船用塑料管规范要求及技术参数.docx
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船用塑料管规范要求及技术参数
船用塑料管规范要求及技术参数
一、船用塑料管规范要求
以下摘录自中国船级社《钢质海船入级与建造规范》,这部分内容是船级社按照IACSURP4的内容翻译编辑而成,所有船级社基本是一致的。
2.4.3塑料管
2.4.3.1塑料管在船上的应用范围及其部位应按附录I中的表1规定并满足表中规定的防火要求。
2.4.3.2船上所用塑料管应为认可型认可程序和内容可按附录I有关规定进行。
2.4.3.3船上所用塑料管应根据其化学成分机械性能和耐温极限选取。
2.4.3.4塑料管一般不用于介质温度高于60℃或低于0℃的管系。
附录I船用塑料管的生产与应用
1.1术语与定义
1.1.1塑料:
系指经增强或未经增强的热塑性材料或热固塑性材料两种,诸如聚氯乙烯PVC
与纤维增强塑料FRP。
1.1.2管子:
管系系指管子、附件管子、接头连接方法以及要求符合性能标准的任何内外衬,护层与涂层。
1.1.3接头:
系指使用粘接剂、层压、焊接等连接管路。
1.1.4附件:
系指用塑料制成的弯头、肘形弯管组装分支管。
1.1.5标定压力:
系指本附录1.3.1要求的最大允许工作压力。
1.1.6设计压力:
系指工作条件下可能遇到的最大工作压力或系统中任何安全阀或压力释放装置的最高设定压力(如装有这种装置)。
1.1.7耐火性:
系指管子遇到火灾时在一预先设定的时间内保持其强度与完整性(能够起到其应起的作用)的能力。
1.2适用范围
1.2.1这些要求适用于于船用塑料管/管系。
1.2.2这些要求不适用于挠性管、软管以及金属管系中使用的机械连接法兰。
1.3一般要求
管子的技术要求应按照本社接受的国家或国际标准。
此外,还应符合下列规定:
1.3.1强度
(1)管子强度是在标准条件下,将管子试样以液压试验的爆破压力来确定:
大气压等于0.1MPa,相对湿度30%,环境与充装液体的温度298K(25℃);
(2)附件与接头的强度应不小于管子的强度;
(3)标定压力应根据下列条件确定:
①内压
内压Pnint应取下列较小者:
Pnint≤Psth/4或Pnint≤Plth/2.5
式中:
Psth—短期液压试验的爆破压力,MPa;
Plth—长期液压试验的爆破压力(100000h),MPa;
②外压
外压:
Pnext≤Pcol/3
式中:
Pcol—管子破损压力,MPa;
(4)破损压力应不小于0.3MPa;
(5)最大工作外压是管内真空与管子外部液体压头的总和;
6.最大允许工作压力应根据制造厂建议的最大允许工作温度确定。
1.3.2轴向强度
(1)由于压力重量和其他负荷引起的纵向应力的总和应不超过纵向的许用应力。
(2)对纤维增强塑料管,其纵向应力之和,应不超过由标定内压作用下引起的标定周向应力的一半(见本附录1.3.1)。
船用塑料管的生产与应用是国际船级社协会IACS根据国际海事组织IMO第A75318号决议的条款提出的
1.3.3耐冲击性
(1)塑料管和接头应具有按照接受的国家和国际标准规定的最低耐冲击性。
(2)试验后,试样应进行其2.5倍的设计压力且不少于1h的液压试验。
1.3.4温度
(1)决定工作压力的允许工作温度应遵循制造厂的建议,但在每一种情况下,允许工作温度应低于管子材料的最低受热变形温度至少20℃(按ISO75方法A或等效标准确定)。
(2)最低受热变形温度应不低于80℃。
1.4根据用途和或使用的部位对管子管系的要求
1.4.1耐火性
(1)对船舶安全有重大影响的管子和其连接附件应符合IMOA.753(18)决议(如适用)附件1或2的最低耐火要求。
(2)根据管系保持其强度与完整性的能力,共有3种不同等级的管系耐火性:
①I级:
管子如通过了IMOA.753(18)决议附件1规定的耐火试验,并在干燥情况下,经过至少1h的耐火试验而不损坏其完整性,可被视为符合I级L1耐火标准。
②II级:
管子如通过了IMOA.753(18)决议附件1规定的在干燥情况下,经过至少30min的耐火试验,可被视为符合级L2耐火标准。
③III级:
管子如通过了IMOA.753(18)决议附件2规定的在湿式情况下,经过至少30min的耐火试验,可被视为符合III级L3耐火标准。
(3)根据管子的耐火性能,允许其应用的部位和系统见表1.4.1。
1.4.2播焰性
(1)除安装在开敞甲板和舱柜、隔离舱、管隧及导管内的管子外,所有管子的表面低播焰性的性能应不超过IMOA.653(16)决议规定的平均值。
(2)IMOA.653(16)决议的程序中规定了表面播焰性的特性,并考虑了对曲线型管子表面的修整,见IMOA.753(18)的附录3。
1.4.3防火涂层
当管子和附件的防火涂层为达到所要求的耐火标准时,应满足下列规定:
①一般制造厂发货时,管子应有保护涂层;
②涂层的耐火性在受到盐水、油或舱底污水作用时应不会降低,涂层对管子可能接触的
产品有抵抗性;
③考虑防火涂层时,应考虑到热膨胀、抗振性和伸缩性;
④防火涂层应具有足够的抗冲击特性,以保持其完整性;
1.4.4导电性
为确保导电性管子和附件的电阻应不超过1×105Ω/m。
1.5制造过程中材料的认可和质量控制
1.5.1管子和附件的样品应按国际船级社协会统一要求(IACSUR)进行短期和长期的设计强度、耐火和表面低播焰性、电阻(导电管子)和抗冲击性试验
1.5.2管子和附件的代表性试样样品的选取应使本社满意。
1.5.3制造厂应具有符合ISO9000系列标准或等效的质量体系。
该体系应有必要的要素所组成,以便确保管子和附件的制造具有持久和统一的机械和物理性能。
1.5.4每一管子和附件应由制造厂以不小于1.5倍的标定压力进行液压试验。
1.5.5管子和附件应有永久性的识别标志。
识别标志应包括额定压力、制造管子和附件所依据的设计标准以及制表1.4.1造管子和附件所用的材料
N管系
部位
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
A类机器处所
其他机器处所和泵舱
货泵舱
滚装货舱
其他干货舱
货油舱
燃油舱
压载水舱
隔离舱、空舱、管隧和导管
居住处和服务处所控制室
开敞甲板
12
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
货油(可燃货物闪点≤60℃)
1货油管路
NA
NA
L1
NA
NA
O
NA
O
O
NA
L1
2原油洗舱管路
NA
NA
L1
NA
NA
O
NA
O
O
NA
L1
3透气管路
NA
NA
NA
NA
NA
O
NA
O
O
NA
×
惰性气体
4水封流出管路
NA
NA
O
NA
NA
O
O
O
O
NA
O
5洗涤器流出管
O
O
NA
NA
NA
NA
NA
O
O
NA
O
6总管
O
O
L1
NA
NA
NA
NA
NA
O
NA
L1
7分配管
NA
NA
L1
NA
NA
O
NA
NA
O
NA
L1
可燃液体(闪点>60℃)
8货油管路
×
×
L1
×
×
NA
O
O
O
NA
L1
9燃油管
×
×
L1
×
×
NA
O
O
O
L1
L1
10润滑油管
×
×
L1
×
×
NA
NA
NA
O
L1
L1
11液压油管
×
×
L1
×
×
O
O
O
O
L1
L1
海水
12舱底水总管及支管
L1
L1
L1
×
×
NA
O
O
O
NA
L1
13消防总管及水雾管
L1
L1
L1
×
NA
NA
NA
O
O
×
L1
14泡沫系统
L1
L1
L1
NA
NA
NA
NA
NA
O
L1
L1
15自动喷水系统
L1
L1
L3
×
NA
NA
NA
O
O
L3
L3
16压载系统
L3
L3
L3
L3
×
O0
O
O
O
L2
L2
17冷却水重要用途
L3
L3
NA
NA
NA
NA
NA
O
O
NA
L2
18清舱用固定机械系统
NA
NA
L3
NA
NA
O
NA
O
O
NA
L3
19非重要系统
O
O
O
O
O
NA
O
O
O
O
O
淡水
20冷却水重要用途
L3
L3
NA
NA
NA
NA
O
O
O
L3
L3
21冷凝回水
L3
L3
L3
O
O
NA
NA
NA
O
O
O
22非重要系统
O
O
O
O
O
NA
O
O
O
O
O
卫生/泄水/排水
23甲板泄水(内部)
L1
L1
NA
L1
O
NA
O
O
O
O
O
24卫生泄水(内部)
O
O
NA
O
O
NA
O
O
O
O
O
25排水孔和排水(舷外)
O
O
O
L
O
O
O
O
O
O
O
测深空气
26水舱干燥处所
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
27油舱(闪点>60℃)
×
×
×
×
×
×
O
O
O
×
×
其他
28控制用空气管
L1
L1
L1
L1
L1
NA
O
O
O
L1
L1
29日用空气管非重要用途
O
O
O
O
O
NA
O
O
O
O
O
30盐水管
O
O
NA
O
O
NA
NA
NA
O
O
O
31辅助低压蒸汽管(0.7≤MPa)
L2
L2
O
O
O
O
O
O
O
O
O
注:
L1——干燥状态耐火试验附录
(1),60min;
L2——干燥状态耐火试验附录
(1),30min;
L3——注水状态耐火试验附录
(2),30min;
O——不要求耐火试验;
NA——不适用;
×——熔点大于925℃的金属材料;
①当使用非金属管子时,应在船舶舷侧设置遥控控制阀(该阀应从安装阀的处所以外进行控制);
②货油舱内应设置遥控关闭阀;
③当货油舱装有闪点大于60℃的可燃液体时,可以用“O”替代“NA”或“×”;
④对于仅供有关处所用的泄水管,可以用“O”替代“L1”;
⑤当法定要求或本规则不要求具备控制功能时,可以用“O”替代“L1”;
⑥对于机器处所的甲板水封之间的管子,可以用“O”替代“L1”;
⑦对客船应替代“L1”
⑧用于1966年《国际载重线公约》第3条规定的位置1和位置2处的露天甲板的排管,应为当如在其上端装有防止向下注水的关闭装置且能从干舷甲板进行操作时,可以例外;
⑨用于燃油舱加热和船舶气笛等重要管路时应替代“O”;
⑩对于符合MARPOL73/78附则I第13F条3f款的油轮;“NA”应替代“O”;
部位定义:
A——A类机器处所
系指SOLAS公约第II—2/3.19条定义的A类机器处所
B——其他机器处所和泵舱
系指A类机器处所和泵舱以外的处所,包括推进机械,锅炉、蒸汽机和内燃机发电机和主要电动机,泵、加油站、冷藏装置、防摇装置、通风机和空调装置,以及类似处所及通往这些处所的围壁通道;
C——货泵舱
装有货泵的处所及通往这些处所的出入口和围壁通道;
D——滚装货舱
系指SOLAS公约第II—2/3.14和3.18条定义的滚装货物处所和特种处所;
E——其他干货舱
除滚装货舱以外的所有用于装载非液体货物的处所及通往这些处所的围壁通道;
F——货油舱
系指所有用于装载液体货物的处所及通往这些处所的围壁通道;
G——燃油舱
系指所有用于装载液体燃油不包括货油的处所及通往这些处所的围壁通道;
H——压载水舱;
系指所有供压载水用的处所及通往这些处所的围壁通道;
I——隔离舱空舱等
系指两个相邻舱室的舱壁之间的空处所;
J——起居服务处所
系指SOLAS公约第II—2/3.10,3.12及3.22条定义的居住处所服务处所和控制站;
K——开敞甲板
系指SOLAS公约第II—2/26.2.25定义的开敞甲板处所;
1.5.6如果制造厂没有符合ISO9000系列或等效的经认可的质量体系,管子和附件应按IACSUR进行试验,并且每批管子均应使验船师满意。
1.6安装
1.6.1支架
(1)船上系统中管架的选择和间距应取决于许用应力和最大挠度。
支架之间的距离应不大于管
子制造厂所推荐的距离。
选择管架和间距应考虑管子尺寸、管材的机械和物理性能、管子和管内液体的质量以及该系统可能遇到的外压、工作温度、热膨胀影响、外力引起的负、荷冲击力、水锤现象、振动系统能经受流体流动的最大加速度,并应考虑到综合负荷。
(2)每一支架的全宽范围上应均匀承担管子及其内部介质的荷重,管子与支架相接触时,应采取措施以减小管子磨损。
(3)管系中的重部件如阀和膨胀接头应作单独支撑。
1.6.2膨胀
(1)每一管路均应有适当的措施以允许塑料管和钢结构之间的相对运动,还应考虑:
①热膨胀系数不同;
②船壳及其结构变形。
(2)当计算热膨胀时应考虑系统的工作温度和组装时的温度。
1.6.3外部负荷
(1)安装管路时,应允许有适当的临时集中负荷。
这种允许包括至少在任何大于100mm公称外径的管子上,在其跨度中间以100kg负荷(人)而产生的压强。
(2)除了按本附录1.3.1规定所有管路(包括端部开口的管路)的最小壁厚已有足够的坚固性
外,根据船上的实际工作条件船级社可要求适当增加管子的最小壁厚。
(3)必要时,管子应设有避免机械损伤的防护措施。
1.6.4连接强度
(1)连接强度应不低于其所安装的管系强度。
(2)管子可采用粘接剂粘、接焊、接法兰或其他接头方法进行组装。
(3)采用组装接头时,粘接剂应能确保管子和附件之间在其使用的温度和压力范围内保持永久密封。
(4)接头的紧密性应达到制造厂说明书的要求。
1.6.5导电管的安装
(1)对于管系中流体的导电率小于1000pS/m时,如精加工产品和蒸溜液应采用导电管。
(2)如管路穿过危险区,无论其输送何种液体,塑料管路均应是导电的。
管系中的任何一点接地电阻应不超过1×106Ω/m管子和附件最好导电相同。
具有导电层的管子和附件可以防止因火花引起损坏管壁的可能性,应有良好的接地。
(3)安装完成后,接地电阻应进行校验。
接地导线应能便于检查
1.6.6防火涂层的应用
(1)管子液压试验完成后,如需满足本附录1.4.3的耐火要求时,应在接头上涂上防火涂层。
(2)涂防火涂层应根据制造厂推荐的在各种特定情况下采用经认可的工艺规程。
1.6.7穿过分隔
(1)如塑料管穿过A或B级分隔,应采取措施以确保耐火性不受损坏。
这些措施应按修整的
A.754(18)决议关于A、B和C级舱壁防火试验程序的建议进行试验。
(2)当塑料管穿过水密舱壁或甲板时,舱壁或甲板的水密完整性应被保持。
(3)如舱壁或甲板也为防火分隔则烧毁的塑料管可能引起舱内液体流入,应在舱壁或甲板上安装一个能在干舷甲板上进行操纵的金属关闭阀。
1.6.8安装的控制
(1)安装应按制造厂的指南进行。
(2)开工之前连接工艺应经船级社批准。
(3)船上管路安装之前,应按IACSUR规定进行试验和检测。
(4)担任该项工作的人员应有相应的资格和使本社满意的证明。
(5)粘接工序包括:
①所用材料
②工具和定位器
③接头准备要求
④塑化温度
⑤尺寸要求和公差
⑥组装完工试验的接受标准
(6)在粘接工序中任何改变而引起接头的物理和机械性能时该工序应重新认可。
1.6.9粘接工序质量试验
(1)试验组装件应根据认可的粘接工序进行组装,并且至少由一个管与管接头和一个管与附件接头组成。
(2)当试验组装件固化后,为了安全组装件应进行其2.5倍的设计压力且不少于1h的液压试
验。
接头不允许出现泄漏或裂开。
试验时,接头应保持其纵向和轴向都受力。
(3)选取试验组装件的管子应符合下列规定:
①连接的最大尺寸为200mm公称外径或更小时,试验组装件应取最大尺寸的管子连接。
②当连接的最大管子大于200mm公称外径时则试验组装件的尺寸应选取200mm或最大管径的25%取其较大的尺寸。
(4)当进行操作鉴定时,每一个粘接器和每一个粘接人员应按上述规定的尺寸和数量装配试验组装件。
1.6.10船上安装后的试验
(1)重要用途的管系应进行压力试验,试验压力应不小于1.5倍的设计压力或0.4MPa,取其中大者。
(2)非重要用途的管系应在工作状态下检查泄漏。
(3)对于要求导电的管路应检查接地并抽验电阻。
二、IACSURP4关于塑料管的认证要求
以下摘录自《IACSURP4》,主要说明在塑料管(包括玻璃钢管)在型式认可过程中工厂需要提供的信息和文件:
P4.7节包括对塑料管的形式认可的要求,也适用于刚性管、管接头和管附件。
4.7.2文件
1、以下关于塑料管、管附件和管接头的信息需要提交认可
(1)总体信息:
管附件尺寸
最大内外工作压力
工作温度范围
所要服务的系统和安装位置
防火等级
导电性
适用的液体
流速限制
使用寿命
安装说明书
标志详图
2、图纸和支撑文件
(1)证书和相关试验报告
相关标准细节
所有相关设计图纸、分类、数据清单、计算书和功能描述
详细的说明管子、附件和管接头的装配图纸
(2)材料
树脂类型
增强聚乙烯树脂管中使用的催化剂、增速剂的类型和所使用的聚合物,环氧树脂所使用的硬化剂类型
所有增强剂。
3、一份所有增强剂的申明,无法确定单位面积数量的参考号数或者用细线编制粗沙的号数,都要细致说明。
4、在制造管材过程中所使用的胶衣或者热塑线条的完整信息。
5、雇用树脂/配筋率。
硬化/预硬化条件:
树脂硬化和预硬化温度和时间/强化率。
6、缠绕角和方向。
4.7.3测试
测试是为了验证管材、附件和管接头符合IACSURP4关于型式认可的要求。
管材、管接头和附件必须进行测试以符合船级社接受的标准的要求。
三、PE管相关技术参数和要求
以下是根据GB/T13663-2000《给水用聚乙烯(PE)管材》摘录:
3.1定义
3.1.1几何定义
3.1.1.1公称外径dn:
规定的外径,单位为毫米。
3.1.1.2平均外径dem:
管材外圆周长的测量值除以3.142(圆周率)所得的值,精确到0.1mm,小数点后第二位非零数字进位。
3.1.1.3最小平均外径dem,min:
本标准规定的平均外径的最小值,它等于公称外径dn,单位为毫米。
3.1.1.4最大平均外径dem,max:
本标准规定的平均外径的最大值。
3.1.1.5任一点外径dey:
通过管材任一点横断面测量的外径,精确到0.1mm,小数点后第二位非零数字进位。
3.1.1.6不圆度:
在管材同一横断面处测量的最大外径和最小外径的差值。
3.1.1.7公称壁厚en:
管材壁厚的规定值,单位为毫米,相当于任一点的最小壁厚ey,min。
3.1.1.8任一点的壁厚ey:
任一点上管材壁厚的测量值,精确到0.lmm,小数点后第二位非零数字进位。
3.1.1.9最小壁厚ey,min:
本标准规定的管材圆周上任一点壁厚的最小值。
3.1.1.10最大壁厚ey,max:
根据最小壁厚(ey,min)的公差确定的管材圆周上任一点壁厚的最大值。
3.1.1.11标准尺寸比(SDR):
管材的公称外径与公称壁厚的比值。
SDR=dn/en
3.1.2与材料有关的定义
3.1.2.1混配料:
以聚乙烯基础树脂加入必要的抗氧剂、紫外线稳定剂和颜料制造而成的粒料。
3.1.2.2σlpl1):
与20℃、50年、概率预测97.5%相应的静液压强度,单位为兆帕。
3.1.2.3最小要求强度(MRS):
σlpl圆整到优先数R10或R20系列中的下一个较小的值。
3.1.2.4设计应力σs:
在规定应用条件下的允许应力,MRS除以系数C,圆整到优先数R20系列中下一个较小的值,即:
σs=〔MRS〕/C………………
(1)
3.1.2.5总使用(设计)系数C:
一个数值大于1的总系数,它考虑了未在预测下限中体现出的使用条件和管道系统中配件等组成部分的性质。
3.1.3与使用条件有关的定义
3.1.3.1公称压力(PN):
本标准中公称压力PN相当于管材在20℃时的最大工作压力,单位为兆帕。
3.1.3.2最大工作压力(MOP):
管道系统中允许连续使用的流体的最大有效压力,单位为兆帕。
3.2符号
C:
总使用(设计)系数;
dem:
平均外径;
dem,max:
最大平均外径;
dem,mix:
最小平均外径;
dn:
公称外径;
ey:
任一点壁厚;
ey,min:
最小壁厚;
ey,max:
最大壁厚;
ft:
温度对压力的折减系数;
ty:
管材任一点的壁厚公差;
σlpl:
与20℃、50年、概率预测97.5%相应的静液压强度;
σs:
设计应力;
3.3缩略语
MFR:
熔体流动速率;
MOP:
最大工作压力;
MRS:
最小要求强度;
PE:
聚乙烯;
PN:
公称压力;
SDR:
标准尺寸比。
4、材料
4.1命名:
本标准中的聚乙烯管材料按如下步骤进行命名:
4.1.1按照GB/T18252确定材料的与20℃、50年、预测概率97.5%相应的静液压强度σlpl。
4.1.2按照表1,依据σlpl换算出最小要求强度(MRS),将MRS乘以10得到材料的分级数。
4.1.3按照表1,根据材料类型(PE)和分级数对材料进行命名。
表1 材料的命名
表1材料的命名
σlpl,Mpa
MRS,Mpa
材料分级数
材料的命名
6.30~7.99
6.3
63
PE63
8.00~9.99
8.0
80
PE80
10.00~11.19
10.0
100
PE100
4.2 使用混配料生产聚乙烯管材,混配料为蓝色或黑色,基本性能应符合表,2要求。
蓝色管用材料应能保证使
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- 塑料管 规范 要求 技术参数