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                    國標船用法蘭消火栓現狀與改進
                      http://www.j3894.cn 2018/1/15 10:58:04 來源:中國船舶產品采購網  

                        國內某船廠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個閥門生產企業訂貨。在管系試水過程中發現前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,閥門廠家現場勘查后給定結論均為管系內雜質殘留,導致密封口失效。本文通過對國內船用閥門企業生產的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、生產現狀與船廠施工情況以及事故分析,提出消火栓制造企業生產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的影響,以及上世紀60年代工業水平的局限性,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為常閉,長時間的輕微滲漏輕則導致管系內的水溢流在甲板,重則可能導致消火栓端蓋連接處破裂,導致火災發生時消火栓不能夠正常使用。
                        國標船用消火栓制造企業為節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腔結構形式改進甚微,甚至根據調查大連以及南通、青島等地造船基地已經供貨的消火栓發現80%左右企業的閥門密封口以及閥體內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點為易于機械加工,對密封口內外徑公差要求較低,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,密封口位置整體鑄造,根據鑄造工藝分析,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生鑄造氣孔、砂眼、裂紋等缺陷,并且根據CB883-83要求鑄銅材質不允許進行補焊,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,易于導致閥腔內部在水沖擊后造成紊流,從而導致管系內部雜質陳留在密封口邊緣,關閉時沉積在密封面的雜質將導致密封面破損,進而密封失效。而日標船用消火栓內部均為橢圓形,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,消火栓數量也為70至90臺,排除該船廠管系內部清潔的原因,消火栓滲漏原因均為個別運輸過程損壞導致;由此可見在內腔設計方面日標消火栓要優于國標消火栓。
                        生產過程分析
                        閥門的生產流程為鑄造-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各大閥門制造公司大多采用砂模,而砂芯由于生產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省人工、生產效率高、砂芯質量高等優點;手工打制的泥芯由于原材料的原因具有透氣性好、散熱好等優點。但根據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量遠遠高于使用手工打制的泥芯澆鑄的閥體外觀質量,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
                        國內各大船廠由于施工工人素質不同、生產工藝更新較慢,因此,在管系安裝過程中管系內部的清理略顯不足,根據幾大國內造船廠施工現場調查發現管系內部焊接殘留、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、不同介質吹掃,可以很大程度上減少管系內部的殘留。
                        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、閥體內腔形狀方向進行改進。在鑄造生產過程中通過現代化的生產設備、工藝就可以降低成本、提高閥門的整體質量。船廠施工方面改進生產工藝、提高工人施工素質是解決由于管系內部雜質殘留的有效途徑。當前,隨著科技技術大爆發的浪潮,生產設備、生產工藝的不斷進步,只有不斷地改進才能夠提高產品質量,減小事故率,增加企業知名度。

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