李 雄

（招商局重工（深圳）有限公司，廣東 深圳518000）

船舶流體管系的壓力試驗改進(jìn)探討

李 雄

（招商局重工（深圳）有限公司，廣東 深圳518000）

研究一個有效載重噸8.3萬噸的巴拿馬級遠(yuǎn)洋散貨船的管系壓力試驗系統(tǒng)。傳統(tǒng)的船舶流體管系壓力試驗系統(tǒng)存在較多的弊端，難免會出現(xiàn)跑冒滴漏等現(xiàn)象，影響試驗結(jié)果。系統(tǒng)針對這些弊端進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，選用低壓進(jìn)行試驗，減少試驗過程對管系造成的損傷，降低跑冒滴漏現(xiàn)象發(fā)生的可能性，并且本試驗選用的設(shè)備可以重復(fù)使用，減少了不必要的浪費，同時給出了具體的防止跑冒滴漏的措施，如選用符合工藝參數(shù)要求的設(shè)備、管件、閥門等。

船舶；管系；壓力試驗；改進(jìn)

船舶除船體系統(tǒng)外，還包括各類高壓電纜和信號電纜組成的船舶纜系系統(tǒng)、各類傳統(tǒng)系統(tǒng)、傳動軸及減速箱等組成的軸系系統(tǒng)、各類高壓和低壓管道等組成的管系系統(tǒng)。管系系統(tǒng)的跑冒滴漏現(xiàn)象是船舶的主要故障來源，也是船舶各種運行事故的主要隱患，出現(xiàn)跑冒漏滴現(xiàn)象時，輕則影響試驗結(jié)果，重則嚴(yán)重威脅著人員的人身安全[1]。通過該改進(jìn)，大大減少了試驗中的誤差，不僅保證了本壓力改進(jìn)試驗的精確性，對企業(yè)節(jié)能減耗以及避免事故發(fā)生也具有重要意義。

1 工程實例及需求分析

某巴拿馬級集散貨船，長233 m，型寬16.5 m，吃水8.3 m，載重噸8.3萬噸，其中30 MPaφ60 mm管路1 600 m，7.5 MPaφ90 mm 管路 3 750 m，4.3 MPaφ160 mm管路1 300 m，常壓φ450 mm管線650 m.其中高溫管路1 350 m，主要分布在主機倉，其他為常溫管路。

2 試驗探頭及監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

該試驗在管道輕微泄漏的情況下使用精密儀器捕捉液體泄漏帶來的管道輕微的次聲波震動和管道壓力變化，通過計算機分析準(zhǔn)確定位泄漏位置的精確位置，給檢修和驗收單位提供數(shù)據(jù)支持。

在管道外壁每隔一段距離設(shè)置一個HS-320微振動次聲波捕捉探頭，每個探頭使用一個ARM9進(jìn)行捕捉。管道中每隔稍遠(yuǎn)距離距離設(shè)置一個永久壓力計，每隔壓力計使用一臺ARM9捕捉。每個ARM9的IC接口與試驗用以太網(wǎng)交換機連接，使用該以太網(wǎng)交換機將數(shù)據(jù)匯聚后接入監(jiān)控計算機PC-MNT.詳見圖1.

圖1 船舶流體管系的壓力試驗示意圖

圖1 中的設(shè)施在完成試驗后并不拆除，其PCMNT并入DSC系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)中，作為船舶的永久系統(tǒng)使用。

如圖2所示，PC-MNT采用了雙網(wǎng)口布置，其中由監(jiān)測系統(tǒng)SWITH匯聚的ARM9網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信號經(jīng)過PC-MNT匯總并通過HTTP面向DCS提供數(shù)據(jù)服務(wù)。PC-MNT部署一個基于MYSQL的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用于記錄不少于30天的運行數(shù)據(jù)，用于DCS的大數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)用。雖然耐壓試驗僅需要PC-MNT提供24 h的運行數(shù)據(jù)，但日后船舶DCS的運行需要提供達(dá)到30天的數(shù)據(jù)，以分析管路日常運行狀態(tài)的震動變化。

圖2 船舶流體管系壓力試驗系統(tǒng)并網(wǎng)DSC示意圖

3 跑冒滴漏現(xiàn)象的危害

在船舶流體關(guān)系的試驗中，由于客觀或主觀的原因，如試驗系統(tǒng)誤差，試驗設(shè)備選擇不當(dāng)，試驗人員操作不規(guī)范等均會使試驗發(fā)生跑冒漏滴現(xiàn)象，如果不能及時消除影響，不僅嚴(yán)重浪費試驗成本、影響試驗結(jié)果，甚至對人身安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。具體危害如下：

（1）如果有可燃?xì)怏w散發(fā)到空氣之中，與空氣中的氧結(jié)合，如果遇到明火或者達(dá)到一定溫度就會產(chǎn)生燃燒爆炸等現(xiàn)象，引發(fā)火災(zāi)事故；

（2）如果試驗過程中有毒有害氣體泄露，不僅會污染環(huán)境，而且嚴(yán)重時還會導(dǎo)致工作人員出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致人死亡；

（3）如果試驗過程中有腐蝕性較強的介質(zhì)泄露，可能會對試驗器材或船體與人體產(chǎn)生損害；

（4）如果試驗過程中有毒有害液體泄露，可能會深入地表污染地下水，或進(jìn)入海洋中污染海水造成環(huán)境污染事故；

（5）如果泄露的是其它資源，也會增加生產(chǎn)成本。

4 造成試驗出現(xiàn)跑冒漏滴現(xiàn)象的原因

（1）試驗設(shè)備選用時對設(shè)備和閥門以及管件的具體工藝參數(shù)了解不夠，盲目選用，沒有認(rèn)真核對材料是否符合試驗要求，造成材料的使用周期短，于是出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象；

（2）試驗設(shè)備選用的設(shè)備、閥門及管件的質(zhì)量不合格，廠家制作產(chǎn)品時不達(dá)標(biāo)，濫竽充數(shù)，以次充好，也會出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象；

（3）試驗過程中的某些液體腐蝕性較大，對設(shè)備和閥門與管件造成腐蝕，于是出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象；

（4）試驗中的一些閥門、法蘭等連接部位，產(chǎn)生松動卻沒有進(jìn)行及時的處理，于是導(dǎo)致密封件損壞，于是產(chǎn)生跑冒滴漏現(xiàn)象；

（5）工作人員技術(shù)水平不高，工作積極性低等也會造成跑冒滴漏現(xiàn)象。

5 預(yù)防試驗中出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象的措施

（1）傳統(tǒng)試驗中，低壓管路采用2.3倍壓力進(jìn)行24 h試驗，高溫管路采用1.5倍壓力進(jìn)行24 h試驗，采用目視巡視法測定管道的漏液情況。此種模式容易出現(xiàn)試驗過程對管路的損壞。在本文試驗中，采用了1.2倍壓力進(jìn)行試驗，并采用分布式的探頭進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)采集，可以在對管路損壞情況最小的情況下進(jìn)行試驗；

（2）適當(dāng)增加試驗的投入，試驗中用到的關(guān)鍵設(shè)備盡可能選用優(yōu)質(zhì)材料，盡量減少因為選材不當(dāng)造成試驗設(shè)施損壞而導(dǎo)致跑冒滴漏現(xiàn)象，并要充分考慮試驗時周圍所處的環(huán)境；

（3）對露天設(shè)備管系等需要采取預(yù)控措施，由于這些試驗設(shè)備所處條件較惡劣，故可以提供油脂保護(hù)帶等，做好跑冒漏滴的預(yù)防工作，降低試驗時出現(xiàn)類似現(xiàn)象的可能性；

（4）試驗時盡可能使用原廠零件，原廠閥門、管道不僅比替代品更耐用，而且也最能真實反映船舶工作時的情況，使試驗更有意義；

（5）試驗現(xiàn)場必須大量配備各種型號的U型卡及密封圈等，風(fēng)水膠管安裝時必須使用密封圈，在接頭進(jìn)行對接時，要盡量保證接頭部位完好、型號合適、密封圈匹配，重要部位要使用專用密封圈，從而減少漏氣漏液等現(xiàn)象的發(fā)生；

（6）盡量在試驗地點配備活口扳手，當(dāng)出現(xiàn)接頭松動時，要抓緊時間禁錮，堅決禁止使用破損的高壓膠管。

6 改進(jìn)后試驗的優(yōu)勢

在以往的試驗中，如果不采用足夠高的壓力，就難以實現(xiàn)船舶管系先天故障的發(fā)現(xiàn)比率。甚至，部分船東不贊同使用較低的壓力進(jìn)行船舶管系試驗，因為較低的試驗壓力難以讓船東信任試驗的結(jié)果。但是，較高的試驗壓力本身可以造成管系的較嚴(yán)重形變，形成較大的應(yīng)力，在試驗過程中可能對船舶的管系造成損傷，造成試驗過程后的管系故障隱患[2]。

如果可以采用較低的壓力進(jìn)行船舶管系耐壓試驗，就可以避免該隱患的出現(xiàn)。但是，使用較低的壓力很難通過目測發(fā)現(xiàn)船舶管系的細(xì)小故障。本文采用高密度的監(jiān)控探頭，對船舶管系在較低壓力下的耐壓試驗進(jìn)行試驗，確保了船舶管系的試驗效率。

其次，試驗驗證了試驗用設(shè)備與船舶永久設(shè)備的通用性。以往的船舶管系耐壓試驗設(shè)備采用的是掛接設(shè)備，這些設(shè)備在試驗后要進(jìn)行回收，以備以后在其他船舶試驗中使用。但是，雖然這些設(shè)備的試驗后進(jìn)行回收，但每個船舶的管系布置存在較大的差異，每套設(shè)備回收后要拆解成散件才可以用于日后試驗系統(tǒng)的組裝。設(shè)備的復(fù)用率一般低于60%，造成設(shè)備的大量閑置和損壞。

采用本文系統(tǒng)后，所有的監(jiān)測設(shè)備都可以用于船舶的DSC監(jiān)測系統(tǒng)，這些設(shè)備的復(fù)用率達(dá)到了100%.此舉一方面增加了設(shè)備的復(fù)用率，減少了設(shè)備的浪費，減少了不必要投資，另一方面可以大幅度提升船舶日常運行中的安全系數(shù)，可以讓船舶在長達(dá)30年的運營期限內(nèi)實現(xiàn)較高的運行安全系數(shù)。船舶運營期間中，因為閥門滴漏等原因可能隨時造成小規(guī)模的液體泄漏，這些泄漏可能會標(biāo)志著船舶的運行隱患。及時發(fā)現(xiàn)這些隱患，會有效提升船舶的狀態(tài)運行安全，提升船舶的狀態(tài)檢修效率。

7 結(jié)束語

通過本文分析，雖然本案中研究的船舶耐壓試驗系統(tǒng)仍然存在一定的不足，但相比較之前的管系耐壓試驗系統(tǒng)已經(jīng)有了長足的進(jìn)步，解決了船舶管系耐壓試驗中的較多現(xiàn)實問題。所以，通過本文的分析和設(shè)計，船舶管系的耐壓試驗可以實現(xiàn)行之有效的技術(shù)改造，讓船舶管系的耐壓試驗變的更加科學(xué)和經(jīng)濟(jì)。

[1]聶維忠，楊晨光，劉恩東，等.船舶壓載艙結(jié)構(gòu)及壓載管系運行情況調(diào)查報告[J].中國國境衛(wèi)生檢疫雜志，2010，2（8）：77-79.

[2]覃 漢.內(nèi)河LNG燃料動力船舶改造技術(shù)探討[J].珠江水運，2015，5（10）：85-86.

[3]A.I.Sokolov；M.A.Nikitina.Pseudo-expansion and critical exponents of superfluid helium[J].Physica A：Statistical Me chanics and its Applications，2016，6（11）：39-41.

Discussion on the Improvement of Pressure Test of Ship Tube

LI Xiong
（China Merchants Heavy Industry（ Shenzhen）Co.，Ltd.，Shenzhen Guangdong 518000，China）

This paper studies the piping pressure test system of an effective bulk cargo ship with an effective load of 8.3 million tons.In the traditional pressure test system of ship tube，there are many disadvantages，such as running leakage and so on，which affect the test results.This paper makes a series of improvement for these disadvantages，use low pressure test，reduce the damage to tube system caused by the test process，reduce the possibility of leakage occurrence，and the equipment can be reused，reduce unnecessary waste，at the same time，give specific measures to prevent leakage，such as selecting equipment，pipe，valve and so on.

ships；solenia pressure testing improvement

U664.84

A

1672-545X（2017）08-0143-02

2017-05-08

李 雄（1973-），男，湖北武漢人，本科，從事船舶和海洋工程建造和質(zhì)量管理。