田大春

国外从20世纪40年代后期即开始使用船用塑料管道管路系统，我国最早于1966年由当时的红旗造船厂和广州造船厂在6艘拖轮上应用了工程塑料管。航运业对使用塑料管道的兴趣源于塑料管相对金属管具有分量轻、耐腐蚀、寿命长、价格低、安装方便等优点。以上建饮用水系统为例，使用塑料（PE-RT）管和不锈钢管相比重量相差5倍多，价格相差17倍，紫铜管价格更高[1]。船舶应用塑料管道属于船东价值需求驱动。塑料管因其实船使用性能良好等多个优点，逐渐获得船东的青睐。

SOLAS公约对船舶防火分隔、水密分舱以及穿舱构件等方面有着严格的规定，贯穿全船的管道材料应为钢质或船舶挂旗国满意的其他等效材料。塑料管道只要满足应用范围、管道运输介质和使用场景等要求，并且使用能够保证船舶安全的设计和安装工艺以及许用性能标准，船舶即可以安全、合理地使用。相较于钢质管道，塑料管道在船上的应用不仅要考虑管道材料、强度、许用工作温度、耐火性能和低播焰性等性能，还需要考虑安装工艺、贯穿件等附件是否符合要求。任何一个环节没有把好关，都会影响船舶水密分舱或防火分隔的完整性。因此，在船舶建造或营运检验和实施港口国监督检查时，船级社和港口国监督检查官都应掌握公约要求，强化对船舶使用塑料管的检查，确保船舶、船旗国在此方面履约。

一、船用塑料管相关定义

1.塑料

经海安会MSC.313（88）决议修订的A.753（18）决议《船上使用塑料管道指南》（以下简称《指南》）中规定，塑料系指经增强或未经增强的热塑性材料或热固性材料两种，诸如聚氯乙烯（PVC）与纤维增强塑料（FRP）。塑料包括合成橡胶和具有类似热/机械特性的材料。

热塑性塑料是一类在一定温度下具有可塑性，冷却后固化且能重复这种过程的塑料。船上常见的热塑性材料如聚氯乙烯（PVC）、聚丁烯（PB）、聚乙烯（PE100）、耐热聚乙烯(PE-RT)、Ⅲ型无规共聚聚丙烯（PP-R）。

以热固性树脂为主要成分，配合以各种必要的添加剂通过交联固化过程成型的塑料，在制造或成型过程的前期为液态，固化后即不溶不熔，也不能再次热熔或软化。船上最常见的热固性材料为玻璃纤维增强塑料（FRP），使用这种材料生产的管子俗称玻璃钢（GRE，Glass-reinforce epoxy）管。

目前塑料管的大规模应用主要还集中在上建区域供水、疏排水管系和压载水管系，如表1所示。

表1 常见塑料管的用途一览表

2.低播焰性

塑料管的播焰性测试应按照《指南》附录3的试验方法，并根据《耐火试验程序规则2010》第5部分播焰性试验，表面可燃性衡准不超过表2所列数值，即属于低播焰性衡准材料。

表2 表面可燃性衡准

塑料管一般都是沿舱壁或天花板布置，因此确定塑料管低播焰性时取表内第2栏参数值。

二、国际海事组织和船级社协会的努力

国际海事组织第18届大会以A.753（18）决议通过的《指南》帮助主管机关以合理统一的方式确定这类材料的应用许可。随着船用塑料材料的持续发展和海上安全标准的提高，使得IMO必须对《指南》进行定期修订，以考虑技术发展并维持最高实际安全水平，见表3。

表3 IMO《指南》修改记录

船级社协会根据A.753（18）号决议的条款于1996年发布了IACS UR P4《船用塑料管的生产与应用》，该统一要求自发布后进行了多次修订并被纳入《钢质海船入级规范》第3篇第2章附录1。MSC.313（88）决议和MSC.399（95）决议已被纳入中国船级社《钢质海船入级规范》2016修改通报，以实现我国对《指南》相关决议和船用塑料管生产和应用的全面履约。

三、船上安全使用塑料管的关键要素

（一）塑料管性能

管子的基本性能包括强度、轴向强度、耐冲击性、许用工作温度应采用国际标准或船旗国接受的国家标准，塑料管根据不同材质使用合适的安装工艺，一般分为胶水连接和热熔焊两种，连接工艺已经非常成熟。另外还应根据用途和使用场景确定管子是否需要符合一定的耐火性和播焰性要求。

1.耐火性

MSC.313（88）决议将管子耐火性由原来的L1级（干燥情况下，至少1小时耐火试验不损坏其完整性）、L2级（干燥情况下，至少0.5小时耐火试验不损坏其完整性）、L3级（湿式情况下，至少0.5小时耐火试验不损坏其完整性），新增了L1W、L2W（类似L1、L2的管系，但该系统不运送易燃液体或任何气体且爆火后可接受的系统流量损失最高为5%）。所需管子可根据实际情况参考《指南》附录4耐火性要求矩阵或IACS UR P4.4.1表1或船级社规范如中国船级社《钢质海船入级规范》第3篇2章附录1表（见表4）确定。如上建起居处所的生活污水使用塑料管，查询该管对应的耐火等级是“O”，即该管不需要耐火试验。

2.播焰性

MSC.399（95）决议对《指南》应用塑料管可免除低播焰性要求的位置由开敞甲板、舱柜、隔离舱、管隧及导管内的管子，扩展到由“A”级舱壁分隔的起居处所、永久有人的处所和逃生通道分开的处所，如非连续值班的控制站、服务处所或其他机器处所等。

表4 耐火要求

3.塑料管实际应用检验案例分析

一艘Panama籍成品油/化学品船，建造日期为2010年8月12日，二氧化碳间有两根塑料管，经确认分别是生活污水管和日用疏水管，塑料管材质是PVC（聚乙烯），两根管路穿越二氧化碳舱壁和甲板进入机舱，其实船布置见图1。

图1 实船布置图

船上提供一份某船级社认可PVC管子的产品证书和产品出厂合格证，证明PVC管已经按照IMO.A753（18）认可，可以用于生活污水系统和疏水系统（见图2）。

根据产品证书和出厂合格证，初步判断两根PVC管的基本性能符合A.753（18）决议《指南》要求。接下来是确认耐火性和播焰性，根据《指南》耐火要求矩阵表，查询到该管子对应的耐火等级是“O”，即表示该管子不需要进行耐火试验。该船按照2015年6月5日通过的MSC.399（95）决议对《指南》的修订，该管子安装在二氧化碳间，属于可以免除低播焰性的处所之一。最后我们得出结论，这两个塑料管是符合公约要求的，不需要进行耐火试验和播焰性试验。

（二）塑料管贯穿

1.贯穿件要求

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。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。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。

2.传统贯穿套管

根据SOLAS CHII-2/REG9.3.1，塑料管贯穿“A”级舱壁或甲板采用的贯穿套管系由厚度3毫米及以上、长度分隔两侧各450毫米的钢或等效材料制成，且无开口，不要求进行试验。该贯穿件应通过延伸与该分隔同样级别的隔热材料适当隔热。塑料管带法兰可通过螺栓或塑料管夹连接贯穿套管，这类贯穿与采用金属管贯穿并无区别。

3.贯穿套件

贯穿套件必须根据《耐火试验程序规则》进行试验，经船级社认可，目前市场上常见的几个品牌有RISE、MCT、3M、PANDA和国内的海鸿等。这种塑料管路贯穿套件通常只适用于热塑性塑料管，套件由橡胶密封塞、橡胶防火带和钢套管组成。安装时，用多层橡胶防火带绑扎在塑料管子上，橡胶防火带充满钢套管空间，然后在钢套管两端插入橡胶密封塞。将该塑料管路贯穿装置固定在具有A0—A60级防火要求的舱壁和甲板上，由于大部分塑料管在温度高于75摄氏度时开始变软，在140摄氏度时可以点燃，当一个舱室发生火灾时，橡胶密封塞和橡胶防火带第一个反应变黏，封锁胶带内部的空气，在温度升高时，能够迅速膨胀，压力直接作用在已经变软的塑料管上，使密封物充满整个钢套管内部空间，从而切断火焰、烟雾及水等的传播通路，有效保证相邻舱室的安全。图3是一贯穿件的耐火试验图片。

图3 一贯穿件的耐火试验图

贯穿套件的多样性和特殊的施工工艺使其很难寻求统一的标准，因此在这方面的检验存在一定难度。如果对贯穿套件进行深入检查，必须了解生产商的产品性能和安装方法。以RISE产品为例，贯穿套件分为防火、水密和气密几种，根据实际穿舱位置和要求选择合适的贯穿套件，如果仅仅是防火的要求，只需要橡胶层填充即可。对于气密的要求，需要在套管橡胶层外侧敷设5毫米厚的密封胶，对于水密的要求，密封胶厚度至少20毫米。另外，还应注意塑料管直径，选择合适尺寸的套件，如果塑料管直径小于140毫米，套管长度180毫米，对于大于等于140毫米的塑料管，套管长度至少应为140毫米。

四、船上检查问题清单及检查表

塑料管的材料、贯穿套件等产品技术发展很快，塑料管在船上的应用有着广阔的前景，目前已有相当数量的船舶在上建区域的疏排水系统、饮用水、淡水供水系统采用塑料管道，同时，塑料管在舱底水、压载水管道中也扮演着越来越重要的角色，甚至在成品货油管道、通风管等也出现使用塑料管的情况。验船师和船厂容易忽视塑料管的检验和控制，易出现产品不配套、安装工艺不到位等问题，应引起重视。

检验人员所遵循的原则：一是不搞破坏性检查；二是遵循最轻原则，即新生效公约放宽的要求不对老船提缺陷。

以下是结合公约要求，提出9个检查问题清单及说明，检查表见表5。

表5 船上使用塑料管检验检查表

1.船上安装塑料管是否能够提供相关证书？

如果该船安装塑料管，至少应能提供相应的产品证书、出厂合格证书，以备查询。

2.塑料管产品是否适用于其功能？

塑料管的使用应至少符合其性能要求，包括耐火性、播焰性等。

3.塑料管的连接工艺是否合适？

不同材质的塑料管采用不同的连接方式，如PVC一般采用特殊胶水连接，PPR采用热熔焊接等。

4.塑料管的贯穿是否采用普通金属套管？

贯穿“A”级舱壁和“B”级舱壁的金属套管符合SOLAS要求可以不用做耐火试验。

5.塑料管采用金属套管连接方式时，其套管绝缘延伸是否符合要求？

贯穿套管应采用合适的方式与塑料管连接，常用法兰或塑料管夹两种方式，并将金属套管延伸绝缘与舱壁或甲板防火分隔一致，绝缘延伸至少450毫米。

6.塑料管的贯穿是否采用贯穿套件？

如果塑料管的贯穿采用贯穿套管，该贯穿套件应有船级社认可的耐火试验证书。

7.贯穿套件安装是否符合要求？

用于不同位置、不同直径的塑料管的贯穿套件有不同的安装要求，船上安装必须遵循厂家的指导手册。

8. 贯穿套件防火性能是否被破坏或被破坏后未按照要求修复？

船上新设备的安装或其他原因导致贯穿套件分隔性能破坏后，未修复或未采用厂家推荐的方法和原厂材料进行封堵，如采用橡皮泥等方式是不接受的。

9.船上是否有维修塑料管的能力和必要工具？

面对岸上维修不及时，船上是否有管路连接或贯穿套件安装的工艺和工具。

五、结束语

塑料管在船上的应用虽然只是整个船舶管系中的一小部分，但其不仅关乎船员健康和安全，也关乎整个船舶的安全。根据不同的应用场合，考虑运输的流体介质，选择合适的管材十分重要。目前，船级社或港口国监督检查官对塑料管在船上应用的检查还不够重视，不同厂家产品及安装工艺各不相同，没有标准可循也使检查面临许多困难。如果把好建造检验关，加上港口国监督检查的督促，一定能切实提高塑料管在船上的安全应用。