(廣州廣船國際股份有限公司,廣東 廣州 511462)
塑料管在船舶上建區(qū)域的應(yīng)用
謝清蘭 李立儀
(廣州廣船國際股份有限公司,廣東 廣州 511462)
近年來塑料管在國內(nèi)外的船舶領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,尤其在船舶上建區(qū)域的管路系統(tǒng)中運用比較成熟。本文重點介紹了塑料管在船舶建造過程中的選用、安裝和施工工藝。
塑料管;PE-RT;PVC
由于塑料管與傳統(tǒng)鋼制管材相比,具有重量輕,摩阻小,使用壽命長,耐高壓,安裝工藝簡單,造價較低等優(yōu)勢,近年來塑料管在國內(nèi)外的船舶領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用;尤其在船舶上建區(qū)域的管路系統(tǒng)中運用比較成熟。
塑料管主要包括:聚氯乙烯管(PVC)、鋁塑復(fù)合管(PAP)、聚乙烯管(PE)、三型聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、纏繞玻璃鋼管(GRP)。其中,PE-RT耐熱聚乙烯管是PE的一種,是由乙烯和辛烯共聚而成。表1是各種塑料管的性能指標對比。
根據(jù)表1:上建供水系統(tǒng)采用PE-RT管;上建區(qū)域的疏排水以及生活污水系統(tǒng)采用PVC管。
對于船廠來說,塑料管作為外購件由塑料管廠家提供,設(shè)計人員在建模放樣時需考慮塑料管來貨的長度、附件或連接件的連接形式等;管路盡量做到“多直、少彎”,選用的連接件和附件的種類盡量少,以便減少制管工時,節(jié)省管系附件成本,降低施工難度。
PVC管的粘接是管路安裝工作中最后一道也是最重要的一道工序。它完成的質(zhì)量決定著整個系統(tǒng)的成敗與否。
1好的連接具備以下特征:
(1)粘接表面必須溶解成半液態(tài);
(2)管子和管件之間必須涂以足夠的膠水;
(3)在粘接表面呈濕潤和液化的狀態(tài)時完成組裝工作;
(4)隨著膠水的固化,粘接力逐漸變強。緊密連接處,表面將固化在一起,松散連接處的膠水將把兩個表面連接在一起。
2粘接操作
(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。
(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°~15°的倒角使管子容易地插進管件里。
(3)實驗干態(tài)連接的合適度:為了使管子插入1/3到2/3的路徑時產(chǎn)生壓配合,把管件設(shè)計成圓錐口。當管子和管件的尺寸都處在公差極限的狀態(tài)下時,在管子直接插進管件里的情況下,必須加入足量的膠水來填充管子和管件之間的縫隙。
(4)檢查、清洗和預(yù)涂:用肉眼檢查管子和管的內(nèi)壁,并用干凈的干布擦掉上面的污物。并檢查可能存在的裂縫,必要時予以更換。
(5)涂膠水:將膠水快速均勻地涂在管子的外壁上和管件插槽的內(nèi)壁上,深度比管件的插槽深度大一些;同時需避免將管件弄臟。
(6)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。當膠水仍然濕潤時,為避免管子脫落,要將粘接的部件抓緊在一起并保持15s以上。對于4〞或以上管徑的管子,則需要更大的軸向力量以產(chǎn)生合適的壓配合,這可能需要機械設(shè)備來固定管子直到膠水固化。
(7)清洗和粘接完成后的移動:用干凈的棉布將管道和連接處多余的膠水擦掉。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。
PE-RT管材、管件以及管道附件的連接應(yīng)采用熱熔連接(熱熔對接、熱熔承插連接、熱熔鞍形連接)或電熔連接(電熔承插連接、電熔鞍形連接)及機械連接。考慮到成本以及安裝工藝,船廠一般采用熱熔對接和熱熔承插連接。其中:公稱外徑大于或等于63mm的管道不宜采用手工熱熔承插連接,壁厚<6mm的管材不宜使用熱熔對接的連接方法。熱熔連接工具的溫度控制應(yīng)精確,加熱面溫度分布應(yīng)均勻,加熱面結(jié)構(gòu)符合焊接工藝要求。
3焊接要點:
表1
表2
表3
(1)被焊接的管件與管端,必須使用專用清潔劑清潔,焊接前必須仔細檢查,確保加熱面無污染物。
(2)管件與管材的連接位置,必須用記號筆進行標記。
(3)為了保證焊接可靠性(焊接斷面與管子軸線垂直),切割時必須使用PE管專用切割工具。
(4)為了保證焊接質(zhì)量除去不利焊接的表面層,必須使用刮皮器,對管子表皮按規(guī)定長度仔細做除皮處理。
(5)熱熔焊接溫度為5℃以上。d16~d63可用手動焊接機焊接;d75~d110可用臺式焊接機焊接;d140,d160管子用對焊接進行自動焊接。
(6)為確保熱熔焊接強度,在焊接加熱、保持時間內(nèi),必須保證管材與管材之間不得有任何的拔拉、彎曲和轉(zhuǎn)動,并在冷卻結(jié)束前,不受外力影響。
1根據(jù)中國船級社《鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范》規(guī)定:(1)船上系統(tǒng)中管架的選擇和間距應(yīng)取決于許用應(yīng)力和最大撓度。支架之間的距離應(yīng)不大于管子制造廠所推薦的距離。選擇管架和間距應(yīng)考慮管子尺寸、管材的機械和物理性能、管子和管內(nèi)液體的質(zhì)量以及該系統(tǒng)可能遇到的外壓、工作溫度、熱膨脹影響、外力引起的負、荷沖擊力、水錘現(xiàn)象、振動系統(tǒng)能經(jīng)受流體流動的最大加速度,并應(yīng)考慮到綜合負荷。(2) 每一支架的全寬范圍上應(yīng)均勻承擔管子及其內(nèi)部介質(zhì)的荷重,管子與支架相接觸時,應(yīng)采取措施以減小管子磨損。(3) 管系中的重部件如閥和膨脹接頭應(yīng)作單獨支撐。
2某塑料廠家的管支架距離推薦表:PE-RT管路管支架間距參考值(表2)
PVC管路管支架間距參考值(表3)
所有塑料管安裝完畢后,都應(yīng)進行壓力試驗,試驗壓力應(yīng)不小于1.5倍的設(shè)計壓力或0.4MPa,取其中大者。
鑒于塑料管的優(yōu)越性,在船舶系統(tǒng)的使用過程中需要我們不斷完善設(shè)計理論和施工技術(shù),并取得豐富的實踐經(jīng)驗,才能促使塑料管在船舶行業(yè)的廣泛使用。
[1] IACS UR P4.[Z].IACS國際船級社.
[2] 船用塑料管材的使用指南[Z].IMO國際海事組織.
[3] 翁福珍.塑料管在船舶上的使用[J].水運科技情報, 1991(03):31-32.
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