船舶固定CO2系統(tǒng)鋼瓶瓶頭閥連接軟管問題探討

中國船級社浙江分社 賈建雄

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船舶固定CO2系統(tǒng)鋼瓶瓶頭閥連接軟管問題探討

中國船級社浙江分社 賈建雄

摘要：根據(jù)IMO第86屆會(huì)議第53屆消防分委會(huì)會(huì)議的建議，針對MSC.1/Circ.1318和MSC.1/Circ.1432通函，簡述固定高壓CO2系統(tǒng)鋼瓶瓶頭閥連接軟管的更換要求；列舉某巴拿馬籍油化船在船級社進(jìn)行換證檢驗(yàn)時(shí)，被發(fā)現(xiàn)船舶高壓CO2系統(tǒng)連接軟管出現(xiàn)裂紋老化和硬化銹蝕的案例；分析某船級社的規(guī)范要求和船舶固定CO2系統(tǒng)連接管現(xiàn)狀以及某船級社技術(shù)通函2007第006號總第019號等材質(zhì)的要求；探討和揭示多個(gè)船級社對橡膠軟管型式認(rèn)可在選型和選材方面的不同要求；最后提出解決問題的建議。

關(guān)鍵詞：固定高壓CO2系統(tǒng)；連接軟管；通函；規(guī)范

國際海事組織（IMO）第86屆會(huì)議審議通過了消防分委會(huì)在其第53屆會(huì)議的建議，并專門針對固定CO2系統(tǒng)的檢查和維護(hù)發(fā)布了MSC.1/Circ.1318通函，之后的MSC.1/Circ.1432通函關(guān)于固定CO2系統(tǒng)的要求明確指向此通函，要求高壓CO2鋼瓶瓶頭閥連接軟管（flexible hose，以下簡稱“連接軟管”）。 連接軟管是連接管的一種，還包括金屬撓性管等，應(yīng)根據(jù)制造商建議的周期更換，但使用年限不得超過10年。該通函于2009年6月11日生效，其本身是建議性的，但懸掛已接受上述通函的締約國國旗的船舶需執(zhí)行此要求。

除巴拿馬等船旗國外（具體以船旗國要求為準(zhǔn)），包括中國政府在內(nèi)的大多數(shù)締約國目前沒有明確接受上述通函，但通函均明確其本身是執(zhí)行SOLAS第II-2/14條的船上保養(yǎng)計(jì)劃的基礎(chǔ)。在船舶營運(yùn)檢驗(yàn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，近期船舶更換連接軟管比較普遍，但經(jīng)深入調(diào)查分析，目前更換的連接軟管存在未持有證明其性能的文件、持有但與其標(biāo)明的用途不符、持有且可用于CO2系統(tǒng)但其原材料不滿足締約國授權(quán)組織的要求等問題。這樣的連接軟管更換可能會(huì)導(dǎo)致因換為普通低壓橡膠管破壞了原有固定CO2系統(tǒng)的功能，關(guān)鍵設(shè)備的材料用途與證書規(guī)定不一致而被滯留。

一、船舶實(shí)例

某巴拿馬籍油化船建造合同日期：2000年3月10日；安放龍骨日期：2001年4月9日；交船日期：2003年1月7日。按照MSC.1/Circ.1318通函定義，該輪船齡已達(dá)10年。近期在船級社進(jìn)行換證檢驗(yàn)時(shí)，驗(yàn)船師發(fā)現(xiàn)船舶高壓CO2系統(tǒng)的連接軟管表面出現(xiàn)大量明顯裂紋（如圖1所示），橡膠有老化和硬化現(xiàn)象，接頭處均存在明顯銹蝕。對此，驗(yàn)船師提醒船東按照MSC.1/Circ.1318更換連接軟管。

船東很快購買了附帶某船級社型式認(rèn)可證書的進(jìn)口連接軟管。軟管外觀和原固定CO2系統(tǒng)的軟管基本一致，與其他船舶安裝的連接軟管也相差無幾，但其是無金屬鎧裝的橡膠管，且證書的使用范圍中無高壓CO2系統(tǒng)標(biāo)識。驗(yàn)船師核查了某船級社規(guī)范相關(guān)要求，產(chǎn)生了疑問。

圖1 開裂的連接軟管

二、某船級社規(guī)范要求

某船級社通函2007第006號總第019號關(guān)于船舶固定CO2系統(tǒng)中可使用撓性軟管的通函明確說明，“連接管可使用高壓金屬軟管，但不宜采用無金屬鎧裝的橡膠軟管”“所選用的撓性軟管應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其規(guī)格應(yīng)在工廠提交的產(chǎn)品圖紙資料中予以明確”。

某船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第3篇第2章2.4.4及其附錄明確符合其要求的撓性軟管的使用范圍中無高壓CO2。

某船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》2013（以下簡稱規(guī)范2013）第6篇進(jìn)而明確并將要求提高到“連接管除可采用符合公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的金屬撓性管以外，CO2連接管應(yīng)為無縫鋼管”。

三、船舶固定CO2系統(tǒng)連接管現(xiàn)狀

新船和現(xiàn)有船常見的固定CO2系統(tǒng)連接管主要有三種：（1）橡膠撓性管（如圖2所示）；（2）金屬鎧裝橡膠撓性軟管（如圖3所示）；（3）紫銅管（如圖4所示）。

圖2 橡膠撓性管　

圖3 金屬鎧裝橡膠撓性軟管　

圖4 紫銅管

到船舶CO2系統(tǒng)檢修機(jī)構(gòu)調(diào)研得知，2013年以來，更換船舶CO2系統(tǒng)連接管比較普遍。更換船舶CO2系統(tǒng)連接管的原因有：（1）橡膠連接管老化，金屬管或連接管接頭銹蝕；（2）船公司體系文件要求和船舶CO2系統(tǒng)廠家建議更換，船東對MSC. 1/Circ.1318通函是否強(qiáng)制不甚了解，提前執(zhí)行；（3）港口國檢查官口頭要求按照MSC.1/Circ.1318通函更換；（4）船旗國政府的要求，如巴拿馬政府于2009年6月11日起開始執(zhí)行MSC.1/Circ.1318通函，即掛巴拿馬旗的船舶按照“Flexible hoses should be replaced at the intervals recommended by the manufacturer and not exceeding every 10 years”條款執(zhí)行。

更換連接管的情況如下：（1）某船級社船舶更換的連接軟管大都持有某船級社型式認(rèn)可證書和原廠橡膠管的合格證，型式證書中注明：a.材料為Rubber；b.適用的溫度為-40～+60℃，壓力為

25～40 MPa。但是產(chǎn)品的適用范圍一欄未提到可適用于CO2（標(biāo)明適用于燃油、滑油、液壓和熱油高壓系統(tǒng)，海水和淡水冷卻系統(tǒng)，艙底和壓載系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)和III級蒸汽管系統(tǒng)）。（2）其他船級社船舶更換的連接軟管持有其他船級社型式認(rèn)可證書或EC證書，并均附有原廠家的生產(chǎn)合格證。以NK、DNV及EC證書為例，其證書均明確材料為“Oil resistant synthetic rubber nitrile”，也列出了工作壓力和溫度值。DNV證書中沒有使用限定，NK證書中明確連接軟管可用于CO2。對比發(fā)現(xiàn)，某船級社和DNV、NK、EC證書列明的廠家（或是證書中明確規(guī)定的橡膠原料廠家）均是一致的，相關(guān)壓力和溫度參數(shù)一致，進(jìn)行的試驗(yàn)均包含有驗(yàn)、爆破試驗(yàn)、壓力脈沖試驗(yàn)和抗燒試驗(yàn)等。

目前的連接軟管基本是橡膠軟管和紫銅管兩種。橡膠軟管均無外護(hù)金屬套，但內(nèi)部均有金屬編制網(wǎng)。具體選型主要根據(jù)客戶需求，但以橡膠軟管居多。國內(nèi)生產(chǎn)的橡膠軟管一般都附帶合格證書和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告顯示軟管經(jīng)壓力試驗(yàn)（55 MPa）、爆破試驗(yàn)、-40 ℃彎曲試驗(yàn)、100 ℃下高壓脈沖試驗(yàn)等12項(xiàng)指標(biāo)均滿意。此外，經(jīng)反復(fù)測試，CO2釋放時(shí)橡膠軟管和紫銅管的狀況結(jié)果滿意。

四、問題凸顯

1. 問題

根據(jù)某船級社型式認(rèn)可證書顯示的參數(shù)信息，橡膠管的溫度范圍、壓力范圍和彎曲半徑等均滿足CB/T 3294—1998的要求，而證書的“產(chǎn)品適用范圍”欄與“認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)”的內(nèi)容一致，未提到適用于“高壓CO2系統(tǒng)”。但是現(xiàn)實(shí)中，在國內(nèi)，無論是船東還是CO2檢修機(jī)構(gòu)都首選持有某船級社認(rèn)可證書的橡膠軟管作為連接管。

但對比DNV、NK和EC證書，它們認(rèn)可的橡膠軟管與某船級社認(rèn)可的橡膠管或原材料是同一家廠生產(chǎn)的，甚至是同一型號的橡膠管。某船級社證書注明材料為“RUBBER”，其他船級社注明材料為“Oil resistant synthetic rubber nitrile”，DNV證書關(guān)于產(chǎn)品只限定溫度和壓力，NK證書明確產(chǎn)品可用于CO2。其他船級社在產(chǎn)品檢驗(yàn)和營運(yùn)檢驗(yàn)中允許使用此類連接軟管。

目前，國內(nèi)外新造船舶固定CO2系統(tǒng)大都使用內(nèi)有編制網(wǎng)的橡膠軟管。中國生產(chǎn)廠家使用的橡膠軟管大都未持認(rèn)可證書，只持有橡膠管廠家的出廠試驗(yàn)報(bào)告。

2. 分析

分析某船級社技術(shù)通函2007第006號總第019號，什么是鎧裝？《辭?！分薪忉專z裝就是在產(chǎn)品的最外面加裝一層金屬保護(hù)，以免內(nèi)部的效用層在運(yùn)輸和安裝時(shí)受到損壞。就是說自通函生效以后，連接管只能使用高壓金屬管或有金屬保護(hù)套的橡膠管，而現(xiàn)實(shí)中大多不滿足此要求。至于通函中所述的“相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)”至今沒有明確，某船級社在橡膠管認(rèn)可時(shí)因沒有相關(guān)依據(jù)，所以在橡膠軟管使用范圍中沒寫高壓CO2。

分析某船級社規(guī)范2013修改通報(bào)對材質(zhì)的要求。2013修改通報(bào)明確可使用金屬撓性管，即規(guī)范生效以后建造的船舶安裝和更換的連接軟管均需滿足此要求，未明確是否允許使用橡膠軟管。但是，IACS的其他船級社均允許使用橡膠軟管。規(guī)范2013修改通報(bào)生效以后，營運(yùn)船舶更換連接管的時(shí)候該如何操作，產(chǎn)品認(rèn)可時(shí)以什么標(biāo)準(zhǔn)要求連接軟管，不得而知。

五、問題探討

為什么關(guān)于連接管的選型和選材有不同的要求？CO2在釋放過程中，儲存在高壓CO2鋼瓶中的液態(tài)CO2因汽化而大量吸熱，并伴隨著對連接管施加的巨大壓力。所以溫度和壓力是首要考慮的因素。是否還有其他因素要考慮呢？相關(guān)資料均未明確。就溫度而言，相關(guān)要求從未提到防止CO2管系因氣化吸熱被損壞進(jìn)而采取措施的要求，根據(jù)試驗(yàn)，CO2釋放汽化時(shí)的最低溫度約-10℃，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和材料的性能分析，在這樣的溫度下，無論是橡膠還是金屬材料（銅）的性能都沒有發(fā)生變化。而且CO2釋放時(shí)，高壓CO2在管中停留時(shí)間很短，加上要求滿足2 min內(nèi)噴入滅火處所所需CO2總量的85%，所以沒要求采取保溫措施是可以理解的。停留時(shí)間短也意味著連接管并非處于長期受壓狀態(tài)，這也是選材的關(guān)鍵因素。根據(jù)溫度-壓力狀態(tài)曲線結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出各船級社證書顯示的橡膠軟管性能滿足CO2使用。

目前國產(chǎn)橡膠軟管主要是采取送檢和現(xiàn)場試驗(yàn)兩種方法，沒有申請某船級社檢驗(yàn)。即：一是將橡膠管送檢國家質(zhì)量監(jiān)督中心，對試驗(yàn)壓力、爆破壓力、泄漏試驗(yàn)、耐臭氧試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、無撓曲液壓脈沖試驗(yàn)、耐液體性能、層間黏附強(qiáng)度、長度變化率、最小通過量、最小彎曲半徑等指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)；二是采用金屬管現(xiàn)場釋放試驗(yàn)，釋放時(shí)間等均達(dá)到等效船上釋放的情形，大量實(shí)驗(yàn)表明紫銅管能適應(yīng)此特殊環(huán)境。

根據(jù)定義，鎧裝只是解決了安裝和運(yùn)輸過程中防止損傷要求，并沒有實(shí)質(zhì)性地增加其耐壓等能。而目前使用的橡膠管在橡膠層之間基本都有金屬編織網(wǎng)，此編織網(wǎng)的目的恰是增加其耐壓性能。

六、處理建議

要想從根本上解決連接管的分歧，建議修訂某船級社通函和規(guī)范。首先，對橡膠管重點(diǎn)提出內(nèi)部結(jié)構(gòu)的要求，比如金屬編制網(wǎng)等，對其鎧裝要求可不提出，此外，應(yīng)明確連接管應(yīng)遵守的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其次，規(guī)范第6篇6.2.2.2.7（8）對連接管的選材應(yīng)描述清楚，在規(guī)范第3篇中增加有關(guān)高壓CO2連接管的檢驗(yàn)要求，或在第3篇2.2.4.4及附錄2的基礎(chǔ)上修訂。如果某船級社基于某些現(xiàn)狀的考慮，制定了高于國際標(biāo)準(zhǔn)的要求也是可以的，但是規(guī)范、指南和有關(guān)通函要求一定要統(tǒng)一。

在此基礎(chǔ)上，某船級社在對軟管型式認(rèn)可時(shí)（若申請），直接依據(jù)規(guī)范、通函進(jìn)行試驗(yàn)并在證書中注明其是否適用于高壓CO2系統(tǒng)。固定CO2系統(tǒng)型式認(rèn)可中直接依據(jù)規(guī)范對連接管進(jìn)行驗(yàn)證或試驗(yàn)（如沒持證），并在認(rèn)可證書中明確其選材，產(chǎn)品檢驗(yàn)中嚴(yán)格按照型式認(rèn)可確定的要求進(jìn)行。明確船舶營運(yùn)檢驗(yàn)過程中的在材料的選擇、規(guī)范生效后新造船和現(xiàn)有船的連接管選擇等方面的要求。

DOI：10.16176/j.cnki.21-1284.2016.02.009