PE管在38 000 t半潜驳压载系统上的应用

卢 炜

(中国船级社 南通办事处,江苏 南通 226006)

0 引言

PE管，又称聚乙烯管，相比于传统的镀锌碳钢管，由于其卫生性能好、柔韧性能好、耐腐蚀、重量轻、易施工、使用寿命长、抗低温蠕变性强等优点，已逐步应用于国内一些船舶和平台的压载系统、舱底水系统、上建生活水系统、透气系统等。然而PE管在快速发展的同时，也暴露出表面有裂纹划痕、内部麻点、壁厚不均匀、耐火等级达不到要求等问题。这些问题既是使用PE管时容易忽视的，也是现场检验需要重点关注的。

PE管的检验依据主要经过两个阶段：第一阶段国际海事组织(IMO)第A.753(18)决议制定了《船上使用塑料管道指南》为PE管道认可提供了依据，随后IMO以MSC.313(88)决议通过了A.753(18)决议修正案。第二阶段，各大船级社将A.753(18)决议纳入自己的规范，规定PE管必须经过标准耐火试验；中国船级社(CCS)在《钢质海船入级规范》(2015版)第 3 篇第2章附录 1[1]中对船用PE管的应用范围和部位进行了规定。

然而，关于如何分系统分区域正确使用PE管，目前设计方在选用PE管时对规范理解还不够深入，这也导致部分船厂选用了不满足规范要求的PE管。作者以某船厂检验时遇到某38 000 t半潜驳压载系统在防火区域使用普通PE管的缺陷案例为研究对象，分析缺陷产生的原因并提出改进措施。

1 船舶概况与缺陷案例

某38 000 t半潜驳全船压载系统管子材料采用的是PE100的塑料管，只在穿舱部分设置了钢制穿舱件。由于下潜上浮作业时需要注入或排出大量的压载水，该船一共设置了34个压载舱。压载水通过设置在前、后泵舱左右舷的海水箱注入，经过4台排量为3 000 m3/h的压载泵调拨到各个压载舱从而实现下潜作业；各个压载舱中的压载水也可以通过4台压载泵排至舷外实现上浮作业。该船压载管系管径大，压载总管采用的是直径710 mm的PE管，布置在前后泵舱及左右管弄；压载支管采用的是直径400 mm的PE管，布置在各个压载舱实现压载的注入或排出。

1.1 缺陷的发现

现场检验时发现，该船的泵舱中实际布置了燃油驳运泵、舱底消防总用泵、污油泵、油水分离器、生活污水处理装置、海淡水压力柜等装置。作者认为，该泵舱应定义为其他机器处所，且由于布置了燃油舱、污油泵、燃油驳运泵等，泵舱存在着火的可能性。按照IMO 第A.753(18)号决议附录4和CCS《钢质海船入级规范》(2015 版)第 3 篇第2章附录 1《船用塑料管的生产与应用》表1.4.1[1](简称《海规》)的要求，压载系统用于泵舱和其他机器处所的PE管应达到L3耐火等级。

1.2 缺陷的分析

(1)从船厂提供的PE管的工厂认可证书发现，该认可证书适用范围上注明：该PE管及管件未进行低播焰性、导电性、耐火性能、涉及饮用水卫生性能试验,只能用于按照《海规》中“不要求耐火试验的部位，如开敞甲板、舱柜、隔离空舱、管隧中的给排水管系、卫生泄水(内部)等次要系统”。由此可见，38 000 t半潜驳在泵舱中的压载管系采用的PE管不满足IMO 第A.753(18)号决议和《海规》的要求。

(2)现场检验时进一步发现泵舱设有自然出入口直接通向管弄，即泵舱和管弄实际上是连通的，应该定义为一个处所。

(3)该船属于国际航行非公约船舶，全船的耐火分隔完整性的检验依据为中国船级社《非公约船舶检验指南》表8.3.1。根据该指南，泵舱定义为其他机器处所，而指南中对其他机器处所的分隔标准没有明确的依据。

(4)查阅该船批准的防火区域划分图，发现该船泵舱和管弄之间并没有分隔要求。如果用于泵舱中的压载PE管应达到L3耐火等级要求，那么管弄中的压载PE管就应该达到L3耐火等级要求。

1.3 缺陷的解决

发现上述缺陷案例时，38 000 t半潜驳已经处于合龙阶段，PE管在分段阶段已经安装完毕，且压载管系管径大。由于泵舱和管弄之间未设置分隔，两者应定义为一个处所，如果将PE管换成普通镀锌无缝钢管，这样全船的压载系统采用的PE管几乎都要换新，相当于全船压载系统的“二次建造”，这样势必给船厂和船东带来巨大的经济损失，同时严重延误船舶施工进度。

经和船厂、船东、PE管厂家、设计方及审图中心沟通，确定解决方案如下:

(1)对泵舱区域有耐火要求的PE管采取外包2层 25 mm厚复合氧化铝毯(共50 mm厚)的型式。经有资质的耐火试验中心认可，证实采取这种型式的PE管能达到L3耐火等级。最后根据耐火试验报告规定的试验条件及厂家提供的施工工艺对泵舱中压载管系采取外包复合氧化铝毯的方式。

(2)泵舱和管弄中间增加一道A-0级钢制门，整个泵舱和管弄之间的舱壁按照A-0级分隔，同时将修改后的相关图纸重新送审。这样将泵舱和管弄定义为两个处所，管弄中的PE管可不做任何修改。

2 正确使用PE管的建议

38 000 t半潜驳压载系统选用PE管出现问题，延误工期的同时给船厂和船东带来了不少的经济损失。究其根源，主要是由于PE管在船上的选用不满足《海规》的耐火要求。针对这种非钢化新型材料的使用，设计单位、建造单位及检验单位应该引起重视。

PE管有很多优点是无缝钢管无法比拟的，但相对于无缝钢管，PE管的致命弱点在于耐火性能较差。目前市场上的PE管除了平台上用的较多的玻璃钢管(GPR)外，大部分PE管均不耐火[5]，也就达不到《海规》所要求的耐火等级。汲取本案例的教训，作者认为要彻底解决此类问题，以下几点建议值得思考。

(1)设计部门

分析38 000 t半潜驳压载系统PE管使用问题发现，由于中国船级社《非公约船舶检验指南》表8.3.1对泵舱和其他机器处所的分隔没有耐火要求，因而总体设计时将泵舱和管弄定义为一个处所，且基于同一个处所的理念设置了通风管系；轮机设计人员误认为泵舱区域的PE管没有耐火要求。而实际上该船泵舱区域由于布置燃油驳运泵、污油泵、油水分离器等机器装置，存在着火的可能性，按照规范的要求PE管应达到L3耐火等级，同时泵舱和管弄之间应设置A-0级分隔使其为两个区域。

设计方在设计管系原理图时，若选用PE管材，应加强各个专业之间的沟通，分清PE管穿过的区域是否有耐火要求；选用PE管时，还应严格按照《海规》要求选用适合系统和区域使用的管材。由于目前市场上的PE管几乎都达不到L3耐火等级要求，建议在有耐火要求的区域采用普通镀锌无缝钢管，可以避免后续PE管放样后的二次施工。

(2)审图部门

为了避免应用PE管问题的发生，建议审图部门在审核船舶管系原理图时，如发现选用PE管材时，应增加两条审图意见提醒设计部门注意：

①PE管应按其用途经过船级社认可；

②PE管的生产与选用应满足 《海规》的要求，特别注意其中表1.4.1规定用于具体系统和位置的PE管应达到的最低耐火安全标准。

(3)产品厂家

为了扩大PE管的使用范围，避免在有耐火要求区域的PE管错误选型，从解决问题的根本角度出发，建议产品厂家可以加强和科研单位的合作，加大研发力度，开发新的施工工艺和方法。比如：PE管材表面喷涂耐火漆等，或在PE管上外包复合氧化铝毯等型式，使得PE管材本身或管子组合件能到达IMO A.753(18)决议要求的耐火等级。这样可以扩大PE管在船上的使用范围，增加PE管厂家的产品市场竞争力。

(4)检验部门

目前船厂PE管的施工基本上外包给PE管厂家施工。因此，建议开工会议的时候，如发现船舶采用PE管材，验船师应要求船厂提供PE管施工工艺与验收标准，同时要求提供PE管焊工培训合格证书等作为开工资料提交审查。在现场检验过程中加强巡检，确保PE管焊工按照批准的施工工艺施工。

3 结语

本文介绍了某船厂在建38 000 t半潜驳在可能着火的区域错误选用了达不到规范耐火等级要求的PE管典型缺陷案例，分析了该缺陷产生的原因并针对性给出了处理措施。然后对设计部门、审图部门、产品厂家以及检验部门等相关方就如何正确的使用和检验PE管提出了建议。