船内配管システムの概要
船舶および海洋プラットフォームには複数の独立した配管システムが含まれており、それぞれに特定の材料および性能要件があります。海水システムは、エンジンと補機類に冷却水を提供します。防火システムは、船舶全体に適切な圧力で水を供給する必要があります。燃料システムは、ディーゼルまたは重油を貯蔵タンクからエンジンに移送します。蒸気を動力とする船舶やタンカーの蒸気システム(貨物加熱用)-には高温のパイプが必要です。-ビルジおよびバラスト システムは、船体内の水を管理します。油圧システムは、ウインチ、クレーン、ハッチ カバーを制御します。各システムは異なる圧力、温度、環境条件下で動作するため、異なるパイプ材料と仕様が必要となります。
海洋環境は配管システムに特有の課題をもたらします。海水は非常に腐食性が高く、特に暖かい熱帯の海域や、湿潤と乾燥が交互に起こる水しぶき地帯では腐食が促進されます。船の動きにより振動や動的応力が発生し、不適切に支持された配管に疲労破壊を引き起こす可能性があります。北極から熱帯までの温度変化には、慎重な熱膨張設計が必要です。火災に対する安全性は最も重要であり、火災発生中も特定の配管システムは動作し続けなければなりません。船上システムのパイプ材料の選択では、船級協会の要件を満たしながら、これらすべての課題に対処する必要があります。
船舶用炭素鋼鋼管
一般的な船舶用炭素鋼管は、空気、淡水、ビルジ水、バラスト水(ライニングまたはコーティングされている場合)、および低圧蒸気システムに使用されます。-一般的な仕様は、ASTM A106 Gr.B または A53 Gr.B に準拠した炭素鋼パイプで、非飲料水用途での腐食防止のために亜鉛メッキ (ASTM A123 に準拠した溶融亜鉛メッキ) が施されています。-亜鉛メッキは犠牲的な陰極防食を提供します。亜鉛コーティングは優先的に腐食し、下にある鋼を保護します。標準的な海洋サービスの場合、一般的なコーティングの厚さは 85 ~ 120 μm です。
船舶用蒸気パイプには、設計温度に適合した炭素鋼が必要です。 200度までの飽和蒸気にはA106 Gr.Bが適しています。 400度までの過熱蒸気には適切な肉厚のA106 Gr.Bが使用されますが、それ以上の温度では合金鋼(A335 P11またはP22)が必要です。船舶用燃料と潤滑油のパイプは、溶接欠陥による漏れを防ぐために継ぎ目がない必要があり、燃料噴射圧力 (最新のディーゼル エンジンの場合は最大 100 MPa) に耐えられる十分な肉厚を持たなければなりません。燃料パイプは通常、圧力要件に応じて SCH 80 以上の厚さになります。船舶用の炭素鋼パイプは、バラストおよびビルジサービスのために内部処理 (コーティングまたはライニング) する必要があります。
船舶用ステンレス鋼および銅-ニッケル管
316L ステンレス鋼は、耐食性が重要な海洋海水配管システムに推奨される材料です。モリブデン含有量 (2 ~ 3%) により、海水中での塩化物孔食や隙間腐食に対する耐性が得られます。ただし、316L は停滞した海水中での微生物影響腐食 (MIC) や生物付着堆積物の下での隙間腐食の影響を受けやすいです。これらの理由から、316L 海水パイプは連続流用に設計するか、殺生物剤で適切に処理して定期的に洗浄する必要があります。
銅-ニッケル合金は、ステンレス鋼. 90/10 Cu-Ni(UNS C70600、88% Cu、10% Ni、1% Fe)と比較して優れた海水耐食性を備え、標準的な海洋グレードであり、海水腐食に対する優れた耐性、生物付着抵抗性(銅含有量が海洋生物の付着を抑制します)、良好な加工性を備えています. 70/30 Cu{10}}Ni (UNS C71500、Cu 68%、Ni 30%、Fe 1%) は、高速海水の使用においてより高い強度と衝突攻撃に対する優れた耐性を備えています。- Cu-Ni パイプは、銀ろう付け、溶接 (適切な溶加材を使用)、またはフランジ接続によって接続されます。 Cu-Ni パイプのコストは 316L よりも大幅に高くなります (通常 2 ~ 3 倍) が、耐用年数の延長とメンテナンスの軽減により、重要な海水システムの割増料金が正当化されることがよくあります。
| 材料 | 耐海水性 | 相対コスト | 代表的な用途 |
|---|---|---|---|
| 亜鉛メッキ炭素鋼 | 中程度(コーティングに依存) | 1x | ビルジ、バラスト、消火器本管 |
| 316L ステンレス鋼 | 良い | 3-4x | 海水冷却、消火本管 |
| 90/10 Cu-Ni | 素晴らしい | 5-7x | 海水重要システム |
| 70/30 Cu-Ni | 優れた | 8-10x | 高速海水サービス |
船級協会の要件
主要な船級協会 - DNV (Det Norske Veritas)、ABS (American Bureau of Shipping)、Lloyd's Register (LR)、BV (Bureau Veritas)、CCS (中国船級協会) - はそれぞれ、船上配管システムの設計、材料、試験に関する規則を発行しています。これらの規則では、最小の壁厚、許容される材料、試験要件 (静水圧、NDT)、および認証要件が指定されています。造船プロジェクトに供給されるパイプには通常、メーカーの品質システムと製品が協会の要件を満たしていることを確認する船級協会の証明書 (型式承認または工場承認) が付いている必要があります。
パイプ材料の場合、船級協会は通常、熱価まで追跡可能な材料証明書、機械的特性試験 (引張、降伏、伸び)、化学分析、静水圧試験、および特定の用途では、平坦化、フレア、衝撃試験などの追加試験を要求します。 NDT の要件はさまざまです。シームレス パイプには通常、UT または静水圧試験が必要です。溶接パイプには溶接シームの 100% NDT が必要です。メーカーパイプは、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼パイプの製造に関して主要な分類協会から工場承認を取得しています。
主要なパフォーマンス要件
海水耐食性は船舶用パイプの主要な性能要件です。材料の選択に加えて、設計では流速(低すぎると沈殿と MIC が発生します。高すぎるとエロージョン-腐食 - が発生します。通常、Cu-Ni の場合は 3 m/s、ステンレス鋼の場合は 2 m/s に制限されます)、停滞の回避、および検査とメンテナンスのアクセスのしやすさを考慮する必要があります。振動と衝撃に対する耐性には、適切なパイプサポート (パイプのサイズと動作条件に応じて適切な間隔のハンガー、クランプ、ガイド) と、振動を遮断するための機器接続部でのフレキシブルカップリングの使用が必要です。耐火性では、火災時に 60 分間動作を維持するために、重要なシステム(消火本管、スプリンクラー、非常用発電機)が耐火材料または受動防火(パイプと支柱の A60 クラス断熱材)を使用する必要があります。-極地で運航する船舶(砕氷船、北極補給船)には低温靱性が不可欠であり、炭素鋼システムには A333 Gr.6 などの衝撃試験済みの材料が必要です。-
船舶システムによるパイプの選択
海水冷却システム: Cu-Ni 合金 (速度に応じて 90/10 または 70/30) または 316L ステンレス鋼。防火システム: 亜鉛メッキ炭素鋼または 316L ステンレス鋼。燃料移送システム: シームレス炭素鋼 (A106 Gr.B、SCH 80 以上)。ビルジ水システム: 亜鉛メッキ炭素鋼またはプラスチック-でコーティングされた炭素鋼。バラスト水システム: 認定されたコーティング システムでコーティングされた炭素鋼、または長寿命のための Cu- Ni 合金。油圧システム: シームレス冷間引抜精密パイプ (高強度、滑らかなボア)。{17}}蒸気システム: 低{19}}中圧システムには炭素鋼、高圧-高圧-システムには合金鋼。
当社の船舶用パイプの能力
メーカーパイプは、船舶用鋼管の製造に関して、DNV、ABS、BV、LR、および CCS から船級協会の承認を取得しています。当社は、完全な材料トレーサビリティと分類証明書を備えた、造船および海洋用途向けの炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼のパイプを供給しています。当社の船舶用パイプはエンドプロテクターで梱包されており、大手造船所が要求する国際輸送条件に合わせて準備されています。
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