浅谈PE100管在船舶压载水系统中的应用

顾向荣

摘 要：船舶管系中通常使用的管材有钢管、铜管、塑料管、玻璃钢管等。目前随着技术的不断提高，强化聚乙烯（PE100）管逐渐被运用到船舶制造中来。该材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、无毒卫生、安装方便、管道系统密封性能好等优点，其性能符合船舶制造中的压载水系统。中远香港2.8万吨重吊船的压载水管系选用PE100管材料。本文叙述根据PE100在制造、加工及安装上的特殊要求而采取一系列的工艺措施。

关键词：PE100管材；压载水系统；工艺特点

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.210

1 PE100管的特性

1.1 PE100材料定义

PE是聚乙烯的英文缩写（Polyethylene），100是聚乙烯材料的设计环向应力为10MPa。

PE100属于聚烯烃材料，拥有非常高的抗冲击强度和耐磨性。

1.2 PE100特性

（1）重量轻。PE100管密度仅为0.96g/cm?，为钢管的1/8，运输、安装方便；

（2）可燃性。PE100易燃烧，燃烧时火焰为熔融滴落，离火后继续燃烧；

（3）寿命长。在-20℃～40℃温度范围内，设计使用寿命为50年；

（4）表面光滑。聚乙烯管内表面光滑，在与金属管流通面积长度和起点压力相同的情况下，PE100管的压头损失小、流通能力高、噪音小。因此在使用PE100管时，可适当提高水流的速度，即相同内径、起点压力、管线长度的情况下，可比金属管提高流量40%-50%。

从表1中可以看出，当输送相同流量时，PE100管的沿程水头损失为钢管的53.8%，为铸铁管的37.8%。

2 PE100管在我司28MPV重吊船压载水系统中的使用实例

我司28MPV船由于三台吊机全部位于左舷（其中两台为各350吨，可联吊700吨货物，一台100吨），因此船体结构不对称；又因为本船可装载货物种类较多，不同货物间的比重不同，为保证船体装卸、运行的平衡，本船设置了多达46个压载舱。为了保证调运货物时船体的平衡，其中NO.5、6、7、8 W.B.T（P/S）还兼用作HEELING TANK。

图2显示了该28MPV船舶压载水系统管线长度远大于普通散货轮，此时，PE100管重量轻、压头损失小、寿命长、维护简单的特性将极大的利于今后船舶的运营，故本船压载水系统使用PE100管取代了传统钢管。

3 PE100管生产设计过程中的特点

3.1 管路相关

（1）PE100管路布置：1）根据PE100管特性，压载水管系中舱壁贯穿件、阀门相接部分、吸口相接部分均采用钢质件；2）PE100管路尽量保持直线布置；3）PE100折弯处必须使用45°或者90°弯头（8倍弯曲半径），不采用弯管；4）考虑到PE100管伸缩量大，防止破坏钢质枝管贯穿件，每个贯穿件设置FIX-PIECE。而在压载主管末端，使用STOP PIEE止动；5）PE100管路不设置伸缩节或者膨胀弯（在空间允许的情况下，可以使用90°弯头及管材制作膨胀弯），我司28MPV管路布置在空间狭小的PIPE PASSAGE内，故未采用膨胀弯（图3）。

（2）管路分切：PE100管采用了与普通钢管不同的热熔焊接工艺，所以管路分切时需要保证PE100管件能满足热熔机的焊接条件（表2）；

表2中表示考虑抛光、焊接损耗等，管件对接焊后的最大值；表示未焊接，直接对接的最大值；

（3）PE100管预制加工：根据PE100管良好的拉伸特性（厂家拉伸试验中，拉伸的弹性变形量为13%），正常情况下预制管采用负公差加工，在安装过程中通过法兰螺栓收紧完成管路安装。

（4）合拢管的设置：PE100管在船体分段合拢缝处均需要设置合拢管，目的是为了防止分段搭载、分段合拢缝焊接时对PE100管路的损伤；PE100合拢管的长度需要待分段合拢后，实际量取后加工。此点与钢管合拢管留余量的预制模式不同。

（5）PE100管安装阶段：由于受船体结构限制，横向的PE100管路需要在大组阶段先行安装，为避免涂装阶段受喷砂、油漆损伤，安装后的管路需要使用防火布严密包裹，管路端部做密封处理；纵向的PE100管路可在分段完成涂装后安装，分段坞内搭载前完成。

（6）PE100管涂装：PE100管本身拥有良好的耐化学腐蚀特性，不需要进行管表面处理及涂装，但PE100管连接所用的钢质法兰需要根据所处的环境进行表面处理及涂装（图4）。

3.2 支架（PIPE SUPPORT）相关

（1）PE100管支架：PE100管支架采用特殊形式（图5），包括支架本体、支撑、管箍（上）、管箍（下）、LINER（上）、LINER（下）、螺栓螺母等；

（2）支架的入库：组立先行安装的管路支架，本体与管箍一体入库；外场安装的管路支架本体与管箍分开入库，现场焊接，方便PE100管穿入；

（3）PE100管支架布置：1）支架管箍不能设置在热熔对接缝处（对接处有凸起），会引起管路固定不稳和磨损；2）因PE100管路不承重，压载管阀门、吸口处需要设置专门的支架。

3.3 其他注意点

由于PE100管工作温度在40℃以下，所以PIPE PASSAGE内的PE100管路需要远离蒸汽管路，特别是支架不能做成PE100管、蒸汽管共用的形式；

4 总结（降本增效）

（1）PE100管件价格高，尽量少使用管件：PE100管路弯曲必须使用45°或者90°弯头，所以在船体结构允许的情况下，PE100管路尽量保持直线，减少管件使用量；

（2）PE100管熔接成本高，尽量减少对接缝数量：尽量不使用PE100管件+PE100短管+PE100管件的对接焊形式，而采用PE100管件+PE100管件对接，从而减少一条对接缝。