船上使用塑料管的公約要求及檢查問題清單

田大春

國外從20世紀40年代后期即開始使用船用塑料管道管路系統(tǒng)，我國最早于1966年由當(dāng)時的紅旗造船廠和廣州造船廠在6艘拖輪上應(yīng)用了工程塑料管。航運業(yè)對使用塑料管道的興趣源于塑料管相對金屬管具有分量輕、耐腐蝕、壽命長、價格低、安裝方便等優(yōu)點。以上建飲用水系統(tǒng)為例，使用塑料（PE-RT）管和不銹鋼管相比重量相差5倍多，價格相差17倍，紫銅管價格更高[1]。船舶應(yīng)用塑料管道屬于船東價值需求驅(qū)動。塑料管因其實船使用性能良好等多個優(yōu)點，逐漸獲得船東的青睞。

SOLAS公約對船舶防火分隔、水密分艙以及穿艙構(gòu)件等方面有著嚴格的規(guī)定，貫穿全船的管道材料應(yīng)為鋼質(zhì)或船舶掛旗國滿意的其他等效材料。塑料管道只要滿足應(yīng)用范圍、管道運輸介質(zhì)和使用場景等要求，并且使用能夠保證船舶安全的設(shè)計和安裝工藝以及許用性能標準，船舶即可以安全、合理地使用。相較于鋼質(zhì)管道，塑料管道在船上的應(yīng)用不僅要考慮管道材料、強度、許用工作溫度、耐火性能和低播焰性等性能，還需要考慮安裝工藝、貫穿件等附件是否符合要求。任何一個環(huán)節(jié)沒有把好關(guān)，都會影響船舶水密分艙或防火分隔的完整性。因此，在船舶建造或營運檢驗和實施港口國監(jiān)督檢查時，船級社和港口國監(jiān)督檢查官都應(yīng)掌握公約要求，強化對船舶使用塑料管的檢查，確保船舶、船旗國在此方面履約。

一、船用塑料管相關(guān)定義

1.塑料

經(jīng)海安會MSC.313（88）決議修訂的A.753（18）決議《船上使用塑料管道指南》（以下簡稱《指南》）中規(guī)定，塑料系指經(jīng)增強或未經(jīng)增強的熱塑性材料或熱固性材料兩種，諸如聚氯乙烯（PVC）與纖維增強塑料（FRP）。塑料包括合成橡膠和具有類似熱/機械特性的材料。

熱塑性塑料是一類在一定溫度下具有可塑性，冷卻后固化且能重復(fù)這種過程的塑料。船上常見的熱塑性材料如聚氯乙烯（PVC）、聚丁烯（PB）、聚乙烯（PE100）、耐熱聚乙烯(PE-RT)、Ⅲ型無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）。

以熱固性樹脂為主要成分，配合以各種必要的添加劑通過交聯(lián)固化過程成型的塑料，在制造或成型過程的前期為液態(tài)，固化后即不溶不熔，也不能再次熱熔或軟化。船上最常見的熱固性材料為玻璃纖維增強塑料（FRP），使用這種材料生產(chǎn)的管子俗稱玻璃鋼（GRE，Glass-reinforce epoxy）管。

目前塑料管的大規(guī)模應(yīng)用主要還集中在上建區(qū)域供水、疏排水管系和壓載水管系，如表1所示。

表1 常見塑料管的用途一覽表

2.低播焰性

塑料管的播焰性測試應(yīng)按照《指南》附錄3的試驗方法，并根據(jù)《耐火試驗程序規(guī)則2010》第5部分播焰性試驗，表面可燃性衡準不超過表2所列數(shù)值，即屬于低播焰性衡準材料。

表2 表面可燃性衡準

塑料管一般都是沿艙壁或天花板布置，因此確定塑料管低播焰性時取表內(nèi)第2欄參數(shù)值。

二、國際海事組織和船級社協(xié)會的努力

國際海事組織第18屆大會以A.753（18）決議通過的《指南》幫助主管機關(guān)以合理統(tǒng)一的方式確定這類材料的應(yīng)用許可。隨著船用塑料材料的持續(xù)發(fā)展和海上安全標準的提高，使得IMO必須對《指南》進行定期修訂，以考慮技術(shù)發(fā)展并維持最高實際安全水平，見表3。

表3 IMO《指南》修改記錄

船級社協(xié)會根據(jù)A.753（18）號決議的條款于1996年發(fā)布了IACS UR P4《船用塑料管的生產(chǎn)與應(yīng)用》，該統(tǒng)一要求自發(fā)布后進行了多次修訂并被納入《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第3篇第2章附錄1。MSC.313（88）決議和MSC.399（95）決議已被納入中國船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》2016修改通報，以實現(xiàn)我國對《指南》相關(guān)決議和船用塑料管生產(chǎn)和應(yīng)用的全面履約。

三、船上安全使用塑料管的關(guān)鍵要素

（一）塑料管性能

管子的基本性能包括強度、軸向強度、耐沖擊性、許用工作溫度應(yīng)采用國際標準或船旗國接受的國家標準，塑料管根據(jù)不同材質(zhì)使用合適的安裝工藝，一般分為膠水連接和熱熔焊兩種，連接工藝已經(jīng)非常成熟。另外還應(yīng)根據(jù)用途和使用場景確定管子是否需要符合一定的耐火性和播焰性要求。

1.耐火性

MSC.313（88）決議將管子耐火性由原來的L1級（干燥情況下，至少1小時耐火試驗不損壞其完整性）、L2級（干燥情況下，至少0.5小時耐火試驗不損壞其完整性）、L3級（濕式情況下，至少0.5小時耐火試驗不損壞其完整性），新增了L1W、L2W（類似L1、L2的管系，但該系統(tǒng)不運送易燃液體或任何氣體且爆火后可接受的系統(tǒng)流量損失最高為5%）。所需管子可根據(jù)實際情況參考《指南》附錄4耐火性要求矩陣或IACS UR P4.4.1表1或船級社規(guī)范如中國船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第3篇2章附錄1表（見表4）確定。如上建起居處所的生活污水使用塑料管，查詢該管對應(yīng)的耐火等級是“O”，即該管不需要耐火試驗。

2.播焰性

MSC.399（95）決議對《指南》應(yīng)用塑料管可免除低播焰性要求的位置由開敞甲板、艙柜、隔離艙、管隧及導(dǎo)管內(nèi)的管子，擴展到由“A”級艙壁分隔的起居處所、永久有人的處所和逃生通道分開的處所，如非連續(xù)值班的控制站、服務(wù)處所或其他機器處所等。

表4 耐火要求

3.塑料管實際應(yīng)用檢驗案例分析

一艘Panama籍成品油/化學(xué)品船，建造日期為2010年8月12日，二氧化碳間有兩根塑料管，經(jīng)確認分別是生活污水管和日用疏水管，塑料管材質(zhì)是PVC（聚乙烯），兩根管路穿越二氧化碳艙壁和甲板進入機艙，其實船布置見圖1。

圖1 實船布置圖

船上提供一份某船級社認可PVC管子的產(chǎn)品證書和產(chǎn)品出廠合格證，證明PVC管已經(jīng)按照IMO.A753（18）認可，可以用于生活污水系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)（見圖2）。

根據(jù)產(chǎn)品證書和出廠合格證，初步判斷兩根PVC管的基本性能符合A.753（18）決議《指南》要求。接下來是確認耐火性和播焰性，根據(jù)《指南》耐火要求矩陣表，查詢到該管子對應(yīng)的耐火等級是“O”，即表示該管子不需要進行耐火試驗。該船按照2015年6月5日通過的MSC.399（95）決議對《指南》的修訂，該管子安裝在二氧化碳間，屬于可以免除低播焰性的處所之一。最后我們得出結(jié)論，這兩個塑料管是符合公約要求的，不需要進行耐火試驗和播焰性試驗。

（二）塑料管貫穿

1.貫穿件要求

塑料管穿過A或B級分隔，應(yīng)采取措施以確保耐火性不受損壞。當(dāng)塑料管穿過水密艙壁或甲板時，艙壁或甲板的水密完整性應(yīng)被保持。如艙壁或甲板也為防火分隔，則燒毀的塑料管可能引起艙內(nèi)液體流入，應(yīng)在艙壁或甲板上安裝一個能在干舷甲板上進行操縱的金屬關(guān)閉閥。

2.傳統(tǒng)貫穿套管

根據(jù)SOLAS CHII-2/REG9.3.1，塑料管貫穿“A”級艙壁或甲板采用的貫穿套管系由厚度3毫米及以上、長度分隔兩側(cè)各450毫米的鋼或等效材料制成，且無開口，不要求進行試驗。該貫穿件應(yīng)通過延伸與該分隔同樣級別的隔熱材料適當(dāng)隔熱。塑料管帶法蘭可通過螺栓或塑料管夾連接貫穿套管，這類貫穿與采用金屬管貫穿并無區(qū)別。

3.貫穿套件

貫穿套件必須根據(jù)《耐火試驗程序規(guī)則》進行試驗，經(jīng)船級社認可，目前市場上常見的幾個品牌有RISE、MCT、3M、PANDA和國內(nèi)的海鴻等。這種塑料管路貫穿套件通常只適用于熱塑性塑料管，套件由橡膠密封塞、橡膠防火帶和鋼套管組成。安裝時，用多層橡膠防火帶綁扎在塑料管子上，橡膠防火帶充滿鋼套管空間，然后在鋼套管兩端插入橡膠密封塞。將該塑料管路貫穿裝置固定在具有A0—A60級防火要求的艙壁和甲板上，由于大部分塑料管在溫度高于75攝氏度時開始變軟，在140攝氏度時可以點燃，當(dāng)一個艙室發(fā)生火災(zāi)時，橡膠密封塞和橡膠防火帶第一個反應(yīng)變黏，封鎖膠帶內(nèi)部的空氣，在溫度升高時，能夠迅速膨脹，壓力直接作用在已經(jīng)變軟的塑料管上，使密封物充滿整個鋼套管內(nèi)部空間，從而切斷火焰、煙霧及水等的傳播通路，有效保證相鄰艙室的安全。圖3是一貫穿件的耐火試驗圖片。

圖3 一貫穿件的耐火試驗圖

貫穿套件的多樣性和特殊的施工工藝使其很難尋求統(tǒng)一的標準，因此在這方面的檢驗存在一定難度。如果對貫穿套件進行深入檢查，必須了解生產(chǎn)商的產(chǎn)品性能和安裝方法。以RISE產(chǎn)品為例，貫穿套件分為防火、水密和氣密幾種，根據(jù)實際穿艙位置和要求選擇合適的貫穿套件，如果僅僅是防火的要求，只需要橡膠層填充即可。對于氣密的要求，需要在套管橡膠層外側(cè)敷設(shè)5毫米厚的密封膠，對于水密的要求，密封膠厚度至少20毫米。另外，還應(yīng)注意塑料管直徑，選擇合適尺寸的套件，如果塑料管直徑小于140毫米，套管長度180毫米，對于大于等于140毫米的塑料管，套管長度至少應(yīng)為140毫米。

四、船上檢查問題清單及檢查表

塑料管的材料、貫穿套件等產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展很快，塑料管在船上的應(yīng)用有著廣闊的前景，目前已有相當(dāng)數(shù)量的船舶在上建區(qū)域的疏排水系統(tǒng)、飲用水、淡水供水系統(tǒng)采用塑料管道，同時，塑料管在艙底水、壓載水管道中也扮演著越來越重要的角色，甚至在成品貨油管道、通風(fēng)管等也出現(xiàn)使用塑料管的情況。驗船師和船廠容易忽視塑料管的檢驗和控制，易出現(xiàn)產(chǎn)品不配套、安裝工藝不到位等問題，應(yīng)引起重視。

檢驗人員所遵循的原則：一是不搞破壞性檢查；二是遵循最輕原則，即新生效公約放寬的要求不對老船提缺陷。

以下是結(jié)合公約要求，提出9個檢查問題清單及說明，檢查表見表5。

表5 船上使用塑料管檢驗檢查表

1.船上安裝塑料管是否能夠提供相關(guān)證書？

如果該船安裝塑料管，至少應(yīng)能提供相應(yīng)的產(chǎn)品證書、出廠合格證書，以備查詢。

2.塑料管產(chǎn)品是否適用于其功能？

塑料管的使用應(yīng)至少符合其性能要求，包括耐火性、播焰性等。

3.塑料管的連接工藝是否合適？

不同材質(zhì)的塑料管采用不同的連接方式，如PVC一般采用特殊膠水連接，PPR采用熱熔焊接等。

4.塑料管的貫穿是否采用普通金屬套管？

貫穿“A”級艙壁和“B”級艙壁的金屬套管符合SOLAS要求可以不用做耐火試驗。

5.塑料管采用金屬套管連接方式時，其套管絕緣延伸是否符合要求？

貫穿套管應(yīng)采用合適的方式與塑料管連接，常用法蘭或塑料管夾兩種方式，并將金屬套管延伸絕緣與艙壁或甲板防火分隔一致，絕緣延伸至少450毫米。

6.塑料管的貫穿是否采用貫穿套件？

如果塑料管的貫穿采用貫穿套管，該貫穿套件應(yīng)有船級社認可的耐火試驗證書。

7.貫穿套件安裝是否符合要求？

用于不同位置、不同直徑的塑料管的貫穿套件有不同的安裝要求，船上安裝必須遵循廠家的指導(dǎo)手冊。

8. 貫穿套件防火性能是否被破壞或被破壞后未按照要求修復(fù)？

船上新設(shè)備的安裝或其他原因?qū)е仑灤┨准指粜阅芷茐暮?，未修?fù)或未采用廠家推薦的方法和原廠材料進行封堵，如采用橡皮泥等方式是不接受的。

9.船上是否有維修塑料管的能力和必要工具？

面對岸上維修不及時，船上是否有管路連接或貫穿套件安裝的工藝和工具。

五、結(jié)束語

塑料管在船上的應(yīng)用雖然只是整個船舶管系中的一小部分，但其不僅關(guān)乎船員健康和安全，也關(guān)乎整個船舶的安全。根據(jù)不同的應(yīng)用場合，考慮運輸?shù)牧黧w介質(zhì)，選擇合適的管材十分重要。目前，船級社或港口國監(jiān)督檢查官對塑料管在船上應(yīng)用的檢查還不夠重視，不同廠家產(chǎn)品及安裝工藝各不相同，沒有標準可循也使檢查面臨許多困難。如果把好建造檢驗關(guān)，加上港口國監(jiān)督檢查的督促，一定能切實提高塑料管在船上的安全應(yīng)用。