国标船用法兰消火栓现状与改进

中国船级社质量认证公司大连分公司 刘万明 刘春杰

国内某船厂2010～2014年度建造30万吨原油轮完成管系安装共11艘，每艘原油轮使用消火栓数量约为70至90台，均采用GB2032-93国家标准船用法兰消火栓，分别在3个阀门生产企业订货。在管系试水过程中发现前5艘原油轮管系第二次试水时均存在90%左右的船用法兰消火栓泄漏，后期6艘通过改进管系安装工艺、加强清扫等改进措施后第二次试水仍有30%左右的船用法兰消火栓泄漏，阀门厂家现场勘查后给定结论均为管系内杂质残留，导致密封口失效。本文通过对国内船用阀门企业生产的GB2032-93国家标准船用法兰消火栓与JISF7334-1996日标船用法兰消火栓标准对比，从设计、生产现状与船厂施工情况以及事故分析，提出消火栓制造企业生产国家标准船用法兰消防栓的改进思路。

设计分析

国标船用消火栓由于受前苏联的影响，以及上世纪60年代工业水平的局限性，采用的设计结构形式仍为普通截止阀形式，普通水介质截止阀由于使用于管系中间，轻微渗漏对船体整体管路影响甚微，而消火栓作为整船的灭火软管接头的连接端，整条消防管系末端阀门，并且消火栓使用状态为常闭，长时间的轻微渗漏轻则导致管系内的水溢流在甲板，重则可能导致消火栓端盖连接处破裂，导致火灾发生时消火栓不能够正常使用。

国标船用消火栓制造企业为节约成本以及出于多年来惯性思维，消火栓密封口凸台以及阀体内腔结构形式改进甚微，甚至根据调查大连以及南通、青岛等地造船基地已经供货的消火栓发现80%左右企业的阀门密封口以及阀体内腔的结构形式与普通GB/T 587-2008船用法兰青铜截止阀完全一致，密封口凸台剖面均为矩形。

密封口凸台剖面形式为矩形的阀门优点为易于机械加工，对密封口内外径公差要求较低，相对加工成本较低。缺点为由于凸台尺寸过小，无法满足设计大倒角的要求，相对厚度与阀体壁厚相差过大，并且国标船用消火栓采用青铜材质，密封口位置整体铸造，根据铸造工艺分析，厚度相差过大的交界位置如不采用大倒角过渡，由于固化温度不一致易于产生铸造气孔、砂眼、裂纹等缺陷，并且根据CB883-83要求铸铜材质不允许进行补焊，因此铸造废品率过高。而JISF7334-1996日标船用法兰消火栓凸台剖面形式为梯形，虽然相对国标船用消火栓对于机械加工精度要求较高，但铸造废品率较低。

国标船用消火栓阀体内腔形式转角过多，且密封口凸台位置由于加工原因均为直角，易于导致阀腔内部在水冲击后造成紊流，从而导致管系内部杂质陈留在密封口边缘，关闭时沉积在密封面的杂质将导致密封面破损，进而密封失效。而日标船用消火栓内部均为椭圆形，且剖面为梯形的密封口也有利于液体以及杂质的排出。例如另一船厂为日本建造的30万吨散货船，采购的消火栓标准为JISF7334-1996日标船用法兰消火栓，消火栓数量也为70至90台，排除该船厂管系内部清洁的原因，消火栓渗漏原因均为个别运输过程损坏导致；由此可见在内腔设计方面日标消火栓要优于国标消火栓。

生产过程分析

阀门的生产流程为铸造-抛丸-机械加工-装配-后处理，其中废品率最高同样隐患最高的都是铸造过程，在铸造过程中外模形式国内各大阀门制造公司大多采用砂模，而砂芯由于生产技术水平的不断进步，目前主要为射芯机制作的树脂砂芯和手工打制的泥芯。射芯机制作的树脂砂芯具有节省人工、生产效率高、砂芯质量高等优点；手工打制的泥芯由于原材料的原因具有透气性好、散热好等优点。但根据铸造车间使用效果来看，使用射芯机制作的树脂砂芯浇铸的阀体外观质量远远高于使用手工打制的泥芯浇铸的阀体外观质量，对于气孔、砂眼、裂纹等铸造缺陷角度看两者相差不大。

机械加工流程在前文中已经提到，相较于日标消火栓的加工成本考虑，国标消火栓阀体的加工成本相对低廉，耐用性更好。

装配工序来看，国标阀门由于阀瓣采用内凹形式，密封面研磨可以采用平面磨；而日标阀门由于阀瓣形式为外凸形式，如机械加工精度满足不了或出现渗漏时只能采用专用的研磨工装，研磨相对耗时、费力。

船厂施工、应用分析及建议

国内各大船厂由于施工工人素质不同、生产工艺更新较慢，因此，在管系安装过程中管系内部的清理略显不足，根据几大国内造船厂施工现场调查发现管系内部焊接残留、油漆残留较多，对后期安装消火栓时影响较大。从施工工艺角度应该加强关于焊接、安装施工方面的工艺改进，对于管系吹扫可以采用石油管线的方式，即多次、不同压力、不同介质吹扫，可以很大程度上减少管系内部的残留。

船用消防管系多采用镀锌、特涂方式进行防腐，管系焊接部位采用单面焊，因此对于管系连接口位置的加工应采用机械加工方式，尽可能减少焊接残留进入管系内部。

国标船用消火栓从耐用角度来看由于密封形式采用的是填料函，较日标消火栓更加耐用；但从设计角度可以从阀体密封口形式、阀体内腔形状方向进行改进。在铸造生产过程中通过现代化的生产设备、工艺就可以降低成本、提高阀门的整体质量。船厂施工方面改进生产工艺、提高工人施工素质是解决由于管系内部杂质残留的有效途径。当前，随着科技技术大爆发的浪潮，生产设备、生产工艺的不断进步，只有不断地改进才能够提高产品质量，减小事故率，增加企业知名度。