第一章_第三節(jié)_管路布置的工藝處理

1、第三節(jié)管、風、電布置的工藝處理從事船舶管路布置設(shè)計工作,不僅要有熟練的三維數(shù)字化設(shè)計技巧,還必須了解并掌握船體構(gòu)造的特點,掌握管路的分布規(guī)律,尤其要熟悉船舶管、風、電施工的工藝及其處理方法。從而使管路布置的結(jié)果,達到既符合規(guī)范,又方便施工;既保證實際系統(tǒng)的設(shè)計性能,減少流動阻力的消耗,在管路與電纜的交錯布置中,有效地保證電纜系統(tǒng)的絕緣程度,又使管路、風道、電纜分布條理簡潔,便于操作管理。船舶舾裝中管路和電路應盡可能避免布置在一起,而管、風、電系統(tǒng)的布置中又以管路的布置要求最為嚴格,風道一般布置在管路的外側(cè),其安裝空間較大,電纜由于其柔軟的特性,按通道的走向進行布置,較為簡便,因此,本節(jié)僅以管路

2、的布置工藝為例進行介紹。一、管系布置的通則(一管路1、所有蒸汽管、油管、水管和柴油機排氣管等,應避免布置在配電板及其它電器設(shè)備的上方及后面,并盡量遠離配電板周圍。油管路還應避免在鍋爐、煙道、蒸汽管、廢氣管及消聲器的上方通過。在避免上述情況有困難時,則應采取有效措施。2、所有燃油艙柜的空氣管、溢流管和測量管,都應避免通過居住艙室、精密儀器艙、糧庫等貯藏艙室。如有困難時,則通過這些艙室的管子不得有可拆接頭。3、淡水管路不得通過油艙,以免管子破損或滲漏時污雜水質(zhì);同樣,油管路也不得通過淡水艙。如不可避免時,應加設(shè)油密隧道或套管,讓管路通過。其它管路通過油艙時,應遵照規(guī)范要求加厚管壁,并在艙內(nèi)不得有可

3、拆接頭。4、一般情況下,通過溫度為0或低于0艙室的管子,應與該艙室的鋼結(jié)構(gòu)件作絕熱分隔,否則應盡量避免。5、承受脹縮或其它應力的管子,應采取適當?shù)墓茏訌澢蚺蛎浗宇^等必要的補償措施;干貨艙和深舵艙等不便檢查處所的管子不得裝設(shè)滑動式膨脹接頭。膨脹接頭應取得有關(guān)部門的認可。6、布置管路時,要充分考慮操作維修人員的檢查方便。7、分清各級防火區(qū)域的防火敷料的布置。凡通過這類區(qū)域的管路,均須考慮到上述因素,避免管路接頭埋設(shè)在防火敷料之內(nèi)。管子穿過水密或氣密結(jié)構(gòu)處,應采用貫通配件或座板。8、甲板沖洗管和生活用水艙供水管,不得通過貨艙。9、根據(jù)需要,在管子、附件、濾器等設(shè)備上設(shè)置放泄閥,以放泄管子內(nèi)的空氣及

4、存液。10、管路應加以固定,并應能避免管子因溫度變化或船體振動變形而損壞。11、管路布置時不得妨礙設(shè)備及閥件的檢修。(二閥件與附件1、閥、旋塞、管子或其它附件直接連接于艙柜壁板以及要求水密結(jié)構(gòu)的艙壁、平臺、或軸隧時,應采用螺柱旋入壁板而不穿透的方法加以固定;也可將螺柱或艙壁貫通配件焊在壁板上加以固定。2、所有的海水進口及其舷外排出口的閥或旋塞,均應采取專用座板直接裝設(shè)在船殼板或海水箱壁上。座板上的螺柱孔不得鉆透。倘布置要求加裝短管后接閥,則焊于舷側(cè)外板上的短管壁厚一般不應小于外板厚度。3、舷側(cè)鍋爐排污閥或旋塞的凸肩穿過外板處,應在外板外側(cè)焊有護環(huán);閥的舷側(cè)位置在花鋼板以上易于接近之處,但不得高

5、于輕載水線面。4、所有直接固定在外板上的吸入閥、排出閥和旋塞,均應裝有貫通外板的凸肩。如果吸入閥、排出閥和旋塞裝在座板或接管上,而座板或接管在外板口已構(gòu)成凸肩時,則閥的旋塞的凸肩可以免除。5、主海底閥的手輪,應布置在位于花鋼板上至少460mm之外,小型船舶布置時有困難可例外。6、機艙、爐艙、泵艙、軸隧及其它場所內(nèi)的閥件在布置時應便于操作。凡裝在花鋼板以下不便于操作的閥件,應將閥桿接長或配備便于操作的工具。7、應避免將船舷排水孔布置在救生艇及舷梯卸放區(qū)域內(nèi)。二、機艙管路布置的要求機艙是船舶的心臟,尤其機艙底層,機電設(shè)備星羅棋布,各系統(tǒng)管路縱橫交錯。因此,對于機艙管路的布置,應視船舶類型及其機艙構(gòu)

6、造狀況,分別做出相應的綜合布置方案,且處理好布置過程中出現(xiàn)的工藝問題。(一機艙管路布置的基本要求1、可靠性。確保系統(tǒng)的可靠性,是管路布置中首先要注意的問題。無論以何種形式完成管路布置,都應不降低系統(tǒng)的工作性能;必須按照船舶建造規(guī)范及有關(guān)規(guī)定處理好各個管路系統(tǒng)的敷設(shè)位置,使管路盡可能位于縱舯位置,以防止由于海損事故損壞管路。2、條理性。使綜合布置顯示其完善和協(xié)調(diào),從而給機艙以和諧、美觀的布局,并方便管理和維修。要使管路布置經(jīng)緯分明、造型簡潔,可對管路進行集束排列。集束排列的基本形式有:(1直線并列式:這種形式大多出現(xiàn)在縱向布置的管路中,需根據(jù)布置區(qū)域的空間狀況采取不同的排列方式,如圖1-27(a

7、所示。有全直線并列(等距并列、不等距并列;定伸并列(任意角定伸并列、直角定伸并列等類型。這種形式的排列,在機艙底部空間布置較常應用,如艙底水管路、壓載管路、燃油輸送管路,以及從裝置設(shè)備處通向各艙室和管隧時所采用的并列布置形式。(2垂直-水平并列式。這是一種由水平排列轉(zhuǎn)向垂直排列或由垂直排列轉(zhuǎn)向水平排列時所應用管束排列形式,如圖1-27(b所示。這種形式的排列在機艙圍壁空間布置處較常應用,也應用在舵室圍壁的空間布置處。如蒸汽分配箱向各應用場所的集束管路布置,及 (c (dCO 2、鹵化烴滅火管系的集束排列等。使管路集中在扶強材結(jié)構(gòu)之間,或使管路交叉布置時能更為合理。(3轉(zhuǎn)折并列式。這是一種在機艙

8、圍壁,或艙室圍壁的三個不同壁面的空間立體轉(zhuǎn)折并列的管束排列形式,如圖1-27(c所示。例如:機艙圍壁上的蒸汽分配箱的管束,由于圍壁的轉(zhuǎn)換而采用轉(zhuǎn)折并列式管束。(a 直線并列式 (b 垂直-水平并列式 (c 轉(zhuǎn)折并列式圖1-27 管束排列布置形式常見的管子排列有以下幾種:(1豎向排列。如圖1-28(a所示。它要求管子布置處具有較大的高度空間,一般在艙壁空間布置中應用,也可用在花鋼板下空間高度較大的場所。(2橫向排列。又稱為水平排列,如圖1-28(b所示。常應用在艙底或艙室甲板下方的管子布置中。在高度受到限制的空間中,這種排列采用較廣泛。維修檢查較為方便。(3交叉排列。如圖1-28(c所示。在水平

9、排列中,如遇到管路密度較高時,這種排列比較理想。在相同管距時,它能有效利用高度和寬度,同時具有橫向排列的優(yōu)點。(4斜向排列。如圖1-28(d所示。這種排列方法可以使用在管路較密集的場所,既保證主管的排列,又能使支管通過。(a 圖1-28 管子排列形式(a 豎向排列; (b 橫向排列; (c 交叉排列; (d 斜向排列3、操縱方便性。在管路布置時,應考慮使用部分在營運時操縱靈活方便;管路附件要顯明易見,特別是閥件的具體位置及布置形式要便于操縱及維修;對于底部布置的管路,閥件的高度以不需操作人員過度彎腰即能開啟或關(guān)閉為佳;對于空間管路的閥件,以閥的操縱手輪離地面(甲板1800mm 左右為好;管路沿

10、頂、壁布置時,閥件的閥桿應向壁面外側(cè)下方傾斜一角度。一般認為閥件最佳布置形式是相對集中、對稱布置。這將使操作人員容易熟悉閥件的位置規(guī)律,形成操作習慣。任何一組裝置系統(tǒng)的所屬管路閥件,應盡可能地集中在該裝置周(b圖1-29 機艙底部空間層次劃分 1、閥;2、濾器;3、閘閥;4、海水總管;5、燃油駁運管;6、壓載水管; 7、艙底水管;8、二氧化碳滅火管路; 9、主機滑油管;10、供水管; 11、主機淡水冷卻管; 12、燃、滑油管;Ha 第一(下層次;Hb 第二(中層次;Hc 第三(上層次; 圍。倘有相同的二組以上的裝置系統(tǒng),則每組的閥件布置形式及其與設(shè)備之間的相應位置,應盡可能對稱。4、工藝的可行

11、性。管路布置必須顧及管子零件制造和管路安裝工藝的實施,因此,對于管路布置中的管路敷設(shè)位置、管子彎曲形狀組合、安裝程序等,都必須認真地加以考慮。管子零件制造有兩個主要工藝環(huán)節(jié):一是彎管,二是定形校管。這二個環(huán)節(jié)工藝的簡繁,一般均取決于管子彎曲形狀的復雜程度。因而,管子彎曲形狀的選擇,應盡可能以最簡單的彎頭組合,并且彎頭的彎角度數(shù)除直角彎外, 別彎的彎角度數(shù)應取特殊角30°、45°、60°。鑒于船舶管路的綜合性,往往使安裝工藝具有一定難度。因此,除必須使管路布置條理化外,還應做到各系統(tǒng)、層次、區(qū)域等管路的獨立性,即在任何情況下,不能因為某一部分管路的安裝程序脫節(jié)而影響

12、整體安裝工作的繼續(xù)進行?？傊?管路綜合布置的結(jié)果,必須極大地有助于制造、安裝工藝的實施,同時應盡量降低制造成本和勞動強度。(二機艙花鋼板以下的管路分布及空間層次劃分一般艉機型單主機動力船舶的機艙,其底部平面可分為前部、左側(cè)、右側(cè)三個空間區(qū)域。如設(shè)備按分組集中布置,則前部艙壁處通常為艙底、壓載、消防系統(tǒng)布置區(qū)域;左、右側(cè)可能分別是冷卻水和燃、滑油系統(tǒng)的布置區(qū)域。如考慮到冷卻器的布置應集中,則相應的海、淡水冷卻系統(tǒng)和滑油系統(tǒng)必然集中于一側(cè)。根據(jù)布置和系統(tǒng)分布的特點,另將機艙底部空間劃分如圖1-29所示的下、中、上三個空間層次,各為a H 、b H 、c H 。下層空間為艙底水、壓載水、燃油駁運等管

13、路的分布空間,其高度可以是內(nèi)底板至海水總管高度的管子允許穿越空間高度,即:2(21n D D H H A a +-=式中 A H 海水總管中心距內(nèi)底板高度;1D 海水總管外徑;2D 交叉穿越管子外徑;n 管路交叉給定間隙值。中層空間通常可布置淡水冷卻和滑油管路。由于管路較大,為避免管子彎曲形狀過于復雜,若條件允許時,其高度可以根據(jù)泵的進出口水平高度而定。上層空間是機艙供水管路、燃油供油管路、油艙加熱管路、各類滅火管路以及其它小直徑管路的布置空間,其高度選擇以任何管子附件不妨礙花鋼板平順放置為準。布置管路時,不應有任何妨礙下層管路閥件開關(guān)的現(xiàn)象。(三機艙舷側(cè)及平臺空間的管路布置舷側(cè)管路的彎曲形狀

14、與肋骨線型應基本相似。一般均采取連續(xù)別彎作舷側(cè)曲面過渡,使管路由水平轉(zhuǎn)向豎向的彎曲形狀的形式。圖1-30所示為某系統(tǒng)管路,由機艙底部沿舷側(cè)圖1-30 舷側(cè)管路的布置1、底板;2、舷側(cè)縱桁;3、套筒; 4、平臺甲板;5、擋水圈轉(zhuǎn)向平臺的布置情況。在布置過程中,應保證船體結(jié)構(gòu)的強度不受削弱。管路穿越舷側(cè)縱桁時,應選擇筋板中心位置開孔,并盡量控制開孔的面積,一般開孔直徑應小于筋板高度的三分之一,必要時尚需加設(shè)復板或加強圈。要使管路布置妥貼、美觀,管路穿出筋板后,應以最小直線距離將管路向舷側(cè)彎曲,防止管子的外徑超越筋骨的寬度。管路穿越上層甲板時,如果是水密結(jié)構(gòu),應用水密貫通件作過渡連接;若是非水密結(jié)構(gòu)

15、,孔口也應加設(shè)擋水圈。圖1-31 管路、電纜、風管并列布置圖1-32 電纜、管路、風管的層疊布置1-管路;2-電纜;3-風管機艙平臺下部空間是機艙管路較為集中的綜合布置區(qū)域。它既是各類管路的過往通道,也是主干電纜及機艙通風管道的布置區(qū)域。在一般情況下,應優(yōu)先考慮主干電纜敷設(shè)線路,并使機艙主風管的走向不過分曲折。管路縱向布置一般可成為圖1-31所示的并列分布形式。但在布置過程中,如平鋪面積受到限制,一般可布成為圖1-32所示的層疊式布置形式。主干電纜作環(huán)形布置時,應避免與主風管發(fā)生交叉;自底部經(jīng)舷側(cè)引出后作縱向穿越的管路,應做到管路順暢,轉(zhuǎn)折距離緊湊;可使橫向管路升高穿越,既避免了交叉矛盾又能使

16、管路合理美觀。同時必須充分考慮電纜、管路、風管的安裝工藝程序及維修工作的可能性。三、管隧管路的布置在現(xiàn)代船體構(gòu)造中設(shè)有專門管路隧道。利用這種專設(shè)隧道來敷設(shè)通向各貨艙、雙層底艙的艙底水管路、壓載水和燃油駁運管路,以及伴隨這些管路的相關(guān)系統(tǒng)的管路(如油艙加熱管、搖控氣動操縱空氣管等。為使裝載艙容不受過度影響,管隧的設(shè)置尺度都是非常緊湊的。一般除能容納所有通過的管路外,還要為維修人員留有維修的移動空間,故管路布置時,不僅要做到管路排列緊湊,還要考慮維修人員的工作條件。因此,管路布置時,要充分利用兩側(cè)空間。根據(jù)船舶建造規(guī)范,艙底水管路一般都應布置在管隧較低的位置。四、甲板管路布置甲板管路綜合布置時,一

17、般要做到使用合理和布置美觀。這二個要求可通過綜合協(xié)調(diào)和恰當?shù)牟贾貌课患安贾眯问降膬?yōu)化選擇來解決。(一綜合協(xié)調(diào)根據(jù)船舶管路布置的一般規(guī)律,甲板管路大部分動力源在機艙內(nèi),消防水系統(tǒng)、日用圖1-33 甲板走道空間管路綜合布置圖1-34 防火隔堵的通艙管件 水系統(tǒng)和日用蒸汽系統(tǒng)等均來自機艙,從主甲板的機艙圍壁處引出,向各應用場所布置。當一層次甲板區(qū)域布置完畢后,再從適當部位引出分管路通向上層甲板布置,直至完成系統(tǒng)規(guī)定的所有甲板層次的管路布置。因此,甲板管路較密集的區(qū)域在機艙圍壁兩側(cè)的走廓頂部。的原則是:1、 甲板管路大多由機艙壁引出,為避免與電纜、 風管的交叉,管路多布置在走道頂部機艙圍壁一邊。2、

18、風管、空調(diào)管等管道因其制造特點不宜作 過度的彎曲形狀變化。一般可沿艙室一邊布置,便 于分管進入艙室。在室頂高度許可的情況下,盡量 多留上部空間,以便管路和電纜引入艙室。3、 電纜常布置在管路與風管之間。一般的情 況下,進入艙室的電纜均為直徑不粗的電源線,使 它跨越風管進入艙室不會有很多困難。(二布置區(qū)域和形式的選擇對客、貨船甲板上層建筑、生活區(qū)域的布置不僅應注意結(jié)構(gòu)特點,還應注意裝飾要求,如管路任意穿越,勢必影響主要艙室的美觀。因此,管路的上下穿越,常選擇衛(wèi)生間作為主要通道。這不僅是因為衛(wèi)生間無礙美觀,而且衛(wèi)生間的布置一般都是上下相應的。這就給管路上下通行以相當有利的條件,同時還便于維修檢查。

19、五、水密隔壁或甲板的穿越連接船舶管路穿越水密隔艙或甲板,均采用標準通艙管件來保證連接的密性。管路布置時,應按具體情況做出恰當?shù)男问竭x擇和工藝處理。(一通艙管件的形式選擇通艙管件的形狀一般有直通和直角兩種。凡是管路穿越甲板和艙壁后,管路仍按所穿越的甲板或艙壁呈垂直行走的管路,均采用直通型通艙管件;當管路與所穿越的甲板或艙壁呈平行向并間距較小時;則采用直角型通艙管件。 若通艙管路為平行集束形式時,通艙管件也可按上 述標準形式的基本要求,設(shè)計成多聯(lián)直角或直通式 通艙管件;或根據(jù)不同的管路走向,做成直角和直 通混合式多聯(lián)通艙管件;或按管路走向和管子規(guī)格 的不同,設(shè)計出相應的多聯(lián)通艙管件。管路穿越防 火

20、區(qū)域的防火隔堵時,通艙管件的配制應按防火敷 料的厚度加長。加長量以連接端置于敷料層以外為 準,如圖1-34所示。對于某些可拆性要求不高的管路,如空氣、測深等管路,在穿越隔艙或甲板時,也有采用插焊式貫通件或其它適當?shù)耐ㄅ撨B接形式?？傊?通艙管件除有國標(GB和部標(CB的標準形式可供選擇外,尚可根據(jù)產(chǎn)品對象及其技術(shù)要求,自行設(shè)計。(二通艙管件的配置工藝在配置通艙管件時,從工藝環(huán)節(jié)出發(fā)應注意:1、可裝性。確定貫通件的形狀、尺寸,一般都以船體結(jié)構(gòu)理論尺寸線為根據(jù)。考慮到船體的施工誤差,凡帶有復板的貫通件,其補板盡可能處理成現(xiàn)場焊接(即所謂活絡復板。這樣,既適應在一定范圍內(nèi)艙壁前后的尺寸變化,又能避免

21、因艙壁表面不平整而引起的貫通件定位歪斜誤差。如果,貫通件為鍍鋅件或有其它特殊要求,致使復板不能現(xiàn)場施焊時,則其兩端接管必須處理成嵌補管段,以利其余管件的安裝。2、可焊性。無論是隔艙或甲板的通艙管件,都必須注意配置位置。因為每一件帶復板的貫通件,若復板為現(xiàn)場施焊,則有4條焊縫要焊。若不充分考慮其可焊性,將會給施工帶來極大困難。因此,當貫通件布置靠近單面艙壁時,最好能滿足圖1-35所示各情況的相應間距尺寸。 圖1-35 貫通件布置的最佳間距尺寸圖1-36 管子支架的基本形式六、管子支架形式及其分布管路布置結(jié)束后,應充分考慮固定管子的支架的配置。固定可避免管子因機械振動、船體變形或溫度變化而造成損壞

22、。管子支架的配置一般可從下述幾個方面進行考慮。(一管子支架形式1、管子支架的基本形式。除通常使用的CB標準類型外,近年來國內(nèi)或出口船舶中,普遍采用如圖1-36所示的管子支架形式。2、支架形式及適用范圍。管子支架的形式,如圖1-37所示。圖示均為正置安裝形式,也可視管路布置情況,分別變化成倒置、懸臂、掛壁等安裝形式。3、夾環(huán)安裝形式及適用范圍。管子支架的夾環(huán)安裝形式,如圖1-38所示。可分I型、II型和III型。I型適用于一般管路;II型適用于溫度變化較大的管路;III型適用于振動較大或安裝在封閉艙室內(nèi)的管路。 圖1-37 管子支架形式 圖1-38 夾環(huán)安裝形式(二管子支架的間距表1-7 船舶管路(鋼管支架標準間距(mm 管子支架的設(shè)置主要是為承受管路重量(包括管內(nèi)介質(zhì)重量、固定管路位置并防止管路下垂。但考慮支架間距時,不能單純著眼于管路重力因素。因為船舶航行時,其管路始終處于內(nèi)部壓力的沖擊振動、扭曲變形及熱脹冷縮的變形狀態(tài)之中,同時還需考慮管路的彎曲形狀因素。當前國內(nèi)外的船舶建造都對船舶管路的支架設(shè)置間距,進行了許多有益的探討,并制訂出一套支架間距的要求,以供使用(見表1-7。七、船體及其結(jié)構(gòu)上的開孔在船體結(jié)構(gòu)