李甲兵

（揚(yáng)州中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，江蘇揚(yáng)州 225211）

0 引言

船舶管路系統(tǒng)如同人體血管，一旦內(nèi)部被污染很難清理干凈，會伴隨整個船舶生命周期，在營運(yùn)過程中甚至?xí)斐稍O(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)驟停從而引發(fā)重大安全事故。在船舶建造過程中，分段進(jìn)涂前的管口保護(hù)不佳是造成船舶管路污染的主要原因。無論何種船舶系統(tǒng)都應(yīng)保持管道的清潔。特別是油路系統(tǒng)，一旦進(jìn)入雜質(zhì)，極易使機(jī)件受損，進(jìn)而造成重大事故[1]。鋼砂對船舶系統(tǒng)造成的污染是最嚴(yán)重的，一旦在分段進(jìn)涂前未認(rèn)真執(zhí)行管口保護(hù)，疏漏處就會成為鋼砂的聚集區(qū)。若不能及時發(fā)現(xiàn)處理，鋼砂就會隨傳輸介質(zhì)蔓延到整個系統(tǒng)，對系統(tǒng)中的各個閥件開關(guān)、儀表儀器、傳感探頭等造成嚴(yán)重傷害。一旦進(jìn)入主輔機(jī)液壓系統(tǒng)，則會造成軸瓦磨損甚至主機(jī)停車的重大質(zhì)量事故。鋼砂污染管系示例見圖1，雖然,船廠已采取了一定的防范措施，但鮮有形成系統(tǒng)的作業(yè)基準(zhǔn)或指導(dǎo)意見。

圖1 鋼砂污染管系示例

本文以分段沖砂過程中鋼砂對管道系統(tǒng)的污染為切入點，通過深入剖析分段噴砂工序、鋼砂特點、管口特點、保護(hù)材料特點和易忽略的保護(hù)位置，明確給出管口保護(hù)推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并對保護(hù)的實施誤區(qū)與拆檢工序的優(yōu)化提出改善建議。

1 分段噴砂工序及鋼砂特點

噴砂處理是以壓縮空氣為動力，將磨料以一定的速度噴向被處理的鋼材表面，以磨料對鋼材表面的沖擊與磨削作用，將其表面氧化皮與銹蝕物清除的表面處理方法[2]。噴砂作業(yè)見圖2，分段在進(jìn)入砂房后，鋼砂在0.70 MPa～0.75 MPa壓縮空氣的帶動下噴射出高速流沖擊分段各個位置，不管是防火布還是塑料悶頭，都會被高速流鋼砂在極短掃略的瞬間打破或沖走，而鋼砂則會不斷彈射到各個方向。

圖2 噴砂作業(yè)圖

如圖3所示，鋼砂通常由菱形鋼砂和球形鋼砂組成，菱形鋼砂主要用于對作業(yè)面沖擊形成粗糙度，球形鋼砂則主要用于潤滑鋼砂成分，防止全部菱形鋼砂在噴射的過程中形成砂槍堵塞。此外，鋼砂一旦遇水可在5天內(nèi)形成結(jié)塊（見圖4），15天內(nèi)形成的凝固物將再也無法通過壓縮空氣吹掃或油路串洗予以清除。

圖3 鋼砂圖

圖4 鋼砂結(jié)塊圖

2 船舶管道管口特點

船舶管系主要用于油、水、氣介質(zhì)的傳輸[3]，其管口主要分為法蘭類管口、套管類管口、風(fēng)管類管口等3種型式，生產(chǎn)設(shè)計主要圍繞這3種形式進(jìn)行各類組合。

2.1 法蘭類管口

法蘭類管口如圖5所示，其直徑占到船舶機(jī)艙管口的80%以上，主要用于油水類等重要系統(tǒng)的管道連接。其特點是管道易于維修，通過系統(tǒng)管路上的各類閥件可以實現(xiàn)管路系統(tǒng)的清潔與更換，一般設(shè)置于檢修較為頻繁的位置。法蘭管口主要涵蓋液壓系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等，其輸送媒介通常為滑油、燃油、水等液態(tài)物質(zhì)。采用對夾墊片螺栓緊固的方式進(jìn)行連接。

圖5 法蘭管口特點

2.2 套管類管口

套管類主要用于氣體類媒介的傳輸，一般采用焊接套管的形式進(jìn)行連接。設(shè)置于壽命周期內(nèi)無需檢修的位置。一旦進(jìn)入異物，不僅難以確定異物位置，還無法實現(xiàn)拆檢。

2.3 風(fēng)管類管口

風(fēng)管類管口見圖6，通常由3 mm～5 mm的薄鐵皮制成，一般會在相對固定的位置開設(shè)有矩形通風(fēng)口，連接處通常會配置有調(diào)風(fēng)門，主要用于機(jī)艙、居住區(qū)、儲藏室等處所的機(jī)械通風(fēng)。

圖6 風(fēng)管類管口

3 管口保護(hù)材料特點

3.1 管堵式塑料悶頭的特點

如圖7所示，管堵式塑料悶頭主要用于法蘭類管口的保護(hù)，插入側(cè)一般設(shè)計有2～3道調(diào)節(jié)圈用于貼合管道內(nèi)部。在壓入的過程中，調(diào)節(jié)圈會由于外力作用向管口傾斜，在拔除的時候同樣會受到外力作用并向管內(nèi)傾斜。

圖7 管堵式塑料悶頭

3.2 管帽式塑料悶頭的特點

如圖8所示，管帽式塑料悶頭一端敞開一端封閉，主要用于套管類管口的保護(hù)，由于沒有管堵式塑料悶頭的調(diào)節(jié)圈，故在生產(chǎn)中都要求按照管口外徑進(jìn)行定制使用以實現(xiàn)緊密貼合。

圖8 管帽式塑料悶頭

3.3 防火布的特點

防火布又稱硅膠玻璃纖維布，其工作壓力在0.3 MPa左右，耐火溫度為200 ℃～300 ℃，可抵擋1 m左右反彈的鋼砂沖擊。雖然距離過近或直接面對鋼砂沖擊容易出現(xiàn)局部破損（見圖9），但相對于塑料棉布等材料而言更耐鋼砂沖擊，所以在分段進(jìn)涂前都會大量的使用，主要用于包扎閥件、有色金屬管、液位尺等性狀相對復(fù)雜的重要部件。

圖9 防火布保護(hù)示例

4 易忽略的保護(hù)位置

4.1 吹排氣孔類

船舶各類測深管、蒸汽管類吹排氣孔為方便排出空氣，在設(shè)計時會在不同位置開設(shè)不同口徑與形狀的孔洞。在分段進(jìn)涂前時常會成為鋼砂進(jìn)入隱患點，在噴砂的過程中，鋼砂會從不同角度彈射進(jìn)入此類管道。由于該類管道在兩頭會設(shè)置悶頭保護(hù)，所以鋼砂會長時間存在于管道內(nèi)隨濕氣或管道內(nèi)酸洗的殘留油脂凝結(jié)在一起對管道形成污染（見圖10）。一旦投入使用會因為結(jié)塊造成測深尺無法正常下放、蒸汽吹洗量不足等一系列問題。

圖10 吹排氣孔漏保護(hù)造成的鋼砂污染

續(xù)圖10 吹排氣孔漏保護(hù)造成的鋼砂污染

4.2 吸口類

由于機(jī)艙分段通常為反態(tài)建造，吸口在預(yù)裝時必然開口朝上（見圖 11）。由于吸口與閥件中間的連接管道較短，故在保護(hù)時容易被忽視，往往認(rèn)為可不進(jìn)行保護(hù)，翻身后鋼砂可依靠重力滑出管道。然而，由于連接管道都帶有彎頭，一旦安裝閥件進(jìn)涂，彈射進(jìn)入吸口的鋼砂都會聚集在與閥件連接的轉(zhuǎn)彎處，出涂后一旦遇上雨水淋灌，便會在堆積處形成硬質(zhì)結(jié)塊。

圖11 吸口轉(zhuǎn)彎處鋼砂污染

4.3 儀表支管類

儀表安裝管口處鋼砂污染見圖12，由于口徑小，易被忽視，一旦鋼砂進(jìn)入系統(tǒng)后，不但不易發(fā)現(xiàn)與清除，而且極易進(jìn)入儀器儀表對其造成內(nèi)部損傷。如果鋼砂進(jìn)入后遇壓縮空氣冷凝水或油品，則極易在儀表安裝口形成結(jié)塊，影響儀表測量的精確性。

圖12 儀表安裝管口處鋼砂污染

4.4 機(jī)艙排舷外管類

機(jī)艙排舷外管一般會在預(yù)裝階段完成密性試驗，閥件與連接管安裝完整，在進(jìn)涂前由于管口位于外板側(cè)，極易被遺漏在檢查清單之外。此處不但要確認(rèn)強(qiáng)度試驗結(jié)束后余量修切對其內(nèi)部造成的鐵屑污染，更要檢查其在噴砂前是否進(jìn)行了硬質(zhì)保護(hù)，否則就會出現(xiàn)如圖13所示的鋼砂污染。

圖13 機(jī)艙排舷外管內(nèi)的鋼砂污染

續(xù)圖13 機(jī)艙排舷外管內(nèi)的鋼砂污染

4.5 地漏類

地漏類主要包括凝水與溢油類的重力型漏斗收集管路系統(tǒng)。由于不能像法蘭與套管那樣采用塑料悶頭進(jìn)行封堵保護(hù)，且分段反態(tài)狀態(tài)下漏斗喇叭口朝下，故常被認(rèn)為噴砂不會進(jìn)入管道，進(jìn)而放棄保護(hù)。然而，地漏類管路一般都設(shè)有彎管（見圖14），一旦鋼砂進(jìn)入，則會通過彎管處直接彈射進(jìn)入管道深處。

圖14 地漏類管系鋼砂污染

4.6 超大型連接管道類

超大型連接管道主要存在于機(jī)艙的海水壓載系統(tǒng)與貨油泵艙管路系統(tǒng)。如圖15所示，由于孔徑較大，一般會直接采用防火布進(jìn)行保護(hù)，即使噴砂作業(yè)時盡可能予以避讓，但是仍會有鋼砂進(jìn)入，所以出涂后必須進(jìn)行全部拆檢。

圖15 超大型管系鋼砂污染

5 保護(hù)推薦標(biāo)準(zhǔn)

為應(yīng)對管口保護(hù)不良造成的管系鋼砂污染并建立行之有效的保護(hù)措施，梳理并形成管口保護(hù)推薦標(biāo)準(zhǔn)（見表1），其對應(yīng)的保護(hù)參考標(biāo)準(zhǔn)示例圖見圖16。

圖16 管口保護(hù)推薦標(biāo)準(zhǔn)參考示例圖

續(xù)圖16 管口保護(hù)推薦標(biāo)準(zhǔn)參考示例圖

續(xù)圖16 管口保護(hù)推薦標(biāo)準(zhǔn)參考示例圖

表1 管口保護(hù)推薦標(biāo)準(zhǔn)

6 實施誤區(qū)

6.1 保護(hù)材料不標(biāo)準(zhǔn)

管口保護(hù)在實施的過程保護(hù)材料的選擇與匹配很重要。對于保護(hù)材料的購置與使用應(yīng)始終堅持標(biāo)準(zhǔn)化、常規(guī)化、重復(fù)利用化，并作為常備易耗品定置、儲存、采購不同管徑的塑料管堵、管帽與鋼制保護(hù)板。常見因保護(hù)材料不標(biāo)準(zhǔn)極易造成鋼砂污染示例見圖17。

圖17 保護(hù)材料不標(biāo)準(zhǔn)示例

續(xù)圖17 保護(hù)材料不標(biāo)準(zhǔn)示例

6.2 保護(hù)材料不適用

保護(hù)材料具有針對性，隨意搭配使用易產(chǎn)生不匹配的問題。這種問題不易被察覺，常形成保護(hù)盲區(qū)。如圖18所示，常見的保護(hù)材料不適用主要包括：1）管堵管帽尺寸不匹配，導(dǎo)致無法緊密貼合留有間隙，形成保護(hù)缺陷；2）各類悶頭材料回收利用缺少點檢環(huán)節(jié)，對于已經(jīng)存在嚴(yán)重缺陷的保護(hù)材料仍繼續(xù)使用，常見的回收材料缺陷有切割燙傷形成孔洞缺陷，氧化變形形成的本體缺陷；3）套管使用管堵，法蘭使用管帽的錯誤搭配；4）將防火布當(dāng)做管堵塑料悶頭使用，將布基膠帶當(dāng)做管帽塑料悶頭使用，防護(hù)力差易被鋼砂擊穿污染管道。

圖18 保護(hù)材料不適用示例

續(xù)圖18 保護(hù)材料不適用示例

續(xù)圖18 保護(hù)材料不適用示例

6.3 保護(hù)過程不認(rèn)真

在管口保護(hù)實施的過程中，建立作業(yè)基準(zhǔn)并嚴(yán)格按照作業(yè)基準(zhǔn)進(jìn)行管口保護(hù)十分重要。隨意性太大容易形成人為防護(hù)缺陷。如圖19 所示，在施工作業(yè)中常見的不認(rèn)真行為主要包括：1）管口鋼制保護(hù)板的緊固不到位，形成的間隙容易殘留鋼砂；2）在鋼制保護(hù)板與管口之間缺少塑料管堵，造成鋼砂從間隙直接入管；3）使用布基膠帶取代管帽塑料悶頭，在鋼砂的沖擊下形成孔洞造成污染；4）合龍管使用螺栓臨時固定于主管道，鋼制保護(hù)板壓在螺栓上人為形成間隙。

圖19 保護(hù)作業(yè)執(zhí)行不認(rèn)真示例

續(xù)圖19 保護(hù)作業(yè)執(zhí)行不認(rèn)真示例

6.4 施工不完整類

施工不完整進(jìn)涂經(jīng)常在工期緊或舾裝品不齊全的情況下發(fā)生，具有典型的先犯錯再改錯的特點。特別對于管道連接較長、轉(zhuǎn)彎較多的系統(tǒng)，管口未連接或未緊固、套管未裝焊、連接管漏裝的位置都會成為鋼砂的進(jìn)入點，且進(jìn)入后幾乎無法判斷鋼砂的走向及堆積位置。即使局部拆除附近管件也無法確認(rèn)落入的鋼砂是否全部清除干凈，由于隱蔽性極強(qiáng)，所以危害性最大。對于此類問題，唯一的解決方法就是一旦管道安裝，就要對每個對接位置與管口位置進(jìn)行全路線排查，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)在進(jìn)涂前及時緊固或封堵，確保管道系統(tǒng)內(nèi)部的絕對封閉。

6.5 免保護(hù)類

如圖20所示，長度≤1 m或直徑較大的普通直管道可免于保護(hù)。此類直管道主要集中在壓載艙的透氣連通管道和貨艙區(qū)的甲板排舷外管道，在分段上安裝后基本處于垂直狀態(tài)。即使鋼砂進(jìn)入管道，也很難滯留在其中，會由于自身重力原因滑出管口，故一般不進(jìn)行管口保護(hù)，只需要在噴砂過程中盡可能予以避讓，噴砂結(jié)束后使用壓縮空氣管吹掃即可。

圖20 免保護(hù)管系示例

6.6 預(yù)裝過于提前類

分段的預(yù)舾裝完整性不能進(jìn)入誤區(qū)，認(rèn)為所有舾裝品越全效果越佳。預(yù)裝量越大意味著進(jìn)涂前的保護(hù)工程量就越大，出現(xiàn)管道進(jìn)砂的概率也就越大。船廠應(yīng)根據(jù)自身建造慣例，綜合考量管口保護(hù)推薦表中的各類保護(hù)能否落實到位，以便在逐步擴(kuò)大舾裝量的同時，降低管道鋼砂污染質(zhì)量事件的發(fā)生。

7 拆檢工序的優(yōu)化

為減少噴砂工序?qū)艿赖奈廴?，一般都會在分段出涂拆除腳手架前對進(jìn)涂前的管口保護(hù)進(jìn)行2次核查，對于出現(xiàn)破損可能存在鋼砂污染的管道，使用拆檢或內(nèi)窺鏡的方式進(jìn)行抽查。此階段的鋼砂由于沒有遭受到油水的污染，一般可采用壓縮空氣吹除的方式進(jìn)行清理。此外，由于管堵式塑料悶頭本身設(shè)計的特點以及造船廠普遍采用的分段反態(tài)建造法，這就要求分段在抽檢結(jié)束后進(jìn)入定盤場地未翻身前拆除下方管口的保護(hù)悶板，將內(nèi)部塑料悶頭拔出，待鋼砂流出后，進(jìn)行復(fù)位并保留至管道連接工序。一旦分段翻身而未對塑料悶頭進(jìn)行拔插清砂工序，就會導(dǎo)致正態(tài)拔除管堵時鋼砂回落重新入管，進(jìn)而降低管口保護(hù)效用。如果在拆檢過程中發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)有鋼砂進(jìn)入，若鋼砂在管口附近可采用伸縮強(qiáng)磁吸桿進(jìn)行清除；若鋼砂距離管口較遠(yuǎn)可使用壓縮空氣進(jìn)行吹除，吹除后采用內(nèi)窺鏡進(jìn)行復(fù)核。

8 結(jié)論

本文通過對鋼砂及噴砂作業(yè)工序特點、管口類型及特點、管口保護(hù)材料特點進(jìn)行分類梳理分析，指出了易忽略的管口保護(hù)盲區(qū)以及施工過程中的實施誤區(qū)，總結(jié)提煉出了分段管道管口保護(hù)的推薦保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。實踐表明：通過上述措施，船廠管道鋼砂污染的比例出現(xiàn)大幅下降，建造過程中油管系統(tǒng)的串洗周期減少 1/3，串洗后油品顆粒度的化驗等級不斷提升并維持在較高品質(zhì)水平，為船廠壓縮船舶碼頭舾裝周期，贏得客戶品質(zhì)口碑奠定了堅實基礎(chǔ)。研究成果可為船廠制定管口保護(hù)作業(yè)基準(zhǔn)提供一定參考。