船舶上建供排水系统管材的选用比较

於黄萍

（沪东中华造船（集团）有限公司 上海200129）

船舶上建供排水系统管材的选用比较

於黄萍

（沪东中华造船（集团）有限公司 上海200129）

文章根据船舶上建供排水系统介质的特点，描述了系统及其使用的各种管材的特性，同时对各种管材在质量、价格、设计、施工等各方面进行对比，得出结论：不锈钢管和紫铜管仍将继续使用，但塑料管优势明显，其应用会越来越广泛。

上层建筑；供排水系统；管材；塑料管

引 言

船舶上建供排水系统分为生活用水系统和生活污水系统，生活用水系统可分为洗涤水系统、卫生水系统和饮用水系统，洗涤水系统又包括冷水系统和热水系统。近年来，欧美等国开始将船舶所有生活用水系统合并为一套饮用水系统，虽然目前这种设计在国内的实践项目不多，但其仍代表了未来的一个发展趋势。船舶上建供排水系统对于船舶来说虽然不是至关重要的系统，但选用管材价格的高低、施工以及维修的便利性等因素对船厂和船东依然非常重要。

1 管材类别及应用

1.1 金属管材

金属管材的使用不受介质温度及环境温度的限制。目前上建生活用水使用的金属管材主要有镀锌钢管、铜管、不锈钢管以及铜镍合金管等。其中，镀锌钢管应用于洗涤水系统以及卫生水系统，而铜管和不锈钢管可以应用于所有生活用水系统，目前比较多的用法如：饮用水管使用不锈钢管，冷热水管使用紫铜管，黑、灰水管使用镀锌钢管等。

1.2 塑料管材

目前上建生活用水使用的塑料管材主要有：

PVC-U（Polyvinyl Chloride，硬聚氯乙烯）

PVC-C（Polyvinyl Chloride chlorinated，氯化聚氯乙烯）

PB（Polybuthylene，聚丁烯）

PE 100（Polyethylene，聚乙烯）

ABS（Acrylnitril Butadien Styrene，工程塑料，丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的共聚物）

PE-RT（Polyethylene with Raised Temperature Resistance，耐热聚乙烯）

PP-R（Poly Propylene Random Copolymer， Ⅲ型无规共聚聚丙烯）

其中，PVC-U较多应用于黑灰水管，PVC-C用于石油化工等工业场合，船上很少应用，PVC-C和PVC-U均不得用于饮用水管。ABS因价格昂贵也很少应用。塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U、PE 100、ABS 仅能用于冷水管，而PP-R、PB、PE-RT则可作为热水管。PE 100、PB和PP-R较多应用于饮用水管。

塑料管材在船上应用时必须具有形式认可证书，证书中载明了管材的导电性、低播焰性等内容；用于饮用水时认可证书还需包括符合GB/T 17219（生活饮用水输配水设备及防护材料安全性评价标准）等相应的卫生标准等相关内容。

2 上建供排水系统及介质类型

通常，船舶上建供排水主要包括供水系统、排水系统和透气系统。

2.1 供水系统

上建供水系统的组成、功能以及水源等方面的描述参见表1。

表1 上建供水系统

2.2 排水系统

上建供水系统的组成、功能以及管路介质等方面的描述参见下页表2。

2.3 透气系统

灰水系统及重力式黑水系统还需要设置透气管，透气管顶部一般布置在烟囱顶部或其他远离且不影响人员活动的区域。透气管一般均选用镀锌钢管，在后续讨论中对此将不再详述。

表2 上建排水系统

3 比较选用

各种管材的质量、价格、施工要求等各方面因素均有区别，设计人员在选用时应根据工厂实际情况充分予以考虑。

3.1 质量及价格

上建管材密度及价格指数见表3。从表中可以看出，塑料管和金属管材的密度相差比较大，使用塑料管可以大幅减轻管材质量。不同类型的管材价格相差也比较大，若以不锈钢管的单价为基数1，紫铜管能达到1.5。

表3 上建管材密度及价格指数表

表中塑料管和铜镍管的价格均以进口价格（塑料管以GEORG FISCHER为例、铜镍合金管以EUCARO为例）进行比较的，不同厂家价格略有不同，国产塑料管和铜镍合金管的价格比进口的低一些。另外，紫铜管的价格波动较大，设计选用时应随时关注市场报价。

以PE-RT管和不锈钢管对比为例，假如DN32的PE-RT管选40×3.7、不锈钢管选42.4×2.6，PE管和不锈钢管的每米质量分别为0.4 kg和2.57 kg，质量相差约5倍多。若不锈钢管按40元/kg计，PE-RT管和不锈钢管的每米价格分别为5.61元和102.73元，价格相差17倍。

综合各方面的因素，在上建供排水管材选型中，无论从减重还是价格方面考虑，选用塑料管都具有明显优势。

3.2 管子吊架

按CCS《钢质海船入级规范》中的《附录1船用塑料管的生产与应用》，“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。”塑料管道的吊架间距应按制造厂标准执行。一般情况下，塑料管道的吊架间距要小于金属管道，因此，使用塑料管道时的吊架费用及工作量要高于金属管道，当然，铜镍合金管的支架费用肯定高于其他金属管道。

铜镍合金管和塑料管的管子吊架通常由制造厂商随管材一起提供，但有能力的船厂也可自行采购或制作以降低成本。镀锌钢管、不锈钢管和紫铜管的管子吊架一般属船厂库备件，船厂可参考CB/T 3780（管子吊架）要求从市场采购或自行制作。

3.3 设计施工因素

船厂工人通常可以完成各种材质管道的排布施工，但也有船厂金属管道自己施工，塑料管道则由制造商派人施工。

不锈钢管、镀锌钢管和紫铜管在船厂属于库备件，放样完成后，管子加工车间自行按图完成管子制作；铜镍合金管、塑料管均为采购件，放样完成后由制造厂提供，其要求船厂能提供比较准确的订货清单。由此可见，前者更改容易且耗时短，而后者需要制造厂配合且耗时比较长。

对于管子连接，金属管道一般采用法兰连接，小管子也可采用卡套连接。铜镍合金管的焊接要有相应的WPS文件，塑料管则采用热熔连接。施工完成后，供水管进行压力试验，排水管进行实效试验。从施工角度而言，塑料管道的施工要比金属管道方便；但从维修的角度看，金属管道则较为方便。

3.4 船东因素

上建生活水系统最终选用何种管材目前在很大程度上仍取决于船东。在船舶建造规格书谈判期间，若船东在管材选用上有倾向性的意见，船厂在价格方面相差不是太大且满足《船用塑料管的生产与使用》的情况下，基本都会同意船东的要求。

4 选用实例

表4列出了某些船型上建供排水管材的选型。上建区域以外的供排水系统管材选择可以与上建不一致，一般以主甲板为界。比如，有些船上建黑灰水管使用不锈钢管，而机舱区域使用镀锌钢管。

表4 某些船型上建供排水管系选型列表

从表4的实际应用可以看出，塑料管在船舶上建供排水管材使用中的比重越来越大，不锈钢管和紫铜管也仍有一定的市场。镀锌钢管因其内壁易生锈、结垢，容易造成“二次污染”，其在上建供排水中的应用已经越来越少，在饮用水管中已基本不再使用。

5 结 论

船舶上建供排水管系在整个船舶管系中只占很小一部分，按压力等级和温度分级也仅属于三级管，但管系设计的好坏却直接关系到船员的工作生活和健康。船舶上建供排水管材的最终选择不仅要考虑输送的流体介质、设计、施工和价格等各方面的因素，还需综合考量具体使用过程中，金属管材和塑料管材的优缺点。虽然目前就国内情况而言，船东因素通常是最终决定因素，但塑料管材在上建供排水系统的使用优势明显，相信后期其应用必定会越来越广泛。

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［8］ GEORG FISCHER. Plastic Piping Systems for Ship Building and Ship Repair［M］.

MARIC中标中山大学6 000吨级科考船设计

继先后完成国内多型科考船重点项目后，中国船舶及海洋工程设计研究院（MARIC）又于6月22日在“中山大学6 000吨级海洋综合科考实习船设计”采购项目招标中成功中标，揽获大型科考船设计订单，再度引领我国高校科考船设计浪潮！

此次的中大科考船在海洋科考船界可以堪称霸道级“男神”，其是一艘集多学科、多功能、多技术手段为一体，具备全球航行能力且能毗邻极地冰区作业的新一代大型海洋综合科考船，不仅能对航线及其周围开展从海底至高空的海洋、大气、地质、地球物理、生态、环境和资源要素的探测和监测，还装备了现代化科学实验室、高性能服务器、高效操控支撑系统，具备样品原位分析、作业精准定位以及极佳经济营运和高海况适应能力。除此之外，该船将作为世界一流的深远海科学研究和技术开发应用平台，与超级计算机一起形成强大的海洋研究支撑；同时，其也将成为我国海洋人才的培养基地，促进创新学科群建设，实现海洋产业可持续发展。

MARIC作为国内引领科考船设计的专业设计院所，此次参与竞标的项目设计团队在所、部领导的统一指挥下，通力合作、锐意创新、稳扎稳打，最终获得这一具有标杆意义的科考船设计项目。该船建成后将为全国科考船队再添重器，MARIC也将在中船集团打造“海洋科考”板块的指引与支持下，继续“立足自身、总结创新；传承历史，再创辉煌”。

目前在国内的高校中，厦门大学、中国海洋大学等高校均刚建有或正在建设新的高校科考船，厦门大学“嘉庚”号、中国海洋大学“东方红3”号均由MARIC参与或自主设计。

Comparison with pipe properties of water supply and drainage systems for ship superstructure

YU Huang-ping
(Hudong Zhonghua Shipbuilding (Group) Co., Ltd., Shanghai 200129, China)

The characteristics of the pipe properties of the water supply and drainage systems are described according to the features of the water supply and drainage systems for the ship superstructure. The weight, price, design and construction of various pipes are also compared in this paper. It is concluded that the stainless steel pipes and the copper pipes will be continue to be used, while the plastic pipe will be used more and more widely due to their obvious advantages.

superstructure; water supply and drainage system; pipe continuous; plastic pipe

U664.85

A

1001-9855（2017）04-0064-05

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2017.04.064

2016-12-23；

2017-01-03

於黄萍（1975-），女，工程师。研究方向：船舶甲装设计。