PPH管简介及其在船舶工程上的应用

PPH管简介及其在船舶工程上的应用

李成义,孙大鹏

(江苏大津重工有限公司,江苏镇江212221)

摘要：PPH管材（均聚聚丙烯管）因其出色的高温耐受性、抗化学性质、低温时的抗冲击性、卓越的水力性能以及轻质重等特点，在化学、冶金、海水淡化、市政工程等多种领域得到广泛使用，也已经逐渐被应用到船舶和海洋工程上。通过介绍PPH管的结构和性能，对比PPH管和钢管的应用特点，表明PPH管不仅能取代钢管在船舶和海洋工程的部分系统上的应用，而且能有效的减轻重量、弥补钢管的缺陷、降低建造成本。

关键词：PPH;性能;应用

Introduction of PPH pipe and its Application on Ships

LI Cheng-yi 1 SUN Da-peng 2

(Jiangsu Dajin Heavy Industry Co.,LTD,Zhenjiang 212221,Jiangsu,China)

Abstract:PPH pipes(homopolymer polypropylene pipes)have been widely used in chemical,metallurgy,seawater desalination,municipal engineering and other fields due to their excellent high temperature resistance,chemical resistance,impact resistance at low temperatures,excellent hydraulic performance and light weight,and have been gradually applied to ships and marine engineering.By introducing the structure and performance of PPH pipes,and comparing the application characteristics of PPH pipes and steel pipes,it is shown that PPH pipes can not only replace the application of steel pipes in some systems of ships and offshore engineering,but also effectively reduce weight,make up for the defects of steel pipes,and reduce construction costs.

Key words:PPH;Performance;Application

0引言

进几年来，随着科技发展的加速，材料产业也经历了快速的成长，其中塑料管材的应用日益扩展到各个领域。在这样的背景下，PPH管这一类型的塑料管道也日渐获得广泛的认可和推广。一些船舶制造企业已使用了各种规格的PPH管材，应用于船舶压载管道、舱底水管道、扫舱水管道、饮用水管道、透气管道、上建生活区冷热水供应、黑灰水排放、冷凝水管等系统。本文通过介绍PPH管材的结构和性能，通过比较钢管与PPH管在船舶工程应用中的特性，进而归纳出PPH管材的优势所在。

1 PPH管的简介和性能

1.1 PPH管的简介

PPH管，亦称为均聚聚丙烯无缝管，使用聚丙烯（俗称PP材料）作为原料，该材料通过丙烯的聚合反应生成的高分子合成物。它是一种表现出色的热塑性树脂，特点为无色、无味、无毒，呈半透明状态的轻质固态物；通过对普通PP料进行β改性，使其具有均匀细腻的Beta晶型结构，形成一种高分子量、低溶流率的均聚聚丙烯，并通过塑化熔融、模具成型管坯、真空定径套冷却定径、真空喷淋冷却、管材冷却降温、切割等一系列生产加工流程，一次性挤塑形成PPH管材和管附件；管材和管附件按照DIN8077（德国PPH管生产尺寸检验标准）和DIN8078(德国PPH管基本性能要求和测试标准)，经过冲击试验、静液压试验、拉伸试验等各项性能试验检验合格后才能成为成品出厂。

1.2 PPH管的基本性能

PH管是一种由聚丙烯经过β改性而成的均聚聚丙烯管，它是一种近年来发展的新型管材。PPH管具有均匀细腻的Beta晶型结构，具有热定型性好、耐高温、耐磨损、抗腐蚀、可蠕变、易焊接性(熔接型)、绝缘性好、不溶于有机溶剂、不干裂、无毒性等特性;同时PPH管是一次性挤塑成型，有既有钢管的钢性，又有塑料管道的柔性。适用于化学工厂、电子半导体厂、药品厂、污水处理厂等多种产业。在高酸碱化学产品输送系统、污废水输送系统、环境工程等领域都得到了广泛应用［1］。

PPH管的基础材料经过β改性，使得PPH管内、外都具有极高的化学稳定性，能在很大的范围内承受PH值范围在1~14的高浓度酸和碱的腐蚀，这种材料能够广泛地应用于酸、碱、海水及淡水等多种介质中。而且，PPH管无需进行额外的防腐处理。

PPH管内壁光滑，具有非浸润性，水流阻力小、水力特性好、糙率和磨阻力很小。PPH管的绝对粗糙度系数能够达到0.0015，相比之下，与之管径相同的钢管相比较，PPH管的压力损失更小，能够实现高达30%的能源节省。使用中，PPH管的内壁不会积垢、不会滋生细菌，并且具有抵抗海洋微生物及藻类侵蚀的能力，这意味着其使用寿命越长，其优势就越明显。

与相同尺寸的普通无缝钢管比较，PPH管的重量仅为钢管的八分之一。采用PPH管可以显著减轻管道系统的重量，进而减少船只的整体重量，提高其载重能力。

PPH管的性能见表1

表1 PPH管的性能［2］

2 PPH管的装卸、运输及贮存

PPH管材可以套装运输，从而节省运输成本。PPH管材及管附件应使用塑料编织袋或装箱进行包装，具有防止污染和隔离热量的效能。在搬运和运输过程中，推荐使用非金属制绳索进行捆绑和吊装，避免与油品、酸性、碱性及盐类等化学物品直接接触。在搬运管材和附件时，应注意轻拿轻放，保持排列有序，禁止随意抛掷或沿地面拖曳。在寒冷或冰冻条件下移动管材和管件时，应特别避免粗暴操作，以防止产生裂纹。在运输过程中，应确保PPH管材和附件受到保护，防止因撞击或集中点负荷而损伤。

PPH管材应存放在远离热源和化学品污染的场所，最好是地面平坦、空气流通、温度不高于40℃的仓库或简易的遮盖处。管材应横放在平整的支架或地面上，且堆放的高度不应超过1.5米。当管材捆绑成1米×1米的方形包并在两侧加上支撑物以防护时，其堆放高度可以适度上调，但仍然不应高于3米。管件需要按层次叠放整齐，并保证结构稳固以防倒塌，同时也要易于取用和管理。管材存放时，应将不同直径和壁厚的管材分别堆放。管材和管件在户外堆放时，应有遮盖物，避免阳光照射［2］。

PPH管材及管附件从生产到使用之间的存放时间不宜超过一年。当超过一年后，应对管材、管件的物理力学性能抽样检测，合格后方可使用。

3 PPH管在船舶工程上的应用

根据国际海事组织IMO第A.753(18)号决议--“船上使用塑料管道指南”，及国际海事安全委员会第88次会议上通过的MSC.313(88)修正案决议，及CCS、LR、BV、DNVGL、ABS、RINA等船级社的规范要求，国内一些船舶制造企业已使用了各种规格的船PPH管材及管附件，应用于船舶的各个系统，PPH管在船上的适用范围见表2.

表2 PPH管在船舶上的使用范围（建议温度-30℃～95℃）

4 PPH管和钢管的比较

在船舶工程中，PPH管展现出来的优势是其他有色金属管所无法匹敌的，这些优势主要体现在它的力学性能、物理性能以及化学性能方面。这些特性成为船舶管道设计的关键依据，使得PPH管在船舶领域的应用不断扩大，它甚至在某些情况下已经能够替代传统的钢管，从而带来显著的经济效益。PPH管和钢管的综合对比见表3。

表3 PPH管和钢管的综合对比

通过比较可以发现，PPH管相较于钢管，展现了更卓越的耐腐蚀性，并且其流体流动时遇到的摩擦阻力更小。这使得PPH管具有更高的节能效果，安全性与可靠性也更胜一筹。除此之外，PPH管重量轻，设计与施工都显得更为简洁方便，整体成本更低。使用寿命长、无需维护的特性与其清洁环保的优势，加上优秀的售后服务，使其成为一个具有多重优点的选择。

5结束语

随着全球科学技术的飞速进展，材料行业也实现了显著的发展，多种非金属管材的应用范围正日益扩大至多个行业。作为一种创新的管材，PPH管在船舶工程领域的应用也将持续拓宽。文章对PPH管的基本性能、运输、贮存、应用范围等做了简要介绍，也列出了PPH管和钢管的综合对比，以使广大设计人员对该管材有进一步的了解.

参考文献

［1］张翰林,苏革平.浅谈PPH管道和PVDF管道施工工艺[J].图书情报导刊,2012,22(21):136-139

［2］李全昆.塑料管在船舶上建区域管路系统中的应用[J].船海工程;2019年02期

作者介绍：

1. 李成义（1983-）男，工程师，主要从事船舶轮机及系统设计工作.
2. 孙大鹏（1985-）男，工程师，主要从事船舶检验工作

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