船舶管路系统论文

船舶管路系统论文 摘 要 船舶建造过程中，船舶管系占据主要地位，管系的加工与安装所耗费的时间，据统计约占整个造船工程的10%-15%左右的时间。优质的管系安装施工质量和科学的维护修理，是保障管网系统高效、安全运行的必要条件。及时的正确维护和修理可以延长管网的使用寿命。 本文主要论述了船舶管路生产和发展简史，船舶管路系统的含义及其组成等内容。 关键词:管路系统、安装与检验、发展 目 录 摘 要 ........................................................... 1 目 录 ........................................................... 1 前 言 ........................................................... 3 第一章、 船舶管路系统的含义及其组成 ............................ 4 一、船舶管路系统的含义 .......................................... 4 二、船舶管路系统的组成 .......................................... 5 第二章、 船舶管路生产设计的发展简史 ............................ 5 一、船舶管路生产设计和施工 ...................................... 5 第三章、 船舶系统 .............................................. 6 一、舱底水系统 .................................................. 7 二、压载水系统 .................................................. 7 第四章、 动力系统 .............................................. 7 一、燃油系统 .................................................... 7 二、滑油系统 .................................................... 8 三、冷却系统 .................................................... 8 四、压缩空气系统 ................................................ 8 第五章、 管子的材料、规格和特性 ................................ 9 一、钢管 ........................................................ 9 1(无缝钢管 ..................................................... 9 2有缝钢管 ..................................................... 11 二、铜管 ....................................................... 11 1紫铜管 ....................................................... 11 2黄铜管 ....................................................... 12 三、双金属管 ................................................... 12 四、铝管 ....................................................... 12 五、塑料管 ..................................................... 12 六、钛合金管 ................................................... 13 第六章、 管子的选用原则 ....................................... 13 一、使用要求 ................................................... 13 二、工艺要求 ................................................... 13 三、经济要求 ................................................... 13 第七章、 管路附件 ............................................. 13 一、附件的分类 ................................................. 13 二、通用(标准)附件 ........................................... 14 1阀件的功能及适用范围 ......................................... 14 2观察附件 ..................................................... 16 3 滤器 ......................................................... 16 4热交换器 ..................................................... 17 5连接附件 ..................................................... 17 6垫片 ......................................................... 18 毕业设计用纸 第八章、 管系布置的通则 ....................................... 18 一、管路的布置 ................................................. 18 二、机舱管路布置的要求 ......................................... 19 (一)机舱管路布置的基本要求 ................................... 19 (二)机舱舷侧及平台空间的管路布置 ............................. 20 (三)甲板管路布置 ............................................. 20 第九章、 管子的校对与焊接 ..................................... 21 一、管子的校对 ................................................. 21 (1)现场校管 .................................................. 21 (2)靠模校管 .................................................. 21 二、管子的焊接 ................................................. 21 (1)钢管的搭接焊 .............................................. 22 (2)钢管的对接焊 .............................................. 22 (3)铜管的焊接 ................................................ 22 第十章、 管路的安装与检验 ..................................... 23 一、管路安装的方法 ............................................. 23 (1)单个管系安装法(现场安装法) ................................ 23 (2)分段预装法 ................................................ 23 (3)单元组装法 ................................................ 23 二、管路安装的检验 ............................................. 23 (1)安装正确性的检验 .......................................... 24 (2)管路的紧密性试验 .......................................... 24 (3)管路系统的运行试验 ........................................ 26 第十一章、 管路的试验 .......................................... 26 一、试验的介质 ................................................. 26 二、其它注意事项 ............................................... 26 第十二章、 管系码头试验前的串油和冲洗 ......................... 26 结论 ........................................................... 27 参考文献. ...................................................... 28 前言 船舶管路就是把一根根单独的管子还有相应的阀件在船舶上连接起来， 并且用支架固定，最后和系统的设备连接，形成一个完整的管系。它的任务 渤海船舶职业学院成人教育 3 是保证船舶主机正常工作、船舶正常航行性能、安全及满足船上人员日常生活的需要，用来传送水、油、气等有关工质。船舶管路有两大类:动力系统管路和船舶管路系统。船舶系统有舱底水系统、压载水系统等。动力系统管路是用为主机和辅机服务的各种管路，有燃油、滑油、冷却水、压缩空气、排气、废气、废热等管路。 第一章、 船舶管路系统的含义及其组成 一、船舶管路系统的含义 在船舶动力装置中，船舶管路系统是泛指为专门用途而输送流体(液体或气体)的成套辅助机械(如泵、风机、压气机、分油机等)，设备(如热 毕业设计用纸 交换器、箱柜、过滤器、空气瓶等)，检测仪和管路(管子及其附件)的总称，简称管系。 船舶管路系统按用途分为两大类:为推进装置服务的管系称为动力管系，以保证推进装置正常工作;为全船服务的管系称为船舶管系，以保证舰船的生命力、安全航行以及船员和旅客的正常生活和工作。 二、船舶管路系统的组成 动力管系按其任务的不同，其组成部分主要有如下五个:(1)燃油管系; (2)滑油管系; (3)冷却管系;(4)压缩空气管系;(5)进排气管系。 船舶管系按其任务的不同，其组成部分主要有:(1)舱底水管系;(2)压载水管系;(3)消防管系;(4)通风管系;(5)供水管系;(6)注入、量、透气管系;(7)蒸汽管系;(8)疏排水管系。 除此以外，根据不同类型的船船还设置液压管系、浸水管系，在一些专用船舶如原油运输船、化学品运输船、液化气体船等，还设一些专用系统。常见的有:液货装卸系统、洗舱系统、惰性气体保护系统及液货加热系统等。 在动力管系中，有些发动机本身自带有不可分割的有关机械、设备部分，在柴油机设计中已解决，称为内部动力系统，其余部分称为外部动力系统(在动力装置设计中解决)。设计中按其实现的功能，安全可靠性、经济性等方面考虑。 动力装置能否可靠的正常工作，除了决定于装置的主要设备(主机、副机、锅炉等)本身的技术性能外，动力管系的技术性能也起着重要的作用。在动力装置的生命力方面，动力管系担负着更重要的作用。 船舶管系按其基本任务可分为保船的、生活设施和驳运储藏三个类别，为此船舶管系必须具有可靠性和一定的活力性。 第二章、 船舶管路生产设计的发展简史 一、船舶管路生产设计和施工 我国船舶管系设计和施工按发展特征，大致经历了如下几个阶段。 渤海船舶职业学院成人教育 5 1.五十年代中期前是第一阶段，管子的弯曲加工，基本上Ф25mm以上的管子采用灌砂热弯方式，这种方法，劳动强度大、效率低、弯管质量差。五十年代中期开始，逐渐扩大了机械冷弯作业的比例，使管子弯曲的效率和质量都有了一定的提高。但由于这个时期，管系的施工设计采用现场取样方式，管子的加工滞后于船体的建造，工作量大，影响船舶的建造周期。 2.第二阶段是六十年代。随着造船工业的发展，对船舶的品种、性能、质量和船舶建造周期都提出了更高的要求，而管子加工和这种要求相比，还存在着很大的差距。为此，各船厂设法提前加工管子，力图实现管子的“预制”。基于船体实尺放样的启示,研究了管系实尺放样,在样台取得管系的布置和管子的坐标尺寸。后来又发展了管系的比例放样甚至综合放样。终于使得管子的加工基本上脱离了现场,也即消除了在管子的加工上依附于船体的局面,由于施工设计的变革,反过来又促进了加工设备的更新,各厂相继研制出一批液压弯管机,其规格扩大到能弯Ф203 ,Ф305的管子。同时也发展了中频弯管机，以弯曲大口径的管子，逐渐淘汰了火焰弯管机，并且研制成功了内场校管装置，管子加工的效率和质量得到了进一步的提高。 3.七十年代初进入第三阶段，由于我国电子技术的发展，各厂都开始寻求把电子技术应用于管子加工的途径，管子的切割、焊接和弯曲设备开始采用数字控制方式。不少船厂相继着手研究管子加工自动线，流水线。 4.第四阶段是从九十年代开始。在此期间管系的设计及施工最大的特点是采用了国内、外先进的技术，使管子的质量有了明显的提高，不但满足了国内规范和标准的要求，而且也满足了国外有关船级社的规范要求。另一特点是注重管子加工工艺的研究，编制专用或通用工艺文件。 目前我国管子加工的质量，虽已达到有关规范和标准要求，个别加工技术也已达到国际先进水平，但加工周期长、效率低的情况依然存在。究其原因主要有二种:一是我国造船选用管材品种多，这就使弯管设备必须具备多种模具和夹头长度，弯管时需经常调换模具，增加了船舶管系的设计、加工和安装是造船工程中的一项重要内容。管子工程的特点是多规格、多品种、多数量。在较短的设计、加工和安装周期内要完成繁重的工作内容。由于其工作性质的复杂性，产品单件性，使其长期以来一直处于落后状态。随着国际市场上船船工业竞争性加剧，各国都在致力于降低船舶的总造价，缩短造船周期。相应的提高船舶管系生产技术水平，已成造船工业的重要发展目标。 第三章、 船舶系统 毕业设计用纸 船舶系统是保证船舶的航行性能、安全及满足穿上人员日常生活的需要而设置丝袜系统下列主要概括舱底水系统、压载水系统、压载水系统的内容。 一、舱底水系统 1) 各舱底水泵的排水数用试验和污水管的畅通试验。要求能抽干各 污水井或污水沟内的污水。 2) 渗水井或污水沟内水位报警装置的报警试验。 3) 舱底水油水分离器的效应试验。要求分离后的污水含油量小于 15ppm。 4) 机炉舱应急排水阀和排水管的排水试验。 5) 防撞舱壁阀夹板操纵装置进行启闭灵活性检查。 二、压载水系统 1)各压载水泵的舷外水循环效用试验。 2)压载水管与压载水舱之间的压入与排出的畅通试验，做好时间和残留水位的记录。 3) 压载水舱之间的相互转换试验，做好试验记录。 4) 检查方庄舱隔离阀甲板操纵装置的可靠性和指示装置的正确性。遥控装置中的遥控阀的启闭效用试验。 第四章、 动力系统 一、燃油系统 1) 各燃油低压输送泵、驳运泵及燃油管系作1小时的效用试验。 渤海船舶职业学院成人教育 7 2) 在机舱外对双层底以上燃油舱、柜的速闭阀作操纵关闭试验。 3) 对泵及管路上安全阀座启跳压力试验，启跳压力为1.1倍工作压力。 4) 燃油分油机作2小时的分离效用试验。并对其自动装置进行调整和试验及故障报警试验。 5) 对锅炉燃火自动点火控制装置进行试验和应急熄灭试验。 6) 对燃油加热器的自控和黏度计的自控性进行调试。 二、滑油系统 1) 严格检查主机、发电机、轴系及其他机械润滑系统管路清洁工做。 2) 在船舶下水前，先检查尾轴、尾管润滑系统装置安装是否正确，再对管系进行清洁或串油检查，最后用压油方法检查其密性状态。 3) 滑油泵及滑油系统作1小时的滑油循环效用试验。 4) 检查和调整低压警报装置、温度调节阀的工作可靠性。 5) 调整泵及管路中的安全阀启跳压力，启跳压力为1.1倍的工作压力。 6) 滑油离心分机作2小时分离效应试验。具有自动控制和自动排渣的分油机应按技术要求进行调整试验。 三、冷却系统 1) 冷却水泵与整个冷却系统作1小时的效用试验。 2) 检查主泵与备用泵转调使用的灵活性和方便性。 3) 检查和调整温度自动调节器的工作温度及温度自动报警装置。 4) 调试制淡水装置并检查所制淡水的质量。 5) 调试暖缸设备保证主机暖缸正常进行。 6) 调试膨胀水箱的自动供水装置。 四、压缩空气系统 1) 压缩空气系统和空气瓶在额定工作压力下，进行2小时的气密试验。 2) 检查和调整减压阀的排出压力、安全阀的开启压力，开启压力为1.1倍工作压力。 3) 对空压机进行充气试验，并做好时间记录。 4) 对空压机进行自动启动和停车的效用试验。 毕业设计用纸 5) 对各用气场所(主、辅机启动、鸣汽笛、气动工具等)进行效用 试验。 6) 向气动自动装置供气，保证自动装置能自动工作。 第五章、 管子的材料、规格和特性 管子是用来输送各种工作介质的通道，由于各种工作介质的压力，温度、 流量及腐蚀性的不同，也就决定了管子的种类，规格的繁多及具有不同的特 性。 在各类船舶上常用的管子主要有三大类别、即钢管、铜管、塑料管。 一、钢管 钢管按制造工艺分为有缝钢管和无缝钢管两类，钢管的材料有普通碳素 钢、优质碳素钢、合金钢和不锈钢等，主要用于?级和?级管系的管子。 1(无缝钢管 制造无缝钢管的材料牌号一般为10号、20号、30号等优质碳素钢，及 A2，A3、A4等普通碳素钢，合金钢则为10Mn、09Mn2V、16Mn、15MnV、12Mnov2 等，不锈钢多为OCrl8Ni9Ti、ICrl8Ni、10Ti、1Crl8Nil0Ti等。 无缝钢管是由圆坯加热后，经穿管机穿孔轧制(热轧)而成，或者经过 冷拔成为外径较小的管子。 即可冷弯、也由于无缝钢管具有足够的强度，良好的延伸率和工艺性( 可以热弯和良好的焊接性)，所以在船舶各管系中应用得最为广泛。例如: 蒸汽管、燃油管、滑油管、压缩空气管、冷却水管、消防管等，规格见表1。 表1 钢管外径与最小公称壁厚 δ(mm) 最小公称壁厚 一般用管与船体结构有关的舱底、压载水管和通过压载舱和燃油舱的外径,(mm) ?????? 舱柜的空气管、溢流一般海水管舱底水管、空气管、溢流管 管和测量管??????? 和测量管，通过燃油舱的压 ??????? 载管和通过压载舱的燃油 管???????? 10.2,12 1.6 13.5,17.2 1.8 20 2.0 21.3,25 2.0 3.2 26.9,33.7 2.0 3.2 38,44.5 2.0 4.5 3.6 6.3 渤海船舶职业学院成人教育 9 48.3 2.3 4.5 3.6 6.3 51,63.5 2.3 4.5 4.0 6.3 70 2.6 4.5 4.0 6.3 76.1,82.5 2.6 4.5 4.5 6.3 88.9,105 2.9 4.5 4.5 7.1 114.3,127 3.2 4.5 4.5 8.0 133,139.7 3.6 4.5 4.5 8.0 152.4,168.3 4.0 4.5 4.5 8.8 177.8 4.5 5.0 5.0 8.8 193.7 4.5 5.4 5.4 8.8 219.1 4.5 5.9 5.4 8.8 244.5,273 5.0 6.3 6.3 8.8 298.5,368 5.6 6.3 6.3 8.8 406.4,457 6.3 6.3 6.3 8.8 注:?具有有效防腐蚀措施的管子，其最小壁厚可适当减薄，但减薄最多 不超过1mm; ?除液货闪点小于60?的液货舱测量管外，表列测量管的最小壁厚系适 用于液舱外部的测量管; ?对于允许采用的螺纹管最小壁厚应自螺纹根部量起; ?焊接钢管和无缝钢管的外径和壁厚的数值取自ISO的推荐文件,336， 若按其它标准选取管子壁厚可允许适当减小; ?通过深舱的舱底水管和压载水管的最小壁厚应另行考虑; ?直径较大的管子的最小壁厚另行考虑; ?舱底、测量、空气和溢流管的最小内径应为:舱底管:d=50mm，测量 管:d=32mm，空气和溢流管:d=50mm; ?本表所列的最小壁厚一般是指公称壁厚，因此不必考虑负公差和弯曲 减薄余量; ?排气管的最小壁厚另行考虑; ?货油管的最小壁厚应另行考虑。 不锈钢管也属于无缝钢管的范畴，它除具备一般无缝钢管的特性外，还 具有耐腐蚀性强，在高温下不易被氧化，不结皮，并保持较高的机械性能的 特点，但是这种管子不宜热弯，在大量的含有氯离子介质中易产生应力腐蚀， 它除用于潜艇中高温，高压，高清洁度，工作介质的腐蚀性大的特殊系统外， 一般船舶不宜采用，规格见表2。 表2 不锈钢管外径与最小公称壁厚 管子外径,(mm) 最小公称壁厚δ(mm) ?10 1.0 11,18 1.5 毕业设计用纸 19,83 2.0 84,169 2.5 170,246 3.0 247,340 3.5 341,426 4.0 427,511 4.5 512,597 5.0 2.有缝钢管 这类钢管是由钢板卷曲后经焊接而成，根据表面颜色又分两种，其中之一是为了提高钢管的抗腐蚀能力，在管子表面镀上一层耐腐蚀的锌层，由于镀锌后的管壁内外表面呈银白色，人们习惯称为白铁管，而没有镀锌的有缝钢管统称为黑铁管。 制造这类管子的材料牌号有A2、A3、B2、B3等，A类钢多用于船舶。由于有缝钢管所选用的材料无严格要求，故其机械性能也相对较差。白铁管只适用于常温和工作压力P?0.1MPa以下的日用水，卫生水、舱底水等系统，黑铁管可用于输送低温低压的水和油等工作介质，有时也可用于低压的废气和蒸汽系统。 二、铜管 常用的有紫铜管和黄铜管两种，紫铜管由含铜量99.5,以上的纯铜拉制和挤制而成;黄铜管由铜基合金制成，两者相比较紫铜管的韧性稍高一些，黄铜管的强度稍高一些。 1.紫铜管 紫铜管经退火后，质地柔软，工艺性好，具有很高的塑性和耐蚀性，它不适用于高温、高压系统，再加之价格较贵，在一般的船舶上，只用于压力表管或直径φ?14mm的液压油类管，但在舰艇上得到广泛应用，如海水系统，液压系统，滑油系统等。 常用的紫铜管材料牌号有T1、T2、T3、T4、TUP等，由制造厂供应的紫铜管均末退火，故在加工过程中，首先应对弯曲部位进行退火，退火温度一般为550―650?之间。规格见表3 表3 铜和铜合金管外径与最小公称壁厚 外径,(mm) 最小公称壁厚δ(mm) 铜 铜合金 8,10 1.0 0.8 12,20 1.2 1.0 25,44.5 1.5 1.2 渤海船舶职业学院成人教育 11 50,76.1 2.0 1.5 88.9,108 2.5 2.0 133,159 3.0 2.5 193.7,267 3.5 3.0 273,470 4.0 3.5 508 4.5 4.0 注:?外径和壁厚的数值取自ISO标准; ?若按其它标准选取管径，管子壁厚可允许适当减小。 2.黄铜管 黄铜管的特点是抗海水及空气的腐蚀能力很强，而且有很好的导热率，但由于冶炼困难产量少，价格较贵，一般只用于热交换器的管束及通话管。 黄锅管系由H62、H68、锡黄铜HSn70―1、HSn62―1、铅黄铜HPb59―1、铁黄铜HFe59―l―l等拉制或挤制而成，黄铜管在加工过程中也均应首先进行退火处理。 三、双金属管 所谓的双金属管是指管壁由两层不同的金属组合而成的管子，即外层为10号优质碳素钢，内层镀有0.6 ,0.8 mm厚的T4号铜制成, 管子的外径D为6 , 70mm，壁厚δ为1.5,6mm，管长L为3,7m。 这种管子具备了钢管和紫铜管的双重特点，即有较高的机械强度，又有较强的耐腐蚀能力，因此，它一般专用于高压空气管路，常用于舰艇上。这种管子加工较困难，因钢和铜的溶点、机械性能都不同，所以最好采用冷弯工艺。 四、铝管 铝管是拉制或挤制而成的无缝管，一般船舶铝管由硬铝合金拉制而成。主要优点是重量轻、耐腐蚀、塑性好、易加工，常为一般轻型快艇所采用。由于其机械性能不及铜管，只适用于低温、低压的场合，如燃油管、滑油管、冷却水管路等。 常用的铝管牌号有LF2,M防锈合金铝、LF2、LF21、LYll、LYl2等。这种管子即可冷弯、也可热弯、冷弯前需经退火处理。 五、塑料管 塑料管一般由耐冲击聚氯乙烯制成，它具有重量轻，比目前船上常用的任何一种金属管都轻，耐腐蚀性能强，还具有摩阻小、绝缘、隔音、吸振、耐磨、绝热和不需油漆，加工与安装工艺较简便等优越特性，但是也存在着强度低、耐热、防火性能差、膨胀系数大，易老化，破损不易修补，焊接温 ?,，60?，度不易控制等缺陷。所以，目前这种管子仅用于工作温度在,0工作压力小于0.6MPa的管系中，如甲板排水、污水、洗涤水、空气管等。 毕业设计用纸 随着塑料管的材料性能不断改进，制造工艺的不断完善，必将会获得广泛的应用。 六、钛合金管 钛合金是问世不久的新型材料，用这种材料制造的管子优于无缝钢管和紫铜管所具备的特性，且又克服了无缝钢管耐腐蚀性差、紫铜管强度低的问题，但由于其价格昂贵、规格较少，所以，它目前的应用只局限于舰艇上某些特殊的场合。 第六章、 管子的选用原则 管子的选用主要应遵循保证使用要求、工艺要求及降低成本等三个方面的原则。 一、使用要求 使用要求主要是指管系对管子的机械强度、刚度、尺寸大小、重量、抗腐蚀能力，耐热性等。不同系统中的管子除要满足管内流通的工作介质在压力、温度、流量、抗腐蚀等要求，还应考虑是否受水击、振动等外界环境条件。 二、工艺要求 选用管子在满足使用要求的前提下，还应达到弯曲、焊接、安装、维护保养、检修等方面的工艺技术条件。 三、经济要求 在选用管材过程中，应在考虑使用要求和工艺要求的同时，还要防止大材小用，优材劣用。在符合使用要求的前提下，尽最大努力降低船舶的建造成本，在船舶设计阶段是实现这个目标的最佳时机。 综上所述，管子的选用需要考虑各方面的要求，但是在许多情况下，选出同时满足上述各方面要求的管子，也是很困难的，因此，首先要抓住主要矛盾，即满足工作介质的压力、温度和腐蚀性对管子的要求，而兼顾其它方面的要求，在此基础上，最后按照有关规范和标准进行，尽量减少规格的数量和不常采用的规格牌号。 第七章、 管路附件 所谓管路附件就是用来调控管路中工作介质的压力、流向、流量、温度的附件及连接管路得各种连接、固定件等。 一、附件的分类 渤海船舶职业学院成人教育 13 管路附件种类繁类多，用途广泛且各异，按形式可分为两类。通用(标准)附件、自制附件。 二、通用(标准)附件 包括调节控制附件、阀件、观察、检查附件、滤器、热交换器、连接附件、垫片。 1.阀件的功能及适用范围 ?截止阀 截止阀的功能是截止或连通管路中的工作介质，也可以调节工作介质的流量。它是应用最广泛的一种阀门，按照工作介质截止阀可分直通(A型)和直角(B型)两种。按连接方式有法兰截止阀和外螺纹截止阀。如图1、2 图1 法兰截止阀 毕业设计用纸 图2 外螺纹截止阀 止回阀接通工作介质的原理是这样的;当逆时针旋转手轮时，则带动阀杆作逆时针转上升运动。与此同时，阀杆也带动阀盘(阀头)上升且离开阀座，使阀门成开启状态，工作介质就可以沿箭头方向进入和流出截止阀。这就是接通，反之顺时针旋转手轮，直至阀盘严密的坐落在盘坐上。如图所示的状态，就起到截止工作介质流通的作用。另外除法兰截止阀外还有外螺纹截止阀等截止阀。, ?止回阀 止回阀是一种能够控制工作介质只能沿着一个方向流动，若工作介质回流(逆流)时，它能自动关闭的阀门。它安装在只允许工作介质单方向流动的管路上。 渤海船舶职业学院成人教育 15 图3 止回阀 如图3所示，是一种最常用的两种止回阀。当具有一定工作压力的工作介质进入止回阀的进口阀腔后，工作介质就作用在阀盘的下面上，迫使阀盘沿着阀盖上的导向槽上升而离开阀座，此时，止回阀的通道就打开了，而当工作介质回流时，止回阀的进口腔的工作介质压力则为零，阀盘就靠自身的重力回落到阀座上，此时，回流的工作介质的作用里就作用在阀盘的上面。促使阀盘紧密的压在盘座上，止回阀就关闭了，阻止了工作介质的回流。除法兰止回阀以外止回阀同样还有，外螺纹式。同样阀的种类繁多，如截止止回阀、减压阀、闸阀、蝶阀、压力表阀、旋塞等各种阀门。 2.观察附件 为了检查和测量系统中的工作介质的压力、温度、液位等以便随时了解判别系统的工作情况并进行必要的调整或采取措施。必须设置各种检查和测量附件，如压力表、温度计、液流观察器等。压力表、温度计、液位计等都是观察附件。 3.滤器 滤器的作用是清除掉介质中的各种杂质，一保证系统中的机械和设备的正常工作。 (1)海水滤器 海水滤器主要是在海水泵的吸入管路上，以防海水中的杂质进入泵内。 毕业设计用纸 图4 海水滤器 图4是常见的海水滤器，它的主要是由箱体、箱盖、滤板(滤网)组成。其滤网的流通面积一般为管路的流通截面的,(,,,倍。这种海水滤器的规格即公称通径在,,,,至,,,,,之间。耐压能力在,(,,,,以下。除海水滤器外，根据工作介质的不同，滤器还可分为油水滤器、空气滤器、滑油滤清器等滤器。 4.热交换器 热交换器是将热量从一种流体传递到另一种流体的传热设备。为了降低有聊的黏度以便运和使用，在油舱或油柜中装有加热盘管(弹簧管或蛇形管)，管内通过以蒸汽对油料进行加热。盘管式热交换器除了油舱加热外，还可用于燃油、滑油分油机中的加热器，燃油雾化加热器及茶桶热水柜的加热等。除盘管式热交换器以外还有套管式热交换器、管壳式热交换器、板式热交换器等热交换器。除搭接法兰外还有什么法兰其中管壳式热交换器还可分为固定管板式、,形管式浮头式。 5.连接附件 法兰是连接附件性能最可靠地一种。使用范围也很广泛。可用于公称直径,,大于等于,,,,以上的各种管子的连接。目前常用的法兰种类有搭焊法兰、对焊法兰、松套法兰等。 渤海船舶职业学院成人教育 17 图5 搭焊刚法兰 这种船用法兰的特点是结构简单，制造方便。除搭接法兰外还有对焊刚法兰、椭圆形搭焊刚法兰等多种法兰。 6.垫片 垫片的分类:按垫片的功能分类应有多种。但直接与管路有关的只有两大类，一类是用于管路连接处七密封作用防止工作介质泄漏的垫片，叫密封垫片。另一类是用于管子与吊架之间的衬垫。下面介绍几种常用的密封垫片: 密封垫片:柔性石墨金属复合垫特性;适用面宽，耐高温。材料;柔性石墨+不锈钢或镀锌钢板。适用介质;蒸汽、海水、淡水、空气、烟气惰性气体、油、各种溶剂、稀氢化酸。Pn;.4Mpa.。除柔性石墨金属复合垫外还有高分图层复合垫、芳拢橡胶等垫片。 第八章、 管系布置的通则 一、管路的布置 (1)所有蒸汽管、油管、水管和柴油机排气管等，应避免布置在配电板及其它电器设备的上方及后面，并尽量远离配电板周围。油管路还应避免在锅炉、烟道、蒸气管、废气管及消音器的上方通过。在避免上述情况有困难时，则应采取有效措施进行保护。 (2)所有燃油舱柜的空气管、溢流管和测量管，都应避免通过居住舱室、精密仪器舱、粮库等贮藏舱室。如有困难时，则通过这些舱室的管子不得有可拆接头。 (3)淡水管路不得通过油舱，以免管子破损或渗漏时污染水质;同样，油管路也不得通过淡水舱。如不可避免时，应加设油密隧道或套管，让管路通过。其它管路通过油舱时，应遵照规范要求加厚管壁，并在舱内不得有可拆接头。 (4)一般情况下，通过温度为0?或低于0?舱室的管子，应与该舱室的钢结构件作绝热分隔，否则应尽量避免。 (5)承受胀缩或其他应力的管子，应采取适当的管子弯曲或膨胀接头等必要的补偿措施;干货舱和深舱等不便检查处所的管子不得装设滑动式膨胀接头。膨胀接头应取得有关部门的认可。 毕业设计用纸 (6)布置管路时，要充分考虑操作管理人员的检查方便。 (7)分清各级防火区域的防火敷料的布置。凡通过这类区域的管路，均须考虑到上述因素，避免管路接头埋设在防火敷料之内。管子穿过水密或气密结构处，应采用贯通配件或座板。 (8)甲板冲洗管和生活用水舱供水管，不得通过货舱。 (9)各种管子应根据需要，在管子、附件、滤器等设备上设有放泄装置，以放泄管子内的空气及存液。 (10)管路应加以固定，并应能避免管子因温度变化或船体变形而损坏。 (11)管路布置时不得妨设备及阀件的检修。 二、机舱管路布置的要求 1.机舱管路布置的基本要求 (1)可靠性:机舱的管路系统大多与船舶生命力有关，确保这些系统的可靠性，是管路布置中首先要注意的问题。无论以何种形式完成管路布置，都必须是不降低系统的工作性能;必须按照船舶建造规范及有关规定处理好各个管系有敷设位置，使管路在非常情况下，产生破损的可能性降到最低限度。例如，一般海船的舱底水吸入总管应尽可能位于纵中位置，以防止由于海损事故损坏管路;对于舰艇，则因其水线以上的两舷易被炮火击中，故凡与动力装置有关的系统管路，均不能沿水线以上两舷部位敷设 对于机舱管路的布置，应视船舰类型及其机舱构造状况，分别作出相应的综合布置，且处理好布置过程中出现的工艺问题。 (2)条理性:在管路布置中，实施条理性是十分必要的。只有这样，才能使综合布置显示其完善和协调，从而给机舱以和谐、美观的布局，并方便管理和维修。在使管路布置经纬分明、造型简洁，如条件允许，可对管路进行集束排列。集束排列的基本形式有:?直线并列式 ?垂直-水平并列式 ?转折并列式 。常见的管子排列有以下几种:?竖向排列 ?横向列排 ?交叉排列 ?斜向排列 。 (3)操纵方便性:在管路布置时，应考虑使用部门在营运时操纵灵活方便;管路附件要显明易见，特别是阀件的具体位置及布置形式要便于操纵及维修;对于底部布置的管路，阀件的高度以不需操作人员过度弯腰即能作开启和关闭为佳;对于空间管路的阀件高度，以阀的操纵手轮离地面(甲板)1800mm左右为好;管路沿顶、壁布置时，阀件的阀杆应向壁面外侧下方倾斜一角度。一般认为阀件最佳布置形式是相对集中、对称布置。这将使操作人员容易熟悉阀件的位置规律，形成操作习惯。这对于舰艇更为重要。任何一组装置系统的所属管路阀件，应尽可能地集中在该装置周围或某一机电设备的周围。如有相同的两组以上的装置系统或机电设备，则每组的阀件布置 渤海船舶职业学院成人教育 19 形式及其与设备之间的相对位置，应尽可能对称。 (4)工艺可行性:管路布置必须顾及管子零件制造和管路安装工艺的实施。因此，对于管路布置中的管路敷设位置、管子曲形组合和安装程序等，都必须认真地加以考虑。管子零件制造有两个主要工艺环节:一是弯管，二是定形校管。这两个环节工艺的繁简，一般取决于管子曲形的复杂程度。因而，管子曲形的选择，应尽可能以最简单的弯头组合,并且弯头的弯曲角度除直角弯外,别弯的弯角度数应取特殊角??30?、45?、60?。鉴于船舶管路的综合性，往往使安装工艺具有一定难度。因此，除必须使管路布置条理化外，还应做到各系统、层次、区域等管路的独立性，即在任何情况下，不能因为某一部分管路的安装程序脱节而影响整体安装工作的继续进行。管路安装工作大多是人工操作，因此对管路每一对连接头的位置，都要考虑到管路拆装维修时使用工具的方便，乃至操作人员的站位是否合理等。总之，管路综合布置的结果，必须极大地有助于制造、安装工艺的实施，同时应尽量降低制造成本和劳动强度。 2.机舱舷侧及平台空间的管路布置 布置在舷侧管路的曲形与肋骨线型应基本相似。一般均采取连续别弯作舷侧曲面过渡，使管路由水平转向竖向的曲形的形式。系统管路，由机舱底部沿舷转向平台的布置情况。在布置过程中，应保证船体结构的强度不受消弱。管路穿越船舷纵桁时，应选择筋板中心位置开孔，并尽量控制开孔的面积，必要时需加设复板或加强圈。要使管路布置妥贴美观，管路穿出筋板后，应以最小直线距离将管路向舷侧弯曲，防止管子的外径超越筋骨的宽度。管路穿越上层甲板时，如果是水密结构，应用水密贯通件作过渡连接;若是非水密结构，孔口也应加设挡水圈。 3.甲板管路布置 甲板管路综合布置时，一般要做到使用合理和布置美观。这二个要求可通过综合协调和恰当的布置部位及布置形式的优化选择来解决。 (1)综合协调:根据管路综合布置时的一般规律，甲板管路大部分的动力源设置在机舱内，因此，消防水系统、日用水系统和日常蒸汽系统等管路均来自机舱，甲板管路较密集的区域在机舱围壁两侧的走廊顶部。总体布置时，通常遵循的原则是: (1)由于甲板管路大多由机舱壁引出，为避免与电缆、风管的交叉，管路多布置在走道顶部机舱围壁一边。 (2)风管、空调管等管道因其制造特点不宜作过度的曲形变化。一般可沿舱室一边布置，便于分管进入舱室。在室顶高度许可的情况下，尽量多留上部空间，以便管路和电缆引入舱室。(3)电缆常布置在管路与风管之间。一般的情况下，进入舱室的电缆均为直径不粗的电源线，使它跨越风管进入舱室不会有很多困难。 (2)布置区域和形式的选择 对客、货船甲板上层建筑、生活区域的布置不仅应注意结构特点，还应注意装饰要求，如管路任意穿越，势必影响主要舱室的美观。因此，管路的 毕业设计用纸 上下穿越，常选择卫生间作为主要通道。这不仅是因为卫生间无碍美观，而且卫生间的布置一般都是上下相应的，这就给管路上下通行相当有利的条件，同时还便于维修检查。甲板管路布置除上述甲板层次间穿越布置外，还有许多生活设施管路进入舱室。它们将对房舱的美观产生直接影响，故凡进入房舱的管路一般都以隐蔽和造型流畅舒适为主要要求。管线可暗线敷设。如房舱为敷料壁面时，可尽量使管路布置在敷料尺寸以内;若房舱为木作壁面，则管路设置在木作结构尺寸内。管子应以曲形简洁为基础，结合室内构件、器具等几何形状，将管子曲形布置成与之相适应的形状，达到视觉流畅的造型美，管路附件及阀件应讲究位置对称，和谐与统一。 第九章、 管子的校对与焊接 一、管子的校对 管子校对工作是指管子弯曲(无余量加工管子除外)之后,按图纸规定各部分形状和尺寸来固定法兰，支管和管子接头等。按照修造船的不同形式，校管工作可分为现场校管、靠模校管、坐标平台校管和校管机校管。 1.现场校管 将弯制好的管子直接到船上的安装部位进行校对管子，就叫现场校管。现场校管时，先将管子放在安装部位上，要保证管子两端的中心轴线与安装部位(设备、附件)接口的中心线对正，然后切掉两管端的多余部分。把法兰或螺纹接头套装在管子的两端，再把法兰或接头固定在安装部位的接口上，固定法兰或接头时要预留出装密封垫片的位置，通常在法兰之间填上铁丝(铁丝直径应同垫片的厚度相等)，同时用垫木、支脚将管子搁牢，接着就可将法兰或接头与管子点焊定位在一起，最后拆下校正好的管子，运回车间转入下道工序。 这种校管方法，是一种工作效率低，劳动强度大的工艺，但在管系综合放样工艺普遍采用后，还是不能淘汰，一般用在管系放样中留出的调整管段。 2.靠模校管 在修船中要调换的管子及造船中直径较大的管子，采用这种方法。修船靠模校管的工艺过程:将从船上拆下需要调换的管子两端紧固上靠模法兰或螺纹90 接头，然后将靠模法兰定位，拆下旧管子，将按照旧管子几何形状弯制的新管子，按现场校管的方法进行校对，但工作场地移到了加工车间进行。这种方法虽然工序较多，但对提高管子的安装精度有很大的作用，提高了工作效率，降低了劳动强度，改善了工作条件。 二、管子的焊接 渤海船舶职业学院成人教育 21 1.钢管的搭接焊 搭接焊可用手工电弧焊焊接，焊缝高度为管壁厚度,同时外观不得有气孔、夹渣、裂纹,咬边深度不得超过0.2mm不得残留有焊渣和飞溅物。焊条根据管子材质分别选用船焊40A或船焊395。 2.钢管的对接焊 钢管的对接焊焊缝尺寸按图6所示,对于燃油、滑油管系的对接焊,采用CO2气体保护焊封底。同时外观不得有气孔、夹渣、裂纹,咬边深度不得超过0.2mm。不得残留有焊渣和飞溅物。 图6 对接焊接头设计 3.铜管的焊接 铜管采用氧乙炔纤焊或紫铜电弧焊,焊前必须将焊接部位清洁干净,并用砂纸磨去氧化皮，露出金属本色。焊接后焊缝必须饱满,不得有气孔、夹渣、裂纹等缺陷。纤焊丝采用HSCuZn-1(即牌号221)。紫铜管电孤焊采用TCu 毕业设计用纸 焊条(牌号铜107,即上焊80)。 第十章、 管路的安装与检验 一、管路安装的方法 管系的安装包括管子、机械设备、附件等的安装。就管系安装方法来说,实施管系放样工艺后可以有三种安装方法: 1.单个管系安装法(现场安装法) 船舶下水之后,在机械设备安装完毕,根据管系安装图逐个管系逐根安装管子的一种方法。显然这种方法只能在现场进行,工作效率还是比较低的;特别在管系密集程度高的机舱中,全面开展安装工作,加上其它工种的同时施工,不免带来相互干扰和不安全;安装甲板下方和舱壁上的管子还需要相当的辅助工作(如:脚手架、起吊等)。 2.分段预装法 在建造船体分段的同时安装管系的一种方法,通过各分段的管子,在放样图上已标明了它们的安装位置,在建造分段时就可以安装通过该分段的所有管子。这种安装方法，对于安装在甲板下方和舱壁上的管子特别有利,实现了将空中作业改为平面作业。这样既减轻了劳动强度，又减少了工作的危险性，更重要的是提高了工作效率和保证了安装质量。但采用分段预装后，给船体装配增加了一定的工作量，增加了起重设备的负荷。分段预装法一般适用于甲板、机舱内各层平台、船体舷侧、双层底内及船体遂道内管子的安装。 3.单元组装法 单元组装法也可以称为内场安装法。这种方法适宜用于机械设备和管系密集程度高的舱室中。按照机械设备和管系的功能划分成若干个独立的单元(功能性单元、合性单元和管子单元)或者按舱室内的布置划成若干块,进行单元组装设计,绘制单元安装图。按单元或块在内场将有关的机械设备、阀件、管路、电气设备和仪表安装在一个支架或底座上,经过检验和油漆,运往现场拼装合拢。这种安装方法总称为单元组装法,当然,单元中辅助机械设备和管路的安装工作与一般安装并无差别。单元组装法摒弃了造船工业中传统的管系安装方法,把原来大量现场安装工作移到内场进行,船内安装工作只是各单元的定位和合拢。单元中包括的机械设备,管系附件等愈多,单元的容量也就愈大,从现场安装移至内场安装的工作量也愈多,它的优越性也愈显著。 二、管路安装的检验 船上所有的系统的管子安装完毕后，为了保证安装质量，使之符合施工 渤海船舶职业学院成人教育 23 图纸上的技术要求，还必须对每一系统的管路部分进行安装正确性的检验和安装紧密性试验，并履行交检手续。 1.安装正确性的检验 (1)检查总的安装是否符合图纸要求。主要检查管路的完整性及布置位置的合理性,其中包括检查各个部件及附件的相互位置是否正确,操作是否方便,仪表是否易观察。 (2)检查在可能积水与凝集水的部位是否有泄水装置,疏水管路是否保持一定的倾斜度,蒸汽管路上是否有膨胀接头。 (3)检查吊架的位置布置与数目是否符合图纸要求,并用手锤敲击来检查其焊接的牢固性。 (4)检查管子之间、管子与船壳板、管子与舱壁之间的距离是否适当。 (5)检查法兰端面的不平行度、不同轴度是否符合要求以及检查法兰上螺母、螺栓连接的紧密性,管子表面有无油漆及绝缘包扎等。 (6)管系安装完成后，首先检查管系的完整性以及所布置的位置是否符合图纸要求。检查附件的配置是否正确,在可能积水和存气的地方应设有放泄旋塞。用拆卸个别管子的连接接头的方法,检查管路是否由于装配不正确的结果而存在着不允许的应力。随后装配所拆卸的接头时，应该只用手来进行而不得利用杠杆和拉紧夹具。当拆卸法兰连接时应同时检查衬垫和紧固零件。在检查管路在固定件(吊架及托架等)上固紧的正确性时,应检查固定件的数目是否符合规定,同时它们的布置位置是否符合图纸的要求。对固定件焊接的可靠性,应选用适当的手锤敲击来检查。还应检查法兰上螺栓连接的紧密性。管路和附件的油漆以及识别板刻字的内容和规格应符合规定要求。油漆表面不得有漏漆、剥落等缺陷。 2.管路的紧密性试验 除了在车间内对管子进行液压试验外,在船上安装后,对整个管路再进行一次压力试验,以检验管子接头的紧密性,所以又叫管路的紧密性试验。其方法可用气压试验,但常用的是液压试验。试验压力见表 4。 表4 管系试验压力 毕业设计用纸 液压试验前,先将试验管路同机械、设备、舱柜等隔离开(图纸规定一起试验的例外),打开管路上的空气旋塞,防止产生气垫。当管系工作压力不同时，应按规定的压力分段进行;工作压力相同的管段应一起进行密性试验。然后向管路中灌水并加压到规定的压力, 保持20 min 左右,在这段时间内,压力的下降不得超过5%,然后将压力下降到设计压力,并进行接头的检验，检查整个系统接头间是否有渗水、漏水等现象。对于高、中压压缩空气系统。在试验时,要求主管路(从空压机到储气瓶)中应保持试验压力2小时,储气瓶和通往耗用处的管路及其支管应保持试验压力24小时。在达到了试验压力 渤海船舶职业学院成人教育 25 以后就应将空压机隔开,此后每隔1小时检验一次管路及储气瓶中的空气压力。在试验过程中压力的降低不应超过l%。试验时,除用气部分前一道阀门外,其余阀门均需开启。当压力降超过上述规定时,可用肥皂液或火焰检查漏泄处所。低压的压缩空气系统的紧密性试验也可采用水压试验。在冬季,因气温较低,在许多情况下,管路的紧密性试验允许用与水压试验时相同压力的空气来进行。在接头处不紧密时,可按压力表读数来判断或用肥皂沫涂于检查处的方法来发现。在空气压力试验或水压试验过程中所发现的缺陷,应在压力完全取消之后加以消除,然后再进行第二次试验。对于不受压力或受压力很小的粪便管路、污水管路、测量管及其它管路,试验时将水注满到管子上端为止。 3.管路系统的运行试验 管路经过外部检查和密性试验之后,还要进行运行试验。它是与主机、辅机及锅炉的试验同时进行的。运行试验的目的主要是为了检验该系统工作的可靠性,检查该系统中工质的压力、温度是否符合整个系统的技术要求。主要检查泵的进出口的压力是否符合要求,此外,还要检查:1(所有的减压阀是否维持所规定的压力。2(安全阀是否在规定的压力下开启。3(整个管系上的截止阀、截止止回阀、止回阀、闸门和旋塞的工作是否正常。4(热交换器工作是否正常 。5(压力表、温度表是否装置齐全和能否正常地显示数值。这种运行试验可与系泊试验同时进行。 第十一章、 管路的的试验 一、试验的介质 滑油、液压油、燃油管:在车间用淡水、在船上采用空气或同类工质油进行试验，压缩空气管，在船上用空气作气密试验。 二、其它注意事项 (1)试验用压力表最大刻度应为试验压力的1.3~2倍，表不得少于2个，分别设置在管路的最高处和最远处。 (2)需要包扎绝缘的管子在船上密性试验前接头处(或现场焊接处)，不得包扎绝缘，敷设在木作绝缘内部的管子应在敷设贴面板之前完成密性试验。 (3)管子水压试验后立即将管子内存水排除干净。 (4)结合密性试验检查管子与附件的封头是否已完全拆除，尤其应注意液体舱柜端部与内部以及贴面板板内部的管路接头。所有吸入管路在试压后应立即拆去封堵(当吸入端用封堵办法试压时)并重新上紧该处接头，拆封堵及最后上紧接头的人应在报验单上记录。 第十二章、 管系码头试验前的串油和冲洗 下列管系在船上安装完毕，经密性试验后在码头试验前应进行串油或冲 毕业设计用纸 洗。 (1)主机滑油管。 (2)主付机燃油管系。 (3)主付机起动空气和所有控制空气管系。(压缩空气吹洗) (4)所有液压管路(舵机、锚机、尾缆机、液压舱口系统)具体串油与冲洗方法另行编制。 结 论 渤海船舶职业学院成人教育 27 通过这段时间的毕业设计，使我对船舶管路系统又有了进一步的了解，我在此非常的感谢我的指导老师，因为有我的指导老师的帮助所以我才能完整和在规定的时间内准确的完成这次的毕业论文。在此之前我对船舶管路系统只有一个笼统的了解，但通过这次的毕业设计和学习，让我对船舶管路不在是一个笼统的概念，我深入的知道了管路的发展、管路的焊接、管路的实验等等知识。 我的这篇论文，主要讲述了船舶管路的两大种类:动力系统管路和船舶管路系统。船舶系统，有舱底水系统、压载水系统等系统管路。动力系统管路是用为主机和辅机服务的各种管路，有燃油、滑油、冷却水、压缩空气、排气、废气、废热等管路。和管子的种类，规格、管路的焊接、管路的实验、管系码头试验前的串油和冲洗等等的知识，但是由于我的能力和知识的有限，所以这篇论文可能存在着一些错误，所以希望老师能给我批评与改正。 参考文献 [1]胡启祥主编/船舶辅机—哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社，2007. [2]蒋增福主编/钳工工艺与技能训练——北京:中国劳动社会保障出版 社，2001. [3]孟宪举主编/高级钳工工艺学——哈尔滨:工程大学出版社，2002.