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(jìn)行解析，以掌握其關(guān)鍵工藝，形成船用塑料管技術(shù)指導(dǎo)文件。

關(guān)鍵詞：塑料管；制作和安裝；工藝；要領(lǐng)

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(yùn)市場和造船業(yè)的發(fā)展，在歐盟國家油輪上大面積使用的塑料管，憑借其優(yōu)良的特性，已逐漸被更多的船東所熟知和接受。船的服務(wù)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(hù)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(hù)。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(chǎn)效率，節(jié)約安裝成本，本文就塑料管的制作和安裝工藝進(jìn)行解析，以掌握其關(guān)鍵要領(lǐng)。

塑料按照分子特性可分為：

（1）半結(jié)晶熱塑性塑料

如：PE （聚乙?。?、PP （聚丙烯）、PVDF （聚偏二氟乙?。?、PE-RT（耐熱增強(qiáng)型聚乙?。┑?，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(hù)措施

2.1 安全要求

（1）塑料管路在內(nèi)場制作應(yīng)注意安全，電路保護(hù)開關(guān)嚴(yán)格按照設(shè)備要求配置，保持施工場地通風(fēng)透氣，邊上不能有明火作業(yè)，嚴(yán)禁在工作場地吸煙。安保人員應(yīng)定期巡察制作場所，防止制作人員違規(guī)操作引發(fā)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(fā)都可能產(chǎn)生有毒可燃?xì)怏w，因而管路制作應(yīng)在清潔、通風(fēng)良好的環(huán)境下進(jìn)行，嚴(yán)禁在封閉處所施工。

2.2 保護(hù)措施

（1）塑料管裝卸應(yīng)輕拿輕放，放置在管架內(nèi)運(yùn)輸，避免對貨物造成沖擊，特別是環(huán)境溫度低于0℃時塑料抗沖擊強(qiáng)度會降低。

（2）運(yùn)輸和儲存時需遠(yuǎn)離污泥、塵土、污水等，避免油、溶劑或其它化學(xué)品污染，搬運(yùn)和堆放高度按廠家推薦執(zhí)行，應(yīng)避免被陽光長期照射。

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

（4）管路在裝船前端口應(yīng)用盲板盲死，防止各類雜質(zhì)進(jìn)入管路造成破壞。

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

3 粘接要領(lǐng)

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

為驗證塑料管粘接質(zhì)量與膠水涂抹的均勻程度和厚度的關(guān)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(fā)現(xiàn)薄的涂層發(fā)粘和干燥得較快。幾分鐘后，用刀子刮開膠層就會發(fā)現(xiàn)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(tài)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(tài)，在緊密連接的地方將會固化到一起。隨著溶劑的揮發(fā)，膠層和溶解的粘接表面將硬化并且連接強(qiáng)度提高。

為了獲得好的連接，粘接應(yīng)嚴(yán)格按以下規(guī)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(jié)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(chǎn)品，因為這可能導(dǎo)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(jìn)管件里，倒角不成功將刮掉管件內(nèi)的膠水使粘接失敗導(dǎo)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(tài)預(yù)連接：管件被設(shè)計成了圓錐口，這樣在管子插入1/3 ～ 2/3的路徑時就會產(chǎn)生壓配合。有時候，當(dāng)管子和管件的尺寸都處在公差極限的狀態(tài)下時，管子有可能直接插進(jìn)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(yīng)做好清潔工作，刮去保護(hù)涂層，用少量酒精或?qū)Ｓ们鍧崉┣逑催B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(zhì)量，在清潔干凈后，務(wù)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(jīng)達(dá)到管件的底部，需要測量管件插槽的深度并標(biāo)在管子的外壁上，由于預(yù)涂劑和膠水可能毀掉這一標(biāo)記，這種情況下需要再做一個增加幾英寸的標(biāo)記。

（6）塑料管粘接劑應(yīng)存放在陰涼干燥處，使用前將膠水?dāng)嚢杈鶆颍玫哪z水應(yīng)能在木棍上均勻流淌，若流不動表明膠水已經(jīng)失效。

（7）用干凈的硬毛刷將預(yù)涂劑刷到管子和管件的粘接表面上。預(yù)涂劑的使用為安裝者提供了安全系數(shù)，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(yù)涂并呈濕潤的狀態(tài)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(nèi)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(zhuǎn)動1/4圈，以使膠水分布平整，不要在管子抵達(dá)管件插槽底部后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。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(chǎn)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(yīng)在3分鐘內(nèi)完成。

（10）操作前應(yīng)將膠水蓋好，防止揮發(fā)，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(tài)下完成。粘接完成后不要馬上擾動粘接部位，應(yīng)留有足夠的時間使膠水適度地固化。由于環(huán)境溫度、濕度等環(huán)境的影響，準(zhǔn)確的固化時間難于確定，應(yīng)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(yīng)放到安全的地方。

4 焊接要領(lǐng)

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(jié)合在一起，其關(guān)鍵是控制好加熱時間和冷卻時間。

（1）施工前的準(zhǔn)備：風(fēng)機(jī)、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(jī)。

（2）施工人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，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(jìn)行切割，并驅(qū)除氧化層。

（4）做深度記號：測量管件插槽的深度并標(biāo)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(zhì)量，根據(jù)管子壁厚分別調(diào)節(jié)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(jìn)行檢查，焊口卷邊應(yīng)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(dāng)采用承插焊時，應(yīng)注意同軸和把握時間，在冷卻前管材和管件不得轉(zhuǎn)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(xiàn)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(yīng)在內(nèi)場進(jìn)行壓力實驗，試驗壓力不小于1.5 倍系統(tǒng)工作壓力。

5 安裝要領(lǐng)

5.1 安全注意事項

塑料管路在船上安裝應(yīng)注意安全，保持艙室通風(fēng)透氣，旁邊不能有明火作業(yè)，嚴(yán)禁在工作場地吸煙。

5.2 安裝工藝要求

（1）塑料管在搬運(yùn)和安裝過程中應(yīng)輕拿輕放，避免碰砸引起塑料管破壞。

（2）塑料管應(yīng)在分段試安裝后拆下，待打沙涂裝后，在船臺上進(jìn)行安裝保護(hù)。

（3）塑料管管碼應(yīng)特殊制作，必須內(nèi)襯橡膠或尼龍，以防鋼制管碼夾壞管路。

（4）管路安裝，應(yīng)嚴(yán)格按照建造標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)禁伸拉硬拽，保證管路處于自由對中狀態(tài)。

（5）采用法蘭連接的塑料管，在安裝時應(yīng)注意將橡膠墊片放整齊，保證管子圓心同軸度，嚴(yán)禁偏心放置。法蘭連接螺栓應(yīng)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(yīng)確定吸入口高度后再校驗連接管的制作尺寸，嚴(yán)禁不按要求制作管子。在分段試裝階段，應(yīng)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(yīng)在船上量好尺寸，按照制作要求切管，對于沾接處應(yīng)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(yán)禁惡劣環(huán)境下（封閉的艙室內(nèi)）制作，因為粘接有機(jī)溶劑的揮發(fā)易引發(fā)火災(zāi)。

（8）PB 、PE校管和合攏管采用熱熔套管連接，施工人員應(yīng)做好管路接口清潔，調(diào)節(jié)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(fā)現(xiàn)泄露，應(yīng)更換熱熔套管重新焊接。

（9）護(hù)管填料防火穿艙件的安裝：所有防火結(jié)構(gòu)和防火節(jié)點型式應(yīng)經(jīng)過相應(yīng)的耐火實驗并得到型式認(rèn)可證書后方能實施，安裝要求（參考某廠家經(jīng)船級社認(rèn)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(guī)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(hù)管長度；L：防火組件長度；D：鋼護(hù)管外徑；d、d1、d2：塑料管外徑

圖1

（10）管路密性試驗，應(yīng)在管路完（下轉(zhuǎn)第頁）

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

（11）補(bǔ)漏措施應(yīng)在泄壓后進(jìn)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(yán)禁二次焊接以防引發(fā)危險事故。

（12）在管露安裝完后檢查塑料管的強(qiáng)度，根據(jù)現(xiàn)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(yīng)用三防布包裹等措施進(jìn)行保護(hù)，以防打磨焊接飛濺、搬運(yùn)碰撞等破壞塑料管，現(xiàn)場應(yīng)設(shè)立注意標(biāo)示，直至交船前拆除。

6 結(jié)束語

通過對于塑料管的制作和安裝要領(lǐng)的解析，掌握了塑料管的關(guān)鍵工藝，形成了船用塑料管技術(shù)指導(dǎo)文件。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐金仁.《船舶管路安裝工藝》.哈爾濱工程大學(xué)出版社.

[2] 繆銀龍. 《塑料管在船舶管系中的應(yīng)用》.