船舶管路清洗：中性化学清洗和串油相结合的新工艺

船舶在修造过程中,管路成型、安装、焊接过程中不可避免地在管路的内壁形成铁锈、焊渣、扎制鳞皮、油污等污物,以上污物如果在设备运行前,不进行彻底清除,将会严重损坏设备,影响设备的正常运行。一般情况下,船东、船级社及设备厂商都会要求船厂对管路系统进行串油清洗,以达到他们要求的等级,保证设备安全可靠的运行。国内的船厂几乎都是采用传统的串油工艺进行串油清洗,串油程序复杂、工作量大、周期较长。目前随着我国逐渐成为世界修造船大国,各大船厂的修造船总量都在逐渐扩大,在同等的硬件条件下,只有不断缩短船台/船坞和水下建造周期,提高修造船速度才能满足市场的需求。想要缩短建造周期、提高修造船速度,在详细设计和生产设计的准确性上下功夫的同时,更重要的是要开发适应船厂飞速发展的新工艺、新技术,用以指导生产施工,在各个工艺环节上降本增效。本文将重点介绍中性化学清洗和串油相结合的新工艺、新方法,以缩短修造周期、提高修造船速度,为企业降本增效。

1、传统管路系统串油工艺

管路制作成型上船安装前,需要经过酸性化学除油、酸性化学除锈、磷化处理(可选择)以及管路内表面滑油保养等。经过以上工序处理的管路,再经过储存、运输、分段预舾装、分段合拢的过程,加上管路在各道工序保护不严,将会造成管路内壁的再次锈蚀以及大量污物的再次污染。分段合拢完毕后,进行各管路接口的准确定位、研配工作。然后需要将安装到位的管路重新拆卸回车间重新进行酸性化学除油、酸性化学除锈、磷化处理以及管路内表面滑油保养等,然后再到船上安装。管路又需要经历储存、运输、船上安装的过程,将又会造成管路内壁的再次轻度锈蚀以及污物的再次污染,要求管路进行串油清洗,以达到要求。

综上所述,从人力上,需要在施工现场的管路安装、拆卸和再安装工作中投入重复人力,管路加工车间需要重复投入人力进行拆回管路的再次处理工作等;在物力上,将浪费储存场地、运输设备、吊车以及再次安装过程中管卡、支架等工装;从清洗时间上,由于在二次安装过程中依然存在保护不当而造成管路的再次污染情况,使清洗时间依然会很长,如主机滑油系统串油时间大约需要30天到45天左右。

2、中性化学清洗和投油相结合工艺

新的中性化学清洗、串油工艺是管路系统装配好后,不用再拆卸回车间处理,采用了直接清洗工艺,把整个过程分为管路中性化学清洗、脱机串油、进机串油3个阶段的方法。以下以某船厂48000 t船舶主机主滑油管系实船测试应用,可在10天内完成整个工艺过程,达到船东、设备商及船厂的要求,大大缩短了传统串油周期,减小了工作量,并得到了船东的认可和好评。下面结合48 000t实船主滑油管系阐述新的工艺。

2. 1 中性化学清洗前系统应达到的技术状态

1) 分段合拢完毕后,各管路接口的准确定位、研配、安装完毕,其正确性、完整性应合格。

2) 系统管路密封性试验应报验合格。

2. 2　临时跨管安装要求

为了避免杂质,特别是硬磨粒带进重要设备而损坏设备,在中性化学清洗前,必须把主机、主机油泵、冷却器和自清滤器脱离管路系统,用临时的管路和设备,把系统中的管路跨接构成一个封闭系统,如图1所示。

短接管路时应注意的事项。

1) 管路连接严格按化学清洗、串油路线图施工(见图1),对管路设备提供必要的保护,脱离的设备接口必须封堵好,以免被污染。

2) 化学清洗循环泵的选择。本主机主滑油管最大管径是219 mm,为了保证系统有一定的流量(6~12 m/s)和压力(0. 5 MPa),所以循环泵必须选择流量400 m3/h,扬程为65 m,这样才能保证将系统内的杂质快速带出。

3) 跨接管及滤器口径与循环泵的流量应相匹配。

4) 临时跨管可以用钢管制作,也可以用胶管制作。如果用胶管制作,应注意选择合适的胶管,以免在清洗过程中胶质脱落,影响清洗和再次污染系统。

5) 临时滤器应采用专用串洗滤器,保证不漏滤,同时方便更换滤纸。

6) 为了将铁锈、焊渣、扎制鳞皮尽快脱落,带出系统,在管路中应安装足够的气动振动器,振动器主要安装在管路的连接处/弯处和凹入部分,对这些地方应进行适当振动,把粘附管子上的杂质震下来。

2. 3　管路化学药剂清洗工艺

1) 系统临时跨接好后,构成一个临时的闭路系统,要求该系统再次进行密性检查,以免系统泄漏,浪费药剂。

2) 滤纸的选择。在化学清洗过程中,主要是除锈、除油和粗过滤,所以滤纸要选择合适,一般采用150~200目滤纸,如果滤纸太密,会影响流量和流速,不易把颗粒杂质带出系统,从而造成串油时间延长。安装滤纸要到位,不能漏滤;滤纸更换周期,要根据实际情况,滤纸脏了就换,当然最好在滤器前后安装压力表,当压差达0. 05 MPa时就应更换。

3) 中性化学剂的投入。本新工艺化学剂的选择,关键是中性化学剂的应用(此是专利产品)。传统工艺除锈,是采用酸性化学清洗,所以管路必须拆出系统,放在酸池里才能清洗。按目前国际先进国家造船的要求,是不允许的,因钢管在酸性中清洗,会造成一定的腐蚀。中性除锈剂投入量是根据管路锈蚀情况及系统容积的大小决定。

4) 进行清洗运行。在清洗过程中,振动器要保持24 h振动,滤纸脏了要更换,同时要注意循环泵的运转情况,以及观察系统是否泄漏。化学清洗时间长短,一般时间在3天左右,系统中水清了,滤纸上看不到杂质和污点就可以结束化学清洗。

5) 除锈处理好之后,把系统水放掉,再进行防锈处理,此防锈剂也是特殊防锈剂,与传统的磷化处理不一样。系统中重新注入清水,按一定比例加入防锈剂,运行24 h,就能达到防锈的目的。防锈过程相当重要,如果不及时防锈处理,管路马上又会生成新的锈。

6) 系统吹气清除残水。把系统中的水放尽,用空气或氮气吹除系统中的残水。如果用空气,要加装油水分离器,以去除水分和杂质。在吹气除残过程中,一定要注意死角的管路,防止那些死角的地方,水分没有吹除干净,污染串洗油,造成严重事故。

2. 4　管路串油清洗工艺

1) 管路的脱机串油清洗。

(1) 恢复两台主机油泵、两台板式冷却器和自清滤器的管路,将管路重新连接。对主滑油泵进行运行前检查,将截止止回阀阀头安装好。

(2) 将滑油循环舱清洗干净,向滑油循环舱注入清洗油,其牌号应与系统油相同。

(3) 串油时滑油应加温至60~65℃左右,滤器内先用250~300目滤纸。两台主滑油泵轮流交替串洗,每隔2 h转换一次温控阀使每一路管路得到充分串洗,并进行高点放气。

(4) 目测滤纸清洁后,再根据设备厂商或船东对系统要求的级别,选择是否再换用高目数的滤纸继续串洗。一般如果系统要求到NA7级,就要换用400目的滤纸,串到滤纸上看不到污点和杂质,就能报检了。报检一般是在滤器前取油样,送到专业机构进行化验确定。目前有一种较为先进简便的检测设备,可以安装在系统中,在线检测系统级别,达到要求,就可以停泵,结束脱机串油。此过程一般用3天左右。

2) 管路的进机串油清洗。

(1) 将临时滤器拆除,管路接回到主机进油总管。

(2) 按主机正常运行启动主滑油泵,再串洗一天就可结束。

3、结论

当系统管路在船上安装完毕后,直接使用中性的除锈剂对管路进行除锈/除污处理,然后使用防锈剂进防锈处理,这样将不会出现二次污染。化学清洗完毕后,对于燃油系统管路,可直接进行清洗交验,对于滑油/液压油系统管路,可根据船东的要求进行投油清洗。

综上所述,使用新工艺后,省去了重新拆卸、再处理和再安装的工序,将会节省大量的人力和物力、大大地缩短系统管路的串油清洗时间(可在10天内完成),缩短建造周期、提高修造船速度,为企业降本增效。