 000 t半潛駁已經處于合龍階段，PE管在分段階段已經安裝完畢，且壓載管系管徑大。由于泵艙和管弄之間未設置分隔，兩者應定義為一個處所，如果將PE管換成普通鍍鋅無縫鋼管，這樣全船的壓載系統采用的PE管幾乎都要換新，相當于全船壓載系統的“二次建造”，這樣勢必給船廠和船東帶來巨大的經濟損失，同時嚴重延誤船舶施工進度。

經和船廠、船東、PE管廠家、設計方及審圖中心溝通，確定解決方案如下:

(1)對泵艙區域有耐火要求的PE管采取外包2層 25 mm厚復合氧化鋁毯(共50 mm厚)的型式。經有資質的耐火試驗中心認可，證實采取這種型式的PE管能達到L3耐火等級。最后根據耐火試驗報告規定的試驗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，整個泵艙和管弄之間的艙壁按照A-0級分隔，同時將修改后的相關圖紙重新送審。這樣將泵艙和管弄定義為兩個處所，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半潛駁壓載系統選用PE管出現問題，延誤工期的同時給船廠和船東帶來了不少的經濟損失。究其根源，主要是由于PE管在船上的選用不滿足《海規》的耐火要求。針對這種非鋼化新型材料的使用，設計單位、建造單位及檢驗單位應該引起重視。

PE管有很多優點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]，也就達不到《海規》所要求的耐火等級。汲取本案例的教訓，作者認為要徹底解決此類問題，以下幾點建議值得思考。

(1)設計部門

分析38 000 t半潛駁壓載系統PE管使用問題發現，由于中國船級社《非公約船舶檢驗指南》表8.3.1對泵艙和其他機器處所的分隔沒有耐火要求，因而總體設計時將泵艙和管弄定義為一個處所，且基于同一個處所的理念設置了通風管系；輪機設計人員誤認為泵艙區域的PE管沒有耐火要求。而實際上該船泵艙區域由于布置燃油駁運泵、污油泵、油水分離器等機器裝置，存在著火的可能性，按照規范的要求PE管應達到L3耐火等級，同時泵艙和管弄之間應設置A-0級分隔使其為兩個區域。

設計方在設計管系原理圖時，若選用PE管材，應加強各個專業之間的溝通，分清PE管穿過的區域是否有耐火要求；選用PE管時，還應嚴格按照《海規》要求選用適合系統和區域使用的管材。由于目前市場上的PE管幾乎都達不到L3耐火等級要求，建議在有耐火要求的區域采用普通鍍鋅無縫鋼管，可以避免后續PE管放樣后的二次施工。

(2)審圖部門

為了避免應用PE管問題的發生，建議審圖部門在審核船舶管系原理圖時，如發現選用PE管材時，應增加兩條審圖意見提醒設計部門注意：

①PE管應按其用途經過船級社認可；

②PE管的生產與選用應滿足 《海規》的要求，特別注意其中表1.4.1規定用于具體系統和位置的PE管應達到的最低耐火安全標準。

(3)產品廠家

為了擴大PE管的使用范圍，避免在有耐火要求區域的PE管錯誤選型，從解決問題的根本角度出發，建議產品廠家可以加強和科研單位的合作，加大研發力度，開發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管上外包復合氧化鋁毯等型式，使得PE管材本身或管子組合件能到達IMO A.753(18)決議要求的耐火等級。這樣可以擴大PE管在船上的使用范圍，增加PE管廠家的產品市場競爭力。

(4)檢驗部門

目前船廠PE管的施工基本上外包給PE管廠家施工。因此，建議開工會議的時候，如發現船舶采用PE管材，驗船師應要求船廠提供PE管施工工藝與驗收標準，同時要求提供PE管焊工培訓合格證書等作為開工資料提交審查。在現場檢驗過程中加強巡檢，確保PE管焊工按照批準的施工工藝施工。

3 結語

本文介紹了某船廠在建38 000 t半潛駁在可能著火的區域錯誤選用了達不到規范耐火等級要求的PE管典型缺陷案例，分析了該缺陷產生的原因并針對性給出了處理措施。然后對設計部門、審圖部門、產品廠家以及檢驗部門等相關方就如何正確的使用和檢驗PE管提出了建議。