船舶管路系統(tǒng)課件第一、第二章(太平洋)

1、王庭振王庭振揚州太平洋重工技工學校揚州太平洋重工技工學校內(nèi)容提要 本書共分五個章節(jié)，包括船舶管路系統(tǒng)的概念、設計和生產(chǎn)的發(fā)展概況和趨勢、管路系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、船舶管路系統(tǒng)的原理設計和生產(chǎn)設計，船舶管子的彎制與管路的安裝等內(nèi)容。介紹了目前國內(nèi)外船廠比較先進的管系設計和生產(chǎn)的方法、使用的設計軟件和生產(chǎn)過程。目錄第一章緒論第一章緒論第一節(jié)船舶管路系統(tǒng)的定義和組成第二節(jié)船舶管路生產(chǎn)設計的發(fā)展簡史第二章船舶管路的基礎(chǔ)知識第二章船舶管路的基礎(chǔ)知識第一節(jié)管子等級第二節(jié) 船用管子的材料、規(guī)格、特性及選用第三節(jié) 管路計算與質(zhì)量檢驗第四節(jié)管系中附件、設備與檢測儀表第三章船舶管路系統(tǒng)的原理設計第三章船舶管路系統(tǒng)的原理

2、設計第一節(jié) 船舶動力管系的原理設計第二節(jié) 船舶管系的原理設計第三節(jié) 管路系統(tǒng)的布置設計第四章第四章 船舶管路系統(tǒng)的生產(chǎn)設計船舶管路系統(tǒng)的生產(chǎn)設計第一節(jié) 概述第二節(jié) 管系常用符號第三節(jié) 船舶管系放樣基本原理第四節(jié) 彎管參數(shù)計算第五節(jié) 管系放樣的步驟第六節(jié) 管路布置基本規(guī)范第七節(jié) 計算機管系放樣軟件簡介第五章船舶管子的彎制與管路的安裝第五章船舶管子的彎制與管路的安裝第一節(jié)管子的彎制第二節(jié)管子的校對與焊接第三節(jié)管子的強度試驗第四節(jié)管子的化學清洗與表面處理第五節(jié) 船舶管路的安裝與檢驗第六節(jié) 管路的絕緣與油漆第一節(jié) 船舶管路系統(tǒng)的含義及其組成一、管系定義：一、管系定義：在船舶動力裝置中，船舶管路系統(tǒng)是泛

3、指為專門用途而輸送流體（液體或氣體）的成套輔助機械（如泵、風機、壓氣機、分油機等），設備（如熱交換器、箱柜、過濾器、空氣瓶等），檢測儀表和管路（管子及其附件）的總稱，簡稱管系。二、分類二、分類1、按用途分按用途分 ：動力管系、船舶管系 動力管系按其任務不同，其組成部分主要有如下五個：(1)燃油管系； (2)滑油管系； (3)冷卻管系；(4)壓縮空氣管系；(5)進排氣管系。 船舶管系按其任務不同，其組成部分主要有：(1)艙底水管系；(2)壓載水管系；(3)消防管系；(4)通風管系；(5)供水管系；(6)注入、測量、透氣管系；(7)蒸汽管系；(8)疏排水管系。 2、按基本任務分、按基本任務分：保船

4、管系、生活設施管系和駁運儲藏管系。為此船舶管系必須具有可靠性和一定的活力性。 系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)的可靠性它要求系統(tǒng)在運行中不出故障，同時也能適應特殊的工況，是正確地掌握系統(tǒng)的技術(shù)要求，零部件的合理選用以及準確地遵守安裝的技術(shù)要求來達到的。 系統(tǒng)的活力性系統(tǒng)的活力性是指對某些系統(tǒng)的特殊要求(海損時的排水系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)等)，要求它們不僅在正常工況下，而且在海損、火險等具有一定破壞和縱、橫傾情況下，仍能正常工作。活力性是靠多套設置、分組設置和配備雙套機械和管理來保證的。 第二節(jié) 船舶管路生產(chǎn)設計的發(fā)展簡史 我國船舶管系設計和施工按發(fā)展特征，大致經(jīng)歷了如下幾個階段我國船舶管系設計和施工按發(fā)展特征，大致經(jīng)

5、歷了如下幾個階段 ：一、五十年代中期前是第一階段。一、五十年代中期前是第一階段。 現(xiàn)場取樣、現(xiàn)場取樣、 熱彎為主熱彎為主二、第二階段是六十年代。二、第二階段是六十年代。 綜合放樣、綜合放樣、 外場轉(zhuǎn)內(nèi)場外場轉(zhuǎn)內(nèi)場三、七十年代初進入第三階段三、七十年代初進入第三階段。 管系電算處理管系電算處理四、八十年代進入了第四階段四、八十年代進入了第四階段。 設計加工發(fā)展設計加工發(fā)展五、第五階段是從九十年代開始。五、第五階段是從九十年代開始。 1 改進設計管理和繼續(xù)完善改進設計管理和繼續(xù)完善“三化三化”（標準化、系列化、通用化）（標準化、系列化、通用化） 建立管子加工流水線建立管子加工流水線 。 開展對工藝

6、設備標準化、系列化、通用化工作的研究。開展對工藝設備標準化、系列化、通用化工作的研究。 船舶管系托盤管理的應用。船舶管系托盤管理的應用。 新材科的應用。新材科的應用。 目前我國管子加工的質(zhì)量，雖已達到有關(guān)規(guī)范和標準要求，個別加工技術(shù)也已達到國際先進水平，但加工周期長、效率低的情況依然存在。 究其原因主要有二種： 1、我國造船選用管材品種多，這就使彎管設備必須具備多種模具和夾頭長度，彎管時需經(jīng)常調(diào)換模具，增加了輔助時間； 2、我國管系加工機械化程度低，手工操作占很大的比例，大部分船廠仍未實現(xiàn)管子加工的流水線。第二章船舶管路的基礎(chǔ)知識 第一節(jié) 管系等級 為了確定適當?shù)脑囼炓?、連接形式以及熱處理和

7、焊接工藝規(guī)程等。對不同用途的壓力管系，按其設計壓力和設計溫度，一般分為三級。管系級級級設計壓力MPa設計溫度設計壓力MPa設計溫度設計壓力MPa設計溫度蒸汽和熱油1.6或3001.6和3000.7和170燃油1.6或1501.6和1500.7和60其它介質(zhì)4.0或3004.0和3001.6和200第二節(jié)船用管子的材料、規(guī)格、特性及選用各類船舶上常用的管子主要有三大類別、即鋼管、銅管、塑料管各類船舶上常用的管子主要有三大類別、即鋼管、銅管、塑料管 1、鋼管按制造工藝分為有縫鋼管和無縫鋼管兩類 2、銅管常用的有紫銅管和黃銅管兩種 3、雙金屬管是指管壁由兩層不同的金屬組合而成的管子，即外層為10號優(yōu)

8、質(zhì)碳素鋼，內(nèi)層鍍有0.6 0.8 mm厚的T4號銅制成, 管子的外徑D為6 70mm，壁厚為1.56mm，管長L為37m。 4、 鋁管 5、塑料管 6、 鈦合金管 無縫鋼管焊接鋼管直縫焊接鋼管紫銅管黃銅管鋁管折彎鋁管雙金屬管（鍍鋅鋼管 內(nèi)襯不銹鋼管）銅包鋁管塑料管塑料制造的管材及接頭管件高性能PP塑料管pvc鋼絲增強塑料管玻璃纖維管玻璃纖維硅膠管聚氨酯玻璃纖維套管 由無堿玻璃纖維編織成管后外涂聚氨脂而成.聚氨脂玻璃纖維套管具有一定的耐熱性能,介電性能,較好的柔性.彈性,以及耐阻燃性.常用做電線.電器.電子儀表及家用電器的絕緣護套. 以無堿玻璃纖維紗編織成套管，然后經(jīng)過高溫處理，涂以有機硅樹脂、

9、硅橡膠而制成。 具有較高電器絕緣性,耐熱性,耐蝕性,抗老化性以及散熱性均有極佳的特性, 又具有優(yōu)良的柔軟性及彈性,因此在零下60低溫亦能保持其柔軟性耐曲折, 不會減損其電氣絕緣性。玻璃纖維管 防火套管二、管子的選用原則 管子的選用主要應遵循保證使用要求、工藝要求及降低成本等三個方面的原則。管子的選用主要應遵循保證使用要求、工藝要求及降低成本等三個方面的原則。 （一）使用要求（一）使用要求 使用要求主要是指管系對管子的機械強度、剛度、尺寸大小、重量、抗腐蝕能力，耐熱性等。不同系統(tǒng)中的管子除要滿足管內(nèi)流通的工作介質(zhì)在壓力、溫度、流量、抗腐蝕等要求，還應考慮是否受水擊、振動等外界環(huán)境條件。（二）工藝

10、要求（二）工藝要求 選用管子在滿足使用要求的前提下，還應達到彎曲、焊接、安裝、維護保養(yǎng)、檢修等方面的工藝技術(shù)條件。 （三）經(jīng)濟要求（三）經(jīng)濟要求 在符合使用要求的前提下，盡最大努力降低船舶的建造成本，在船舶設計階段是實現(xiàn)這個目標的最佳時機。 綜上所述，管子的選用需要滿足工作介質(zhì)的壓力、溫度和腐蝕性對管子的要求綜上所述，管子的選用需要滿足工作介質(zhì)的壓力、溫度和腐蝕性對管子的要求 。第三節(jié) 管路計算與質(zhì)量檢驗 一、管徑計算一、管徑計算 管徑是根據(jù)管內(nèi)流體的流速和流體流經(jīng)管子的能量損失來決定的。在流量一定的情況下，管徑主要取決于管內(nèi)流體的流速。 二、管子的壁厚計算二、管子的壁厚計算 管壁的厚度對于其

11、能夠承受工作介質(zhì)的壓力大小，起著決定性的作用，下面簡單介紹管子壁厚的計算公式及有關(guān)幾個常用的壓力概念。 （一）壓力概念（一）壓力概念 (1) 壓力：壓力：單位面積上所受到的正壓力稱為壓強，工程上習慣把壓強稱之為壓力。 (2) 公稱壓力：公稱壓力：是指管子、附件等在0時所能承受的壓力，它沒有考慮溫度對金屬強度的影響。公稱壓力用字母“PN”表示，其后標注壓力數(shù)值。 (3) 工作壓力：工作壓力：是指一定溫度的液體或氣體在工作狀態(tài)下允許通過管子的壓力。工作壓力用字母P表示。 (4) 強度試驗壓力：強度試驗壓力：是指對管子和附件等作強度試驗的壓力稱之為強度試驗壓力，用字母PS表示。三、管子的質(zhì)量檢驗管子

12、的內(nèi)在質(zhì)量檢驗項目有彎曲、擴口、翻邊、壓扁、氫病管子的內(nèi)在質(zhì)量檢驗項目有彎曲、擴口、翻邊、壓扁、氫病(銅管銅管)等試驗。等試驗。（一）彎曲試驗是為了測定管材彎曲成規(guī)定尺寸和形狀的能力。（二）擴口試驗的目的，是測定管子直徑擴大到一定程度時所引起的金屬變形的能力。 （三）翻邊試驗的目的，是測定管壁反折成規(guī)定角度時，管子變形的能力(一般只對D為3059mm的管子作這種試驗)。 （四）壓扁試驗對管子進行壓扁試驗的目的，是測定將管子壓扁到一定尺寸時管子變形的能力。（五） 銅管的氫病試驗如果由于銅管材料內(nèi)含有數(shù)量超過0.01的氧時，它與火焰內(nèi)未經(jīng)燃燒的氫相結(jié)合，使在材料晶格處產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽膨脹破壞了晶

13、粒間的聯(lián)系，使銅變脆甚至產(chǎn)生裂縫，人們把銅管的這種現(xiàn)象稱為“氫病”。第四節(jié) 管系中附件、設備與檢測儀表 任何管系，都是由管子和其他配件組成，如管路連接件、閥件、觀察檢測儀表、濾器和操縱附件等，都以完成本身的任務來保證管系按預定的要求正常可靠地工作，這些配件我們稱為管路附件，簡稱管件。 “公稱通徑”是指將附件連接到管路或某一組合機械上的附件連接管的名義內(nèi)直徑，它的符號為“DN”，計量單位為毫米。一、連接附件 連接方式主要有法蘭連接、螺紋連接、焊接連接三種。 （一）法蘭連接 搭焊鋼法蘭 2對焊鋼法蘭 3船用鑄鋼法蘭 4橢圓形搭焊鋼法蘭 5松套鋼法蘭 6搭焊銅法蘭 7船用鑄銅法蘭搭焊鋼法蘭帶頸平焊法

14、蘭對焊鋼法蘭法蘭蓋（盲板）大口徑法蘭 （二）螺紋接頭 1 中間螺紋接頭 2旋入螺紋接頭 3支管螺紋接頭 4異徑螺紋接頭 5外套螺母接頭 6螺紋三通四通接頭 （三）焊接連接 主要有對接焊連接、搭接焊連接和套管接焊三種 螺紋連接管螺紋接頭管螺紋接頭結(jié)構(gòu)圓柱管螺紋 （四）通艙管件 焊接座板 2螺紋通艙管件 3法蘭通艙管件 （五）撓性接管 常用的撓性接管有以下幾種： 夾布膠管 2高壓橡膠接管 3減振橡膠接管 4金屬波紋管直通式直通式直角式直角式通艙管件通艙管件螺紋連接式螺紋連接式通艙管件通艙管件夾布橡膠管膨脹接頭橡膠膨脹接頭金屬波紋管二、調(diào)節(jié)、控制附件 (一)截止閥 （二）止回閥 （三）截止止回閥 （

15、四）減壓閥 蒸汽減壓閥 水減壓閥 空氣減壓閥 安全閥 薄膜式溫度調(diào)節(jié)器 （五）閘閥 （六）閥箱1 吸入閥箱2排出閥箱 （七）壓力表閥1、截止閥青銅截止閥法蘭鑄鋼截止閥法蘭不銹鋼截止閥外螺紋鍛鋼截止閥外螺紋鋼質(zhì)直角截止閥手動快關(guān)閥止回閥吸入止回閥板式止回閥.對夾圓片式止回閥內(nèi)螺紋止回閥不銹鋼法蘭立式止回閥鑄鋼防浪閥截止止回閥鑄鐵截止止回閥青銅截止止回閥帶安裝板空氣截止止回閥鑄鐵閘閥閘閥不銹鋼閘閥青銅閘閥蝶閥手柄式蝶閥中心型蝸桿手動蝶閥法蘭鑄鐵單排排出截止閥閥箱鑄鐵雙排截止閥箱旋塞青銅填料旋塞緊定式旋塞T型緊定式旋塞不銹鋼旋塞閥不銹鋼旋塞閥內(nèi)螺紋青銅旋塞閥三通旋塞閥三通鑄鐵旋塞閥減壓閥空氣減壓閥法

16、蘭鑄鋼蒸氣減壓閥先導活塞蒸汽減壓閥可調(diào)式減壓閥杠桿式減壓閥200X型減壓閥水減壓閥安全閥鑄鐵安全閥空氣信號安全閥彈簧微啟式外螺紋安全閥不銹鋼高壓安全閥雙聯(lián)鍋爐安全閥雙聯(lián)彈簧式安全閥各種球閥閥件總成圖三、觀察附件 （一）壓力表 （二）溫度計 1玻璃水銀溫度計 2壓力式指示溫度計 3液位計四、濾器 (一）海水濾器（二）油濾器： 1圓筒形網(wǎng)式粗濾器 2薄片式濾器 3滑油自清濾器（三）空氣濾器彈簧管壓力表真空負壓表玻璃溫度計壓力式指示溫度計液位計石英管式雙色水位表海水濾器（泥箱）油濾器青銅粗油濾器柴油機網(wǎng)片式油濾器空氣濾器蒸汽濾器拉桿伸縮過濾器五、熱交換器 熱交換器是將熱量從一種流體傳遞給另一種流體的

17、傳熱設備。根據(jù)其用途可分為加熱器（用蒸汽加熱燃油，飲水等)和冷卻器(用海水冷卻淡水、滑油、空氣、蒸汽等)兩種；根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，常用的有盤管式、套管式、殼管式、板式等，同一種形式的熱交換器往往同一種形式的熱交換器往往既可作加熱器也可作冷卻器使用。既可作加熱器也可作冷卻器使用。 （一）盤管式熱交換器 （二）套管式熱交換 （三）殼管式熱交換器結(jié)構(gòu)形式很多，但基本類型有三種：固定管板式、U形管式和浮頭式。 盤管式熱交換器浮動盤管換熱器管殼式換熱器容積式換熱器板式熱交換器工作原理圖板式熱交換器板式熱交換器聚四氟乙烯換熱器六、墊片 （一）墊片分類 1、管路密封墊片，防止泄漏 2、支架墊片，防傳熱、腐蝕、震

18、動。 （二）密封墊片的種類及性能 1、高壓石棉橡膠墊片 2、中壓石棉橡膠墊片 3、低壓石棉橡膠墊片 4、耐油石棉橡膠墊片 5、夾布橡膠（膠皮）墊片 6、O形橡膠密封圈 7、紫銅墊圈高中壓石棉橡膠板墊片高中壓板耐油石棉墊片紫銅墊片不銹鋼墊片O形橡膠密封圈船用高強石墨墊片波形金屬包覆墊片硅膠墊片（三）襯墊的種類及使用范圍1、石棉橡膠襯墊主要用于受熱管路與支架間的襯墊2、耐油石棉橡膠襯墊可用于燃油、滑油管路及機艙花鐵板以下的各系統(tǒng)管路與支架間的襯墊。3、鉛板襯墊用于直接與海水接觸或穿越油艙的管子與支架間的襯墊4、無毒橡膠襯墊用于穿越食用淡水艙的管子與支架間的襯墊襯墊的寬度應略寬于支架的寬度，長度以能圍繞管子一周為準夾絲金屬網(wǎng)石棉橡膠板 鉛板七、支架 管子的支架又稱吊架和卡子。管道安裝在機電安裝工程中占較大的比重，而管道支架的制安在管道安裝中扮演著主要的角色，它直接關(guān)系到管道的承重流向及觀感。目前各實施項目中制安的各種管道支架，各有特