بصفتها ناقلة بحرية متنقلة، فإن موثوقية نظام الحماية من الحرائق في السفينة مرتبطة مباشرة بسلامة حياة الطاقم، وسلامة السفينة، والبيئة البيئية البحرية. يستخدم نظام إطفاء الحرائق بثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع في الوقاية من الحرائق والسيطرة عليها في مجالات رئيسية مثل غرف محركات السفن ومخازن الشحن بفضل مزاياه في المعدات غير السامة وغير الملطخة وأداء العزل الجيد، كما أن خراطيم التصريف والموصلات المستخدمة لنقل غاز ثاني أكسيد الكربون في النظام، باعتبارها المكونات الأساسية للنقل، يجب أن تلبي متطلبات مقاومة الضغط العالي، والتكيف مع البيئة البحرية، وشهادة جمعية التصنيف الصارمة، وهي الرابط الأساسي لضمان كفاءة تشغيل نظام إطفاء الحريق.
1. سيناريوهات التطبيق الخاصة ومتطلبات الشهادة لخراطيم إطفاء حرائق ثاني أكسيد الكربون البحرية
عادة ما يعتمد نظام إطفاء حرائق ثاني أكسيد الكربون في السفن وضع تخزين عالي الضغط، مع ضغط تشغيل يصل إلى 14.7 ميغاباسكال عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من 53°م، ويحتاج إلى التعامل مع ظروف العمل القاسية مثل الاهتزاز المستمر، وتآكل رذاذ الملح البحري، ودرجات الحرارة العالية والمنخفضة المتناوبة أثناء الملاحة على السفن، ويجب أن يتوافق مع الاتفاقية الدولية لسلامة الحياة في البحر (SOLAS) ومواصفات جمعيات التصنيف الوطنية. لذلك، يحظر استخدام المنتجات غير المعتمدة تماما لخراطيم التصريف البحري، ويجب أن تكون معتمدة من جمعيات تصنيف موثوقة قبل استخدامها، وهو الشرط الأساسي لضمان عدم تسرب أو تمزق النظام في حالات الطوارئ وتحقيق إطفاء حريق دقيق.
حاليا، يعد الأنبوب الخاص الأكثر استخداما في المجال البحري، وهو النواة FLEXOR 1SN (سلك مضفر بطبقة واحدة) و2SN (سلك فولاذي مزدوج الطبقات)، وهما متكيفان بدقة مع احتياجات النقل عالي الضغط لمجموعة الأسطوانات في نظام إطفاء حريق ثاني أكسيد الكربون في السفينة، ويمكنه تغطية احتياجات نقل الغاز تحت ظروف عمل مختلفة حسب مستوى الضغط، سيناريو التصميم، ومسافة النقل لمجموعة الأسطوانات، وهو المكونات الأساسية المرنة للاتصال بين مجموعة الأسطوانات وخط أنابيب النظام.
2. الخصائص الأساسية لخراطيم إطفاء حريق ثاني أكسيد الكربون البحرية السائدة
(1) FLEXOR 1SN (خرطوم مضفر بأسلاك فولاذية ذات طبقة واحدة)
فليكسور 1SN هو خرطوم فولاذي مضفر بطبقة واحدة مصمم لتلبية ظروف العمل التقليدية عالية الضغط لمجموعة الأسطوانات في نظام إطفاء حرائق ثاني أكسيد الكربون في السفينة، والميزة الأساسية هي أنه اجتاز شهادة الجمعية الفرنسية للتصنيف (BV)، ويمتثل بالكامل لمواصفات "الاتفاقية الدولية لسلامة الحياة في البحر" (SOLAS)، ويستخدم بشكل رئيسي لنقل الغاز بين مجموعات الأسطوانات الصغيرة والمتوسطة الحجم (عدد الأسطوانات في مجموعة واحدة ≤20 زجاجة) وصمامات التوزيع، وهو متكيف على نطاق واسع مع تكوين خطوط أنابيب الحريق للسفن التجارية والسفن الخاصة، وهو المنتج المفضل لسيناريوهات الضغط التقليدية.
يعتمد هذا النموذج الهيكل القياسي 1SN الذي يتمثل في "طبقة مطاطية داخلية مقاومة للهواء من المطاط الصناعي + طبقة واحدة مضفرة بأسلاك فولاذية عالية الشد + طبقة مطاطية خارجية واقية"، والتي تطابق بدقة ضغط العمل التقليدي البالغ 14.7 ميغاباسكال من مجموعة أسطوانات ثاني أكسيد الكربون في السفينة (عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من 53°م). يمكن لضفيرة السلك الفولاذي ذات الطبقة الواحدة أن توفر مقاومة كافية لضغط الشد، ويصل ضغط الانفجار إلى أكثر من أربعة أضعاف الضغط المقدر، مما يمكنه مقاومة التأثير العالي عند فتح مجموعة الأسطوانات ويقلل من خطر الانفجار من الهيكل. الطبقة المطاطية الداخلية مصنوعة من مطاط صناعي عالي الجودة مقاوم للغاز، يتميز بخصائص عزل ممتازة، مما يمكنه منع اختراق غاز ثاني أكسيد الكربون بفعالية وتجنب فقدان الضغط في التخزين طويل الأمد لمجموعات الأسطوانات. الطبقة الخارجية هي مادة بولي يوريثان مثقوبة بالإبرة، تتميز بمقاومة ممتازة للتآكل والأوزون، ومقاومة تآكل الهيدروكربونات، ويمكنها مقاومة فقدان الاحتكاك بهدوء الناتج عن رذاذ الملح البحري، والتآكل فوق البنفسجي، واهتزاز الهيكل في منطقة تصميم مجموعة الأسطوانات.
درجة حرارة تشغيله تتراوح بين -40°م إلى +100°م، وهو مناسب لبيئة العمل في درجات الحرارة العالية والمنخفضة لمجموعات الأسطوانات في مختلف البحار حول العالم، دون الحاجة إلى حماية إضافية للعزل الحراري. وفي الوقت نفسه، يتمتع بمرونة ممتازة، مع نصف قطر انحناء لا يتجاوز 7-10 أضعاف قطر الأنبوب، مما يمكنه التكيف بمرونة مع المساحة الضيقة لنظام التعليق المركزي وتركيب مجموعة أسطوانات السفينة، وتركيب مسار الاتصال بدقة بين مخرج صمام الأسطوانة وصمام التوزيع، وامتصاص تأثير إجهاد الملاحة على واجهة خط الأنابيب في مجموعة الأسطوانات، وتقليل الضرر عند الوصلة، وأخذ في الاعتبار سهولة التركيب والموثوقية على المدى الطويل.
(2) 2SN (خرطوم مضفر بأسلاك فولاذية مزدوجة الطبقات)
طراز 2SN هو خرطوم مزدوج الطبقات مضفر بأسلاك فولاذية، وقد اجتاز الشهادة المزدوجة من مكتب الشحن الأمريكي (ABS) ومكتب الشحن الصيني (CCS)، وهو مصمم لمجموعات أسطوانات أنظمة إطفاء حرائق ثاني أكسيد الكربون في السفن الكبيرة، ومجموعات أسطوانات التخزين عالية الضغط، وسيناريوهات النقل لمسافات طويلة، وهو مناسب لمجموعة أسطوانات مركزية تحتوي على مجموعة واحدة من الأسطوانات > 20 زجاجة، والتي يمكنها تلبية احتياجات نقل الغاز من الرش متعدد الزجاجات تحت ظروف عمل عالية الضغط، وتتمتع بتوافق قوي يمكنها تلبية مواصفات تركيب مجموعات أسطوانات السفن المختلفة داخل البلاد وخارجها.
يعتمد هذا النموذج الهيكل القياسي 2SN الذي يتمثل في "طبقة مطاط صناعي مقاومة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة + طبقة تعزيز مضفرة بأسلاك فولاذية عالية الشد مزدوجة الطبقات + طبقة مطاطية خارجية واقية"، حيث تحسنت قوة الضغط ومقاومة التمزق بشكل كبير مقارنة بنموذج 1SN، ويمكن أن يصل ضغط الانفجار إلى خمسة أضعاف الضغط المقدر، مما يمكنه التعامل بهدوء مع التأثير الفوري عالي الضغط لعدة زجاجات في مجموعات أسطوانات كبيرة تفتح في نفس الوقت، بالإضافة إلى فقدان الضغط أثناء النقل لمسافات طويلة. أداء الختم لطبقة المطاط الداخلية مستقر، مما يمكنه بفعالية منع اختراق غاز ثاني أكسيد الكربون، ويضمن ثبات الضغط الكلي لمجموعة الأسطوانات، ويتجنب التأثير على جرعة الإطفاء بسبب تسرب الغاز. الطبقة الخارجية مصنوعة من مطاط صناعي خاص مقاوم للتآكل الساكن ومقاومة للزيت ورذاذ الملح، وهو مناسب لبيئة تلوث الزيت والرطوبة العالية وتآكل رذاذ الملح حول مجموعة أسطوانات غرفة محرك السفينة، وليس من السهل تعتيقها أو كسرها.
نطاق درجة الحرارة المستمر في التشغيل يتراوح بين -40°م إلى 125°م، مع مقاومة أفضل لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة، ويمكنه التكيف مع ظروف عمل مجموعات الأسطوانات في البحار القاسية. مع هيكل الأسلاك الفولاذية المضفر ذو الطبقتين، تزداد مقاومة التعب والاهتزاز للمنتج بشكل كبير، وبعد عشرات الآلاف من اختبارات دورة الضغط واختبارات إجهاد الانحناء، يمكنه العمل بثبات تحت ظروف عمل متعددة مثل الاستعداد الثابت طويل الأمد لمجموعة الأسطوانات، واصطدام الفتح الطارئ، والاهتزاز المستمر للهيكل، ولا يواجه مشكلة كسر طبقة الأسلاك وسقوط طبقة المطاط. وفي الوقت نفسه، يتمتع بأداء ممتاز في الانحناء، حيث يمكنه التكيف بمرونة مع تخطيط فروع خطوط الأنابيب المعقد لمجموعات الأسطوانات الكبيرة، كما أنه مريح في التركيب والصيانة، مما يقلل بشكل فعال من تكلفة الصيانة اللاحقة لخطوط أنابيب مجموعة الأسطوانات.
3. المواصفات وخصائص التكيف للوصلات المتطابقة
باعتباره عقدة رئيسية تربط الخرطوم بأسطوانات الغاز، وصمامات التوزيع، والفوهات، ومكونات أخرى، فإن إحكامه، ومقاومته للضغط، وقدرته على التكيف تؤثر مباشرة على موثوقية النظام بشكل عام. في هذا السيناريو، المواصفات الشائعة في الصناعة هي وصلات ذكرية BSP بعرض نصف بوصة ووصلات أنثى W21.8، والتي يمكن استخدامها معا لتحقيق تثبيت دقيق بين الخراطيم ومكونات النظام، مما يضمن إحكام واستقرار توصيل الغاز عالي الضغط.
يعتمد تركيب خيوط BSP الذكر بحجم نصف بوصة معيار الخيط الإمبراطوري، والذي ينقسم إلى نوعين: BSPP (خيط متوازي) وBSPT (خيط مدبب)، حيث يحتوي خيط BSPT على تدرج 1:16، ويعتمد على تركيب التداخل بين خيوط الدرج الداخلية والخارجية لتحقيق الختم، ويستخدم مع حزام المواد الخام أو مادة العزل الخيطية، مما يمكنه منع تسرب غاز ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط بفعالية؛ خيوط BSPP مختومة من خلال حشيات الوجه النهائي وهي مناسبة للسيناريوهات ذات الدقة العالية في الختم. عادة ما يصنع هذا الوصلة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس الأصفر، الذي يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل وقوة انضغاط، ويمكنه تحمل تأثير الضغط العالي لنظام إطفاء الحريق بثاني أكسيد الكربون، ويمكنه مقاومة تآكل رذاذ الملح البحري، مما يتجنب فشل الاتصال الناتج عن صدأ الوصلات.
وصلة خرطوم الأنثى W21.8 هي وصلة خرطوم حريق خاصة، ومواصفات خيوطها مكيفة بدقة مع الصمامات والفوهات ومكونات أخرى لنظام إطفاء حريق ثاني أكسيد الكربون البحري، كما تم اعتماد طريقة تركيب التشابك، حيث يكون الاتصال ثابتا وسهل التفكيك، مما يتناسب مع استبدال وصيانة الخرطوم في المرحلة اللاحقة. الوصلة مزودة بختم خاص لتحسين أداء الإغلاق بشكل أكبر، ومنع تسرب الغاز عند الوصلة، وتتمتع بمقاومة اهتزازية جيدة يمكنها التكيف مع ظروف الاهتزاز أثناء الملاحة على السفينة وضمان الاستقرار طويل الأمد لجزء الاتصال.
4. احتياطات التطبيق ونقاط الصيانة
نظرا لخصوصية نظام الحماية من الحريق في السفينة، يجب أن تتبع الخراطيم والتجهيزات الخاصة مواصفات الصيانة بدقة أثناء الاستخدام: يجب فحص الخرطوم سنويا للتحقق من وجود مشاكل مثل التآكل أو التشققات أو الشقاخ، ويجب استبداله بالقوة خلال فترة لا تزيد عن 10 سنوات لضمان أن الأداء يفي بالمعيار؛ يجب فحص الوصلات بانتظام للتأكد من سلامة الخيط وحالة الختم، وإزالة الزيت السطحي والصدأ، وتطبيق زيت التزييت على البراغي والصواميل والمكونات الأخرى لمنع صدأ الخيط، ومحاكاة اختبارات التوصيل للتحقق من مخاطر التسرب.
بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتبع دمج الخراطيم والموصلات مبدأ "نفس المواصفة ونفس المادة"، ويحظر بشدة خلط موصلات غير معتمدة أو منتجات ذات مواصفات مختلفة لتجنب فشل الاتصال الناتج عن التكيف غير الصحيح. عندما يتم فحص السفينة من قبل إشراف دولة الميناء (PSC) في الميناء، فإن وثائق الشهادة، وسجلات الصيانة، ومظهر الخراطيم والتجهيزات هي العناصر الأساسية للتفتيش، ويجب الاحتفاظ بالمعلومات ذات الصلة بشكل صحيح لضمان الامتثال لمتطلبات الملاحة الدولية.
باختصار، تتكيف طرازات FLEXOR 1SN و2SN مع احتياجات مختلفة من خلال هياكل متمايزة، تتوافق مع سيناريوهات نقل الغاز لمجموعات أسطوانات الضغط التقليدية الصغيرة والمتوسطة الحجم ومجموعات الأسطوانات عالية الضغط الكبيرة على التوالي، ومجهزة بخيط ذكر BSP بعرض نصف بوصة وموصل خيوط أنثى W21.8 لتشكيل حل نقل كامل لمجموعات الأسطوانات وخطوط أنابيب أنظمة إطفاء الحريق. هيكلها الموحد، واعتماده الموثوق، وقدرته على التكيف مع ظروف العمل البحري توفر ضمانا موثوقا لتشغيل مجموعات أسطوانات ثاني أكسيد الكربون في السفن بأمان، وهي المكونات الأساسية القياسية لأنظمة الحماية الحديثة من حرائق السفن.
