理论结合实际剖析船舶管系放样设计中的若干问题与对策

理论结合实际剖析船舶管系放样设计中的若干问题与对策

宗刘风 章洪 李素文

新大洋造船有限公司，江苏 扬州 225107

摘要：船舶管系生产设计也就是习惯所说的管系放样，其质量如何直接影响船舶建造周期和建造质量，从而影响船厂的经济效益，如何提高管系放样率及放样的准确率已成为精益造船的一个关键点，本文结合作者多年的船舶生产设计的经验，探讨了一些常见的管系生产设计中存在的问题及对策。

关键词：管系放样设计，船舶管系，问题研究

1管系的放样

在船舶生产设计过程中，机舱布置完成后将进行管子系统放样工作。在工作人员对设备和机座进行规划布置之前，相关人员将调用船体背景和相关设备，接着把设备和船体保存成一个文件，相关人员在此背景文件下进行管系的布置。

(1)对于管系放样前的准备工作。管系放样工作之前，首先相关人员对相关的图纸要做一些基本的了解，如：了解各种机械设备的相关布置情况必须要求结合机舱布置图；注意在了解机械平台、垫仓板等位置及距离相关底板的高度过程中，相关人员当留意通风管路、电气线路的布置情况；然后通过若干在管系布置中非常用的相关设备的部分尺寸图或总设计图和主机设备的机座等相关结构图，工作人员在充分了解船舶垫仓板以上的空间情况的基础上，对船舶管路进行合理布置。

其次，工作人员针对管系放样工作，必须要充分准备相关设计材料：对于船舶中各种系列产品（如风机、空压机、分油机和泵类等）的说明书；船舶主机和发动机组说明书（包括注有油和其他液体等各系统进出口基本定位尺寸的局部图、外形图或者总图）；船舶轮机说明书（包括动力管系和其他主要管系的说明书）；一系列数据或手册包括船用阀件产品，以及部标、国标的相关管路附件；生产制造中常用的弯模半径和管子规格等。

(2)对于管路布置操作说明。完成该系统的启动：首先工作人员运行计算机相关系统，通过加载信息和运行程序。此时将增加一了个《管系相关设计》菜单组在AUTOCAD的菜单条中，同时添加一个《管系相关设计》的系统工具条在计算机AUTOCAD的系列工具条中。

(3)对于单管放样工作的简单分析。工作人员在做好前期准备工作后，可以按照选定的比例，依据船舶管路系统原理图和相关布置要求，调用的主要背景为建造船体设计区域，然后利用计算机构建出多种虚拟情况，其中包括进行不同的管路在计算机三维立体空间内部的总体布置和船舶虚拟放样区域空间的基本结构情况，最后出图将按照船舶中不同的区域进行。需要强调的是，相关人员在管系布置总图上，需要结合多种颜色代表多种系统。需要补充的是，船舶各类管系进行布置时应符合我国相关造船标准，而对于应用国际航用船必须满足有关的国际公约要求。船舶建造工作中遇到特殊情况，必须得到权威部门的认可。

2船舶管系放样设计中的若干问题与对策

2.1连接箱柜的阀件与箱柜的相对位置问题

要特别注意箱柜内部接管的设计,以避免外部管路破裂之后所引起的虹吸现象。例如油柜设在高处,回油泵在低处，而油柜内部接管又插得很低,则阀一定要离油柜很近，最好是直接连接在箱柜上，否则当低处管路破损时,由于重力作用会产生虹吸现象，油会源源不断地泻出。也正是由于虹吸现象，油舱注入管路上的截止阀位置也很有讲究。因为油舱中的自由液面不会高过溢流口的位置，所以只要注入口比溢流口高，即使注入管破损，也不会产生虹吸，注入管路上的截止阀就可以设置在低处便于工作人员操作的地方。相反，如果迫于船体结构限制等原因，注入口不得不比溢流口低的话,舱内自由液面有可能会位于注入管开口之上，如果注入管在低处破损的话，由于虹吸作用，注入口以上的那部分油会持续不断第流出，造成安全隐患。所以这种情况下，在注入管路上必须设有止回阀紧贴着舱壁，当向油舱注油时,止回阀顺利打开，万一注入管路出现破损,止回阀会及时阻挡油料的倾泻，为机舱的安全和管路的修补工作提供保障。

2.2溢流管的设置问题

燃油日用系统中,燃油日用舱的燃油是提供给供油单元直接进入主机、柴油发电机等设备燃烧的，清洁度要求比较高，所以机舱一般都设有燃油澄清舱。来自燃油储存舱的油料先经过澄清舱的沉淀，利用设置于澄清舱上的泄放管把水分和大颗粒杂质尽量排出，再经过燃油滤器和燃油分油机把其中的燃油分离净化，注入燃油日用舱中待用。通常燃油日用舱到燃油澄清舱都设有溢流管，其作用是要尽量把日用舱底部沉淀下来的油溢流回澄清舱去。因为即使日用舱的油清洁度很高，但是由于重力作用和船舶在航行过程中的震荡，仍然会在其底部产生一定量的杂质沉淀。如果这部分沉淀物进入了设备,势必会对设备造成损害。所以在日用舱这一侧要设置溢流管,将其底部的油溢回澄清舱继续沉淀、分离净化。可见一定要在保证功能的前提下把溢流管引到日用舱底尽可能低的位置，以便更多的杂质能够随燃油溢回澄清舱。

2.3可拆接头与不可拆接头的使用问题

一般来讲，管段之间的连接方式有可拆接头和不可拆接头两种。可拆接头指法兰、管子螺纹接头、卡套接头等利用螺栓或螺纹以及密封垫片等附件实现管段之间的连接和密封；不可拆接头即利用焊接套管等附件，采用现场焊接的方式进行连接。放样中我们尽量选择法兰等可拆接头，其优点是利于管系的拆修维护和系统的故障排查。但是，由于可拆接头的密封性不及不可拆接头，难免产生渗漏，所以在一些特殊场合则必须采取不可拆接头。

2.4 L型手动三通阀处管路的设计问题

手动三通球阀通常分为L型和T型两种。L型的阀芯是一个金属球,开了两个圆柱形盲孔，二孔的轴线成直角相贯，即工质在流经阀芯的时候会呈现L型流场。要注意:由于手柄的转动范围限制在90度以内，所以此阀的通路不是AB就是AC,不可能有BC的直通情况！这也是和T型三通球阀的最大不同之处，必须非常注意外部管路的连接方向。由于介质流向非AB即AC，也就是说A时刻都有工质流过，而B和C不会同时流经，所以L型三通阀可以用于选择将一路管路的工质送到哪个舱去的场合；或者是两个舱中装有不同油品，用它来选择用哪个舱的油。

3总结

在管路综合布置时，要注意到便于预制、安装、维护、操作，要体现以人为本的思想。一般可按下列要求进行：

(1)管子弯曲形状简化。为了使管子加工(弯管、校管等)工艺不过于复杂，管子零件的弯曲形状应尽量简化。一般以每根管子不超过2只弯头为宜。

(2)接头分布匀称。考虑到管路安装和维修的方便，要求接头的分布尽可能集中在若干区域，并且分布排列匀称。对于集中布置的管路，其接头排序可采取并列、交叉、阶梯等形式。

(3)选好嵌补管。适宜长度一般为l～1．5 m；若为分段嵌补，则嵌补管必须跨越分段线。

(4)管系放样工作中，为了致力减少船舶内作业时可能产生的问题，管系布置工作应尽量考虑单元分段组装的最大可能性；如果满足相关的标准要求，应当尽可能长地进行管段划分工作。

(5)管系布置工作中，如果管子是直角弯，应当尽量避免较长的直角边等长的现象出现，同时应当尽量使其一端法兰靠近弯头。在大多数情况下设置管子的弯曲部分不得嵌入法兰。

(6)应当设计便于安装和操作的船舶管系布置位置，在船舶内必要的区域不设置管路，应当尽可能地沿着船体结构的附近布置各种管子。

参考文献

1. 张志城.三维建模在船舶管系放样中的应用[J].科技创新与应用,2019(34):175-176.

[2]付锦云.“船舶管系放样与生产”课程建设与实践[J].武汉船舶职业技术学院学报,2010,9(04):74-76+84.