船舶固定CO2系统钢瓶瓶头阀连接软管问题探讨

中国船级社浙江分社 贾建雄



船舶固定CO2系统钢瓶瓶头阀连接软管问题探讨

中国船级社浙江分社 贾建雄

摘要：根据IMO第86届会议第53届消防分委会会议的建议，针对MSC.1/Circ.1318和MSC.1/Circ.1432通函，简述固定高压CO2系统钢瓶瓶头阀连接软管的更换要求；列举某巴拿马籍油化船在船级社进行换证检验时，被发现船舶高压CO2系统连接软管出现裂纹老化和硬化锈蚀的案例；分析某船级社的规范要求和船舶固定CO2系统连接管现状以及某船级社技术通函2007第006号总第019号等材质的要求；探讨和揭示多个船级社对橡胶软管型式认可在选型和选材方面的不同要求；最后提出解决问题的建议。

关键词：固定高压CO2系统；连接软管；通函；规范

国际海事组织（IMO）第86届会议审议通过了消防分委会在其第53届会议的建议，并专门针对固定CO2系统的检查和维护发布了MSC.1/Circ.1318通函，之后的MSC.1/Circ.1432通函关于固定CO2系统的要求明确指向此通函，要求高压CO2钢瓶瓶头阀连接软管（flexible hose，以下简称“连接软管”）。 连接软管是连接管的一种，还包括金属挠性管等，应根据制造商建议的周期更换，但使用年限不得超过10年。该通函于2009年6月11日生效，其本身是建议性的，但悬挂已接受上述通函的缔约国国旗的船舶需执行此要求。

除巴拿马等船旗国外（具体以船旗国要求为准），包括中国政府在内的大多数缔约国目前没有明确接受上述通函，但通函均明确其本身是执行SOLAS第II-2/14条的船上保养计划的基础。在船舶营运检验实践中发现，近期船舶更换连接软管比较普遍，但经深入调查分析，目前更换的连接软管存在未持有证明其性能的文件、持有但与其标明的用途不符、持有且可用于CO2系统但其原材料不满足缔约国授权组织的要求等问题。这样的连接软管更换可能会导致因换为普通低压橡胶管破坏了原有固定CO2系统的功能，关键设备的材料用途与证书规定不一致而被滞留。

一、船舶实例

某巴拿马籍油化船建造合同日期：2000年3月10日；安放龙骨日期：2001年4月9日；交船日期：2003年1月7日。按照MSC.1/Circ.1318通函定义，该轮船龄已达10年。近期在船级社进行换证检验时，验船师发现船舶高压CO2系统的连接软管表面出现大量明显裂纹（如图1所示），橡胶有老化和硬化现象，接头处均存在明显锈蚀。对此，验船师提醒船东按照MSC.1/Circ.1318更换连接软管。

船东很快购买了附带某船级社型式认可证书的进口连接软管。软管外观和原固定CO2系统的软管基本一致，与其他船舶安装的连接软管也相差无几，但其是无金属铠装的橡胶管，且证书的使用范围中无高压CO2系统标识。验船师核查了某船级社规范相关要求，产生了疑问。

图1 开裂的连接软管

二、某船级社规范要求

某船级社通函2007第006号总第019号关于船舶固定CO2系统中可使用挠性软管的通函明确说明，“连接管可使用高压金属软管，但不宜采用无金属铠装的橡胶软管”“所选用的挠性软管应满足相关标准的要求，其规格应在工厂提交的产品图纸资料中予以明确”。

某船级社《钢质海船入级规范》第3篇第2章2.4.4及其附录明确符合其要求的挠性软管的使用范围中无高压CO2。

某船级社《钢质海船入级规范》2013（以下简称规范2013）第6篇进而明确并将要求提高到“连接管除可采用符合公认标准的金属挠性管以外，CO2连接管应为无缝钢管”。

三、船舶固定CO2系统连接管现状

新船和现有船常见的固定CO2系统连接管主要有三种：（1）橡胶挠性管（如图2所示）；（2）金属铠装橡胶挠性软管（如图3所示）；（3）紫铜管（如图4所示）。

图2 橡胶挠性管　

图3 金属铠装橡胶挠性软管　

图4 紫铜管

到船舶CO2系统检修机构调研得知，2013年以来，更换船舶CO2系统连接管比较普遍。更换船舶CO2系统连接管的原因有：（1）橡胶连接管老化，金属管或连接管接头锈蚀；（2）船公司体系文件要求和船舶CO2系统厂家建议更换，船东对MSC. 1/Circ.1318通函是否强制不甚了解，提前执行；（3）港口国检查官口头要求按照MSC.1/Circ.1318通函更换；（4）船旗国政府的要求，如巴拿马政府于2009年6月11日起开始执行MSC.1/Circ.1318通函，即挂巴拿马旗的船舶按照“Flexible hoses should be replaced at the intervals recommended by the manufacturer and not exceeding every 10 years”条款执行。

更换连接管的情况如下：（1）某船级社船舶更换的连接软管大都持有某船级社型式认可证书和原厂橡胶管的合格证，型式证书中注明：a.材料为Rubber；b.适用的温度为-40～+60℃，压力为

25～40 MPa。但是产品的适用范围一栏未提到可适用于CO2（标明适用于燃油、滑油、液压和热油高压系统，海水和淡水冷却系统，舱底和压载系统，压缩空气系统和III级蒸汽管系统）。（2）其他船级社船舶更换的连接软管持有其他船级社型式认可证书或EC证书，并均附有原厂家的生产合格证。以NK、DNV及EC证书为例，其证书均明确材料为“Oil resistant synthetic rubber nitrile”，也列出了工作压力和温度值。DNV证书中没有使用限定，NK证书中明确连接软管可用于CO2。对比发现，某船级社和DNV、NK、EC证书列明的厂家（或是证书中明确规定的橡胶原料厂家）均是一致的，相关压力和温度参数一致，进行的试验均包含有验、爆破试验、压力脉冲试验和抗烧试验等。

目前的连接软管基本是橡胶软管和紫铜管两种。橡胶软管均无外护金属套，但内部均有金属编制网。具体选型主要根据客户需求，但以橡胶软管居多。国内生产的橡胶软管一般都附带合格证书和质量监督检验中心的检验报告。报告显示软管经压力试验（55 MPa）、爆破试验、-40 ℃弯曲试验、100 ℃下高压脉冲试验等12项指标均满意。此外，经反复测试，CO2释放时橡胶软管和紫铜管的状况结果满意。

四、问题凸显

1. 问题

根据某船级社型式认可证书显示的参数信息，橡胶管的温度范围、压力范围和弯曲半径等均满足CB/T 3294—1998的要求，而证书的“产品适用范围”栏与“认可标准”的内容一致，未提到适用于“高压CO2系统”。但是现实中，在国内，无论是船东还是CO2检修机构都首选持有某船级社认可证书的橡胶软管作为连接管。

但对比DNV、NK和EC证书，它们认可的橡胶软管与某船级社认可的橡胶管或原材料是同一家厂生产的，甚至是同一型号的橡胶管。某船级社证书注明材料为“RUBBER”，其他船级社注明材料为“Oil resistant synthetic rubber nitrile”，DNV证书关于产品只限定温度和压力，NK证书明确产品可用于CO2。其他船级社在产品检验和营运检验中允许使用此类连接软管。

目前，国内外新造船舶固定CO2系统大都使用内有编制网的橡胶软管。中国生产厂家使用的橡胶软管大都未持认可证书，只持有橡胶管厂家的出厂试验报告。

2. 分析

分析某船级社技术通函2007第006号总第019号，什么是铠装？《辞海》中解释，铠装就是在产品的最外面加装一层金属保护，以免内部的效用层在运输和安装时受到损坏。就是说自通函生效以后，连接管只能使用高压金属管或有金属保护套的橡胶管，而现实中大多不满足此要求。至于通函中所述的“相关标准”至今没有明确，某船级社在橡胶管认可时因没有相关依据，所以在橡胶软管使用范围中没写高压CO2。

分析某船级社规范2013修改通报对材质的要求。2013修改通报明确可使用金属挠性管，即规范生效以后建造的船舶安装和更换的连接软管均需满足此要求，未明确是否允许使用橡胶软管。但是，IACS的其他船级社均允许使用橡胶软管。规范2013修改通报生效以后，营运船舶更换连接管的时候该如何操作，产品认可时以什么标准要求连接软管，不得而知。

五、问题探讨

为什么关于连接管的选型和选材有不同的要求？CO2在释放过程中，储存在高压CO2钢瓶中的液态CO2因汽化而大量吸热，并伴随着对连接管施加的巨大压力。所以温度和压力是首要考虑的因素。是否还有其他因素要考虑呢？相关资料均未明确。就温度而言，相关要求从未提到防止CO2管系因气化吸热被损坏进而采取措施的要求，根据试验，CO2释放汽化时的最低温度约-10℃，从实验数据和材料的性能分析，在这样的温度下，无论是橡胶还是金属材料（铜）的性能都没有发生变化。而且CO2释放时，高压CO2在管中停留时间很短，加上要求满足2 min内喷入灭火处所所需CO2总量的85%，所以没要求采取保温措施是可以理解的。停留时间短也意味着连接管并非处于长期受压状态，这也是选材的关键因素。根据温度-压力状态曲线结合实验结果，可得出各船级社证书显示的橡胶软管性能满足CO2使用。

目前国产橡胶软管主要是采取送检和现场试验两种方法，没有申请某船级社检验。即：一是将橡胶管送检国家质量监督中心，对试验压力、爆破压力、泄漏试验、耐臭氧试验、低温弯曲试验、无挠曲液压脉冲试验、耐液体性能、层间黏附强度、长度变化率、最小通过量、最小弯曲半径等指标进行试验；二是采用金属管现场释放试验，释放时间等均达到等效船上释放的情形，大量实验表明紫铜管能适应此特殊环境。

根据定义，铠装只是解决了安装和运输过程中防止损伤要求，并没有实质性地增加其耐压等能。而目前使用的橡胶管在橡胶层之间基本都有金属编织网，此编织网的目的恰是增加其耐压性能。

六、处理建议

要想从根本上解决连接管的分歧，建议修订某船级社通函和规范。首先，对橡胶管重点提出内部结构的要求，比如金属编制网等，对其铠装要求可不提出，此外，应明确连接管应遵守的相关标准。其次，规范第6篇6.2.2.2.7（8）对连接管的选材应描述清楚，在规范第3篇中增加有关高压CO2连接管的检验要求，或在第3篇2.2.4.4及附录2的基础上修订。如果某船级社基于某些现状的考虑，制定了高于国际标准的要求也是可以的，但是规范、指南和有关通函要求一定要统一。

在此基础上，某船级社在对软管型式认可时（若申请），直接依据规范、通函进行试验并在证书中注明其是否适用于高压CO2系统。固定CO2系统型式认可中直接依据规范对连接管进行验证或试验（如没持证），并在认可证书中明确其选材，产品检验中严格按照型式认可确定的要求进行。明确船舶营运检验过程中的在材料的选择、规范生效后新造船和现有船的连接管选择等方面的要求。

DOI：10.16176/j.cnki.21-1284.2016.02.009