國內(nèi)某船廠2010～2014年度建造30萬噸原油輪完成管系安裝共11艘，每艘原油輪使用消火栓數(shù)量約為70至90臺，均采用GB2032-93國家標準船用法蘭消火栓，分別在3個閥門生產(chǎn)企業(yè)訂貨。在管系試水過程中發(fā)現(xiàn)前5艘原油輪管系第二次試水時均存在90%左右的船用法蘭消火栓泄漏，后期6艘通過改進管系安裝工藝、加強清掃等改進措施后第二次試水仍有30%左右的船用法蘭消火栓泄漏，閥門廠家現(xiàn)場勘查后給定結論均為管系內(nèi)雜質(zhì)殘留，導致密封口失效。本文通過對國內(nèi)船用閥門企業(yè)生產(chǎn)的GB2032-93國家標準船用法蘭消火栓與JISF7334-1996日標船用法蘭消火栓標準對比，從設計、生產(chǎn)現(xiàn)狀與船廠施工情況以及事故分析，提出消火栓制造企業(yè)生產(chǎn)國家標準船用法蘭消防栓的改進思路。
設計分析
國標船用消火栓由于受前蘇聯(lián)的影響，以及上世紀60年代工業(yè)水平的局限性，采用的設計結構形式仍為普通截止閥形式，普通水介質(zhì)截止閥由于使用于管系中間，輕微滲漏對船體整體管路影響甚微，而消火栓作為整船的滅火軟管接頭的連接端，整條消防管系末端閥門，并且消火栓使用狀態(tài)為常閉，長時間的輕微滲漏輕則導致管系內(nèi)的水溢流在甲板，重則可能導致消火栓端蓋連接處破裂，導致火災發(fā)生時消火栓不能夠正常使用。
國標船用消火栓制造企業(yè)為節(jié)約成本以及出于多年來慣性思維，消火栓密封口凸臺以及閥體內(nèi)腔結構形式改進甚微，甚至根據(jù)調(diào)查大連以及南通、青島等地造船基地已經(jīng)供貨的消火栓發(fā)現(xiàn)80%左右企業(yè)的閥門密封口以及閥體內(nèi)腔的結構形式與普通GB/T 587-2008船用法蘭青銅截止閥完全一致，密封口凸臺剖面均為矩形。
密封口凸臺剖面形式為矩形的閥門優(yōu)點為易于機械加工，對密封口內(nèi)外徑公差要求較低，相對加工成本較低。缺點為由于凸臺尺寸過小，無法滿足設計大倒角的要求，相對厚度與閥體壁厚相差過大，并且國標船用消火栓采用青銅材質(zhì)，密封口位置整體鑄造，根據(jù)鑄造工藝分析，厚度相差過大的交界位置如不采用大倒角過渡，由于固化溫度不一致易于產(chǎn)生鑄造氣孔、砂眼、裂紋等缺陷，并且根據(jù)CB883-83要求鑄銅材質(zhì)不允許進行補焊，因此鑄造廢品率過高。而JISF7334-1996日標船用法蘭消火栓凸臺剖面形式為梯形，雖然相對國標船用消火栓對于機械加工精度要求較高，但鑄造廢品率較低。
國標船用消火栓閥體內(nèi)腔形式轉角過多，且密封口凸臺位置由于加工原因均為直角，易于導致閥腔內(nèi)部在水沖擊后造成紊流，從而導致管系內(nèi)部雜質(zhì)陳留在密封口邊緣，關閉時沉積在密封面的雜質(zhì)將導致密封面破損，進而密封失效。而日標船用消火栓內(nèi)部均為橢圓形，且剖面為梯形的密封口也有利于液體以及雜質(zhì)的排出。例如另一船廠為日本建造的30萬噸散貨船，采購的消火栓標準為JISF7334-1996日標船用法蘭消火栓，消火栓數(shù)量也為70至90臺，排除該船廠管系內(nèi)部清潔的原因，消火栓滲漏原因均為個別運輸過程損壞導致；由此可見在內(nèi)腔設計方面日標消火栓要優(yōu)于國標消火栓。
生產(chǎn)過程分析
閥門的生產(chǎn)流程為鑄造-拋丸-機械加工-裝配-后處理，其中廢品率最高同樣隱患最高的都是鑄造過程，在鑄造過程中外模形式國內(nèi)各大閥門制造公司大多采用砂模，而砂芯由于生產(chǎn)技術水平的不斷進步，目前主要為射芯機制作的樹脂砂芯和手工打制的泥芯。射芯機制作的樹脂砂芯具有節(jié)省人工、生產(chǎn)效率高、砂芯質(zhì)量高等優(yōu)點；手工打制的泥芯由于原材料的原因具有透氣性好、散熱好等優(yōu)點。但根據(jù)鑄造車間使用效果來看，使用射芯機制作的樹脂砂芯澆鑄的閥體外觀質(zhì)量遠遠高于使用手工打制的泥芯澆鑄的閥體外觀質(zhì)量，對于氣孔、砂眼、裂紋等鑄造缺陷角度看兩者相差不大。
機械加工流程在前文中已經(jīng)提到，相較于日標消火栓的加工成本考慮，國標消火栓閥體的加工成本相對低廉，耐用性更好。
裝配工序來看，國標閥門由于閥瓣采用內(nèi)凹形式，密封面研磨可以采用平面磨；而日標閥門由于閥瓣形式為外凸形式，如機械加工精度滿足不了或出現(xiàn)滲漏時只能采用專用的研磨工裝，研磨相對耗時、費力。
船廠施工、應用分析及建議
國內(nèi)各大船廠由于施工工人素質(zhì)不同、生產(chǎn)工藝更新較慢，因此，在管系安裝過程中管系內(nèi)部的清理略顯不足，根據(jù)幾大國內(nèi)造船廠施工現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)管系內(nèi)部焊接殘留、油漆殘留較多，對后期安裝消火栓時影響較大。從施工工藝角度應該加強關于焊接、安裝施工方面的工藝改進，對于管系吹掃可以采用石油管線的方式，即多次、不同壓力、不同介質(zhì)吹掃，可以很大程度上減少管系內(nèi)部的殘留。
船用消防管系多采用鍍鋅、特涂方式進行防腐，管系焊接部位采用單面焊，因此對于管系連接口位置的加工應采用機械加工方式，盡可能減少焊接殘留進入管系內(nèi)部。
國標船用消火栓從耐用角度來看由于密封形式采用的是填料函，較日標消火栓更加耐用；但從設計角度可以從閥體密封口形式、閥體內(nèi)腔形狀方向進行改進。在鑄造生產(chǎn)過程中通過現(xiàn)代化的生產(chǎn)設備、工藝就可以降低成本、提高閥門的整體質(zhì)量。船廠施工方面改進生產(chǎn)工藝、提高工人施工素質(zhì)是解決由于管系內(nèi)部雜質(zhì)殘留的有效途徑。當前，隨著科技技術大爆發(fā)的浪潮，生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝的不斷進步，只有不斷地改進才能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，減小事故率，增加企業(yè)知名度。 |
