Explicação detalhada dos cenários de aplicação de tubos de aço inoxidável no incêndio de navios

O sistema de proteção contra incêndios em navios é o sistema de emergência central para garantir a segurança do navio, e precisa cobrir todas as áreas do navio (sala de máquinas, porão, convés, área de habitação) e diferentes tipos de incêndios (incêndio de materiais sólidos, incêndio de óleo, incêndio de gás). Os tubos de aço inoxidável servem como componentes de transporte centrais e precisam ser adaptados a diferentes cenários de aplicação com base nas funções dos subsistemas, nas características do meio e nas condições ambientais. Os cenários de aplicação podem ser divididos em duas linhas: "tipo de sistema" e "área da cabine". Cada cenário corresponde a um posicionamento funcional claro, requisitos de condições de trabalho e lógica de seleção de tubos de aço inoxidável. A seguir, é fornecida uma explicação detalhada: 

I. Classificado por subsistemas de incêndio: Cenários centrais e adaptação de funções

O sistema de proteção contra incêndios do navio é classificado com base no meio extinguidor e na área de cobertura em quatro categorias principais: sistema de água de incêndio a alta pressão, sistema de extinção de incêndio com espuma, sistema local de extinção de incêndio de emergência e sistema de extinção de incêndio com meio especial. Os cenários de aplicação de tubos de aço inoxidável variam significativamente em cada sistema:

Cenário 1: Sistema de água de incêndio de alta pressão (o principal sistema de combate a incêndios de todo o navio, o mais amplamente utilizado)

Posicionamento da função

Como a "primeira linha de combate a incêndios" do navio, ele entrega água de alta pressão (água doce / água do mar) por meio de bombas de incêndio para cobrir todas as áreas, como a sala de máquinas, o porão de carga, o convés e os quartos de hospedagem, extinto incêndios sólidos (como cabos, madeira) e incêndios líquidos gerais (como incêndios por vazamento de diesel), e é o cenário central onde os tubos de aço inoxidável são mais amplamente utilizados.

Detalhes da aplicação do tubo de aço inoxidável

Cobertura da tubulação:

A partir do compartimento da bomba de incêndio inferior (bomba principal + bomba de emergência) do navio, é dividido em "cano principal vertical" (que corre longitudinalmente ao longo do casco, DN100 - DN200) e "ramal horizontal" (que se estende a cada compartimento, DN50 - DN80), conectando - se finalmente ao hidrante de incêndio do convés (DN65), ao aspersor do compartimento (DN25 - DN40) e à interface do mangueira de incêndio portátil (DN50).

Condições de operação:

Pressão: Pressão de projeto 1.0-2.5 MPa (pressão de saída da bomba principal 2.0-2.5 MPa, pressão do hidrante de incêndio no final ≥ 0.8 MPa);

Meio: O sistema aberto usa água do mar (concentração de Cl⁻ 1.8-3.5%), o sistema fechado usa água doce (Cl⁻ ≤ 50 mg/L);

Ambiente: Seção da cabine (temperatura alta na sala de máquinas 40-80℃, névoa de óleo; espaço de carga úmido), seção do convés (spray salino, vento, flutuações de temperatura).

Requisitos de seleção de tubos de aço inoxidável:

Material: Deve ser aço inoxidável austenítico 316L (PREN ≥ 24, resistente à corrosão por pites da água do mar; baixo carbono para prevenir fragilização em alta temperatura), proibido usar 304 (perfuração por corrosão da água do mar em 2-3 anos);

Processo: Tubo sem costura (ASTM A312/GB/T 14976), resistência à pressão ≥ 515 MPa (tensão de ruptura do 316L), evitar vazamento de tubos soldados;

Especificação: Tubo principal DN100-DN200 (espessura da parede 4.0-6.0 mm), tubo ramal DN50-DN80 (espessura da parede 3.5-4.5 mm), as extremidades precisam ser mecanizadas (verticalidade ≤ 0.5°), compatíveis com conexão por flange.

Principais precauções:

A tubulação na sala de máquinas precisa ser encapsulada com material resistente ao fogo (fibras cerâmicas, espessura ≥ 30 mm), de acordo com os requisitos de resistência ao fogo de nível A da IMO SOLAS, e não deve falhar em caso de incêndio dentro de 30 minutos;

A inclinação da tubulação do sistema de água do mar ≥ 1,5‰, uma válvula de drenagem deve ser instalada no ponto mais baixo para evitar o estagnação da água do mar que pode levar à corrosão local;

A saída da tubulação da bomba precisa ser equipada com uma junta flexível de cânula metálica (material 316L), absorvendo vibrações e prevenindo rachaduras nas soldas.

Cenário 2: Sistema de extinção de incêndio com espuma (específico para navios tanque de petróleo / navios químicos, núcleo para extinção de incêndios de óleo)

Posicionamento da função

Para incêndios de óleo no tanque de carga, tanque de carga líquida de navios químicos e tanque de combustível da sala de máquinas (como diesel, petróleo cru), ele entrega uma mistura de "água + líquido espumante" (como espuma de filme de água AFFF) através de tubos de aço inoxidável para formar uma camada de cobertura que isola o oxigênio para extinção do fogo, sendo um sistema necessário para navios inflamáveis e explosivos.

Detalhes da aplicação do tubo de aço inoxidável

Cobertura da pipeline:

Dividido em "tubo de fornecimento de líquido de espuma" (do tanque de espuma ao misturador, DN40 - DN80) e "tubo de fornecimento de mistura de espuma" (do misturador ao gerador de espuma da espera de carga / bocal de espuma da sala de máquinas, DN80 - DN150). Alguns sistemas contêm "tubo de recuperação de espuma" (DN50 - DN65, recuperando líquido de espuma não utilizado).

Condições de operação: Pressão: Pressão do tubo de líquido de espuma: 0.8 - 1.2 MPa; Pressão do tubo de líquido misturado: 1.5 - 2.0 MPa;

Meio: Líquido de espuma (tipo AFFF/FFFP, contendo surfactantes, levemente corrosivo) + água do mar / água doce;

Ambiente: Área da espera de carga (alta neblina salina, potencial vazamento de óleo), área de combustível da sala de máquinas (alta temperatura, névoa de óleo).

Requisitos para a seleção do tubo de aço inoxidável:

Material: Aço inoxidável 316L (resistente à corrosão do líquido de espuma + corrosão da água do mar, evitando pites causados por Cl⁻ no líquido de espuma);

Processo: Tubo sem costura (líquido misturado a alta pressão, tubo soldado propenso a vazamentos), a parede interna precisa ser desengraxada (remover o óleo de laminagem para evitar a contaminação do líquido de espuma e afetar o efeito extintor);

Conexão: A interface do gerador de espuma usa o "conector rápido" (material 316L), conveniente para conexões de emergência; A vedação da flange usa um gaxeta de politetrafluoretileno resistente ao óleo (evitando a penetração do líquido de espuma que leva ao envelhecimento da gaxeta).

Precauções importantes:

Após cada uso, o pipeline deve ser enxaguado com água doce (10 - 15 minutos) para remover o líquido de espuma residual (para evitar a corrosão da parede interna causada pelo estagnação a longo prazo);

O tubo do líquido de espuma deve evitar a luz solar direta (para prevenir a deterioração do líquido de espuma), a seção exposta deve ser isolada termicamente e sombreada, a parede externa do tubo de aço inoxidável deve ser pintada com tinta resistente ao tempo;

Regularmente (a cada 6 meses) teste o desempenho de vedação do pipeline (a pressão do teste hidrostático é 1,2 vezes a pressão de projeto), para prevenir o vazamento do líquido de espuma que leva a uma dosagem insuficiente de extinção de incêndio.

Cena 3: Sistema local de extinção de incêndio de emergência (sala de máquinas / sala de geradores / sala de baterias, resposta rápida)

Posicionamento da função

Para as "áreas pequenas de alto risco" dos navios (como a sala do motor principal, a sala da gerador, a sala da bateria dos navios de energia nova), quando ocorre um incêndio local (como curto - circuito de cabo, superaquecimento do mancal), através de pequenos dutos de aço inoxidável, o meio extintor é rapidamente entregue, alcançando o objetivo de "extinguir o fogo precocemente e evitar a propagação". Os tipos comuns incluem o sistema de extinção de incêndio com névoa fina d'água e o sistema local de extinção de incêndio com CO₂ (parte do duto).

Detalhes da aplicação do duto de aço inoxidável (tomando o sistema de névoa fina d'água como exemplo, o mais comum)

Cobertura do duto:

A partir da pequena bomba de emergência a bordo (ou do ramo do sistema principal), usando "ramos miniaturos" (DN20 - DN40), dispostos densamente nas posições dos equipamentos chave (como a cabeça do cilindro do motor principal, o enrolamento do gerador, o módulo da bateria), e conectados aos bicos de névoa fina d'água (diâmetro 0,5 - 2mm, ângulo de atomização 60° - 120°).

Condições de operação:

Pressão: Neblina fina de água de alta pressão (8 - 12 MPa), neblina fina de água de baixa pressão (1.2 - 2.0 MPa);

Meio: Água doce (sistema fechado) ou água do mar (sistema aberto), contendo parcialmente inibidor de corrosão;

Ambiente: Alta temperatura na sala de máquinas (até 100 - 150°C perto do motor principal), vibração (frequência de operação do motor principal 10 - 1000Hz), contaminação por óleo.

Requisitos para a seleção de tubos de aço inoxidável:

Material: O sistema de alta pressão utiliza tubos soldados 316L (espessura da parede 2.5 - 3.5mm, resistência à tração ≥ 515 MPa, resistente a impactos de alta pressão); O sistema de baixa pressão pode utilizar tubos soldados 316L (soldagem TIG, inspeção UT 100%);

Especificação: DN20-DN40 (a vazão da neblina fina de água é pequena, não é necessário diâmetro de tubo grande), rugosidade da parede do tubo Ra ≤ 3.2 μm (para evitar o acúmulo de incrustações de cal que bloqueiem o bico);

Instalação: O pipeline é instalado ao longo do suporte do equipamento, fixado com ganchos de tubo de aço inoxidável (espaçamento ≤ 1.5m), evitando o deslocamento do pipeline devido à vibração; Conectado ao bico usando "conexão roscada" (rosqueamento PT, selante selecionado para resistência à temperatura).

Principais precauções:

A linha de névoa fina de água sob alta pressão precisa passar por um "teste hidrostático" de 100% (pressão 1,5 vezes a pressão de projeto, manter a pressão por 30 minutos), sem vazamentos;

Regularmente (a cada 3 meses), use ar comprimido para soprar a linha e evitar o entupimento dos bicos (o diâmetro dos bicos de névoa fina de água é pequeno e é fácil de se entupir com impurezas); A linha do compartimento da bateria precisa ser "reforçada contra corrosão" (a bateria pode vazá - se e o eletrólito contém ácido, e a parede externa do tubo de aço inoxidável é revestida com um revestimento resistente ao ácido).

Cenário 4: Cenário especial de proteção contra incêndio para navios específicos (navio de GNL / navio polar, condições extremas)

Posicionamento da função

Para navios especiais, como navios de GNL (em ambientes de baixa temperatura), navios polares (-40°C ou abaixo) e grandes navios de contêineres (com porões de carga empilhados alto), o sistema de proteção contra incêndio precisa se adaptar a condições extremas, e os tubos de aço inoxidável precisam atender a requisitos especiais, como "tenacidade a baixa temperatura", "resistência ao fogo em alta temperatura" e "transporte de longa distância".

Detalhes da aplicação de tubos de aço inoxidável (por tipo)

Foto 1 

II. Classificação por área de compartimento: Adaptação ambiental e diferenças de cenário

As temperaturas, meios e tipos de risco variam em diferentes compartimentos. A aplicação de tubos de aço inoxidável precisa ser adaptada de acordo. As principais diferenças são as seguintes:

1. Área da sala de máquinas (maior risco, requisitos mais rigorosos para tubos de aço inoxidável)

Características ambientais: alta temperatura (40-150℃), vibração de alta frequência (motor principal / gerador), névoa de óleo + vazamento de óleo e gás, espaço restrito;

Cenários de aplicação: tubos ramais de água de incêndio de alta pressão (DN50-DN80), dutos de névoa fina (DN20-DN40), dutos de mistura de espuma (DN80-DN100);

Requisitos principais para tubos de aço inoxidável:

Material: 316L (resistente à corrosão por névoa de óleo + estabilidade em altas temperaturas);

Processo: tubo sem costura + inspeção RT a 100% (sem defeitos de solda);

Proteção: a parede externa é feita de revestimento refratário (fibras cerâmicas + tinta refratária), e a distância dos tubos de combustível é ≥ 100mm (para evitar que o vazamento de combustível acenda o tubo).

2. Área de carga (grandes diferenças na mídia, adequada para diferentes necessidades de combate a incêndios)

Porão de carga de navio de carga a granel: ambiente úmido + névoa salina, aplicação de tubos ramais de água de incêndio de alta pressão (DN65 - DN100), tubo sem costura 316L, inclinação ≥ 1,5‰ (para drenar a água do mar);

Porão de carga de navio tanque de petróleo: alto risco de vazamento de óleo e gás, aplicação de tubos de mistura de espuma (DN100 - DN150), tubo sem costura 316L, desengraxamento da parede interna (para evitar contaminação pelo líquido de espuma);

Porão de carga de container: empilhamento alto + incêndio sólido, aplicação de tubos de spray (DN80 - DN120), tubo sem costura 316L, conjunto de bicos de spray a cada 2m (cobertura total).

3. Deck e superestrutura (ambiente ao ar livre, altos requisitos de resistência ao clima)

Área do deck: névoa salina + vento e chuva + altas e baixas temperaturas (-20℃ - 60℃), aplicação de tubos principais de água de incêndio (DN100 - DN200), tubos de interface de hidrante de incêndio (DN65);

Área residencial: população densa + incêndio sólido (como móveis, cabos), aplicação de tubos ramais de spray (DN40 - DN50), tubo sem costura 316L, parede interna polida (Ra ≤ 1,6μm, grau higiênico);

Requisitos fundamentais para tubos de aço inoxidável:

Parede externa revestida com tinta resistente ao tempo (para evitar corrosão direta por névoa salina);

Tubulações ao ar livre equipadas com válvulas de drenagem (para evitar acumulação de água e expansão por congelamento);

Tubulações da área de habitação e condutos elétricos com espaçamento ≥ 50mm (para evitar influência mútua em caso de incêndio). 

III. Resumo das semelhanças e princípios fundamentais dos cenários de aplicação

Independentemente de serem classificados por sistema ou região, a aplicação de tubos de aço inoxidável no sistema de proteção contra incêndio de navios segue três princípios fundamentais:

1. Não se pode comprometer o material: Em todos os cenários, o aço inoxidável 316L é o preferido. Para ambientes extremos (baixa temperatura/alta temperatura), é realizada otimização do material, e o uso de 304 ou aço carbono é proibido;

2. O processo se adapta às condições de trabalho: Para sistemas de alta pressão (água de incêndio/espuma), são usados tubos soldados; para sistemas locais de baixa pressão (seção de baixa pressão de névoa fina), podem ser usados tubos soldados (é necessária inspeção não destrutiva de 100%);

3. O ambiente é adaptado para proteção: Em ambientes de água do mar, é enfatizado o "drenagem + passivação"; em ambientes de alta temperatura, é enfatizado o "revestimento resistente ao fogo"; em ambientes de baixa temperatura, é enfatizado o "tenacidade a baixa temperatura + drenagem anti-expansão".

A essência desses princípios é "Os requisitos do cenário determinam a seleção" - através da resistência à corrosão, resistência à pressão e adaptabilidade ambiental dos tubos de aço inoxidável, garantir que o sistema de proteção contra incêndio possa entregar com segurança os meios de combate ao fogo em "situações de emergência", o que é a linha de base central da segurança do navio.