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船舶管系工培训资料 第一章 船舶管系的一般概念 管路附件的选用及注意事项 第一节船舶管路系统的含义及其组成 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 如热交换器 箱柜 过滤器 空气瓶等 检测仪表和管路 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 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 测量 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 工作可靠性是船舶管系必须具备的性能 它要求系统在运行中不出故障 同时也能适应特殊的工况 如 摇摆 颠簸 冲击 振动 以及对海水 湿空气及结冰等的抗御 系统的可靠性是正确地掌握系统的技术要求 对管材及其附件的合理正确选用以及准确地遵守安装的技术要求来达到的 第二节船舶管系工应了解哪些基本知识 船舶管系工的任务就是完成系统管路的制作 安装和修理 为此 施工及管理人员必须明确各个系统的用途 熟悉管系原理图 了解各个系统的主要设备 附件及工作原理 懂得各个系统的布置原则和安装技术要求 掌握管系工的基本操作技能 根据技术要求 熟悉并正确选用各种管材及附件 一 管材的表示方法及选用 一 等级划分1 在船舶制造过程中我们要根据管子内所输送的介质的压力 温度 腐蚀性的要求进行选用不同材料的管子 因此我们必须对管子的材料 性能 规格以及表示方法作个全面的了解 为了确定适当的试验要求 连接形式以及热处理和焊接工艺规程 不同用途的压力管系按其设计压力和设计温度分为三级 如下表 表中主要参数的含义如下 1 当管系的设计压力和设计温度其中一个参数达到表中 级规定时 即定为 级管系 当设计压力和设计温度两个参数均达到表中 级或 级规定时 即定为 级或 级管系 2 其他介质指空气 水 滑油和液压油等 3 不受压的开式管路 如泄水管 溢流管 透气管和锅炉放气管等也为 级管系 2 压力的基本概念 压力 单位面积上所受到的垂直作用力称为压强 工程上把压强叫做压力国际单位 Pascal Pa和bar介绍单位的换算1bar 1 02kgf cm21MPa 10bar 10 2kgf cm21标准大气压 760mmHg 1 033kgf cm2PSI英文全称为Poundspersquareinch P是磅pound S是平方square I是英寸inch 把所有的单位换成公制单位就可以算出 1bar 14 5psi常用的压力概念 a 公称压力 指管系 附件等在0 时所承受的压力 它不考虑温度对金属强度的影响 b 工作压力 指在一定温度下管系内介质正常工作时的压力 一般所说的某管系的压力就是指工作压力 c 设计压力 指管系最高的许用工作压力 这是由设计部门确定的 d 试验压力 指对管系 附件等作水压试验的压力 试验压力有强度试验压力和密性试验压力之分 其压力数值是不相同的 e 绝对压力 管路或容器内工作介质的实际压力 绝对压力高于外界大气压时 称为正压状态 反之称为负压 真空 状态 f 表压力 正压状态下用压力表所测得的压力数值叫表压力 它表示绝对压力比大气压力高出多少的数值 管系的工作压力就是用表压力来反映的 腐蚀 金属与外部介质发生了化学或电化学作用而产生的破坏现象外部介质是指管内输送的介质 二 管材种类 目前 我厂经常使用的主要有三种 碳钢管 有色金属管 非金属管 1 碳钢管主要有无缝钢管 焊接钢管 黑铁管 水煤气管 镀锌管 1 1无缝钢管制造方法 热轧 冷拔特点 具有良好的延伸率和足够的强度能承受较高的压力 应用极为广泛 A 普通碳素钢管常用牌号有A2 A3 A4适用于管壁温度低于250 的燃油 滑油 输油 二氧化碳 压缩空气及给水消防等管路B 优质碳素钢管常用牌号有国标GB5312所标10 20 美标ASTM所标A106B适用于管壁温度低于435 的蒸汽 高压燃油 高压给水管路C 耐热合金钢管常用牌号有15Cr 16Mo 20Mo适用于管壁温度超过435 的过热蒸汽 高压燃油 锅炉管路 耐热合金钢管经弯曲焊接加工后 都需重新进行热处理D 低温用钢管如A333 6 主要用于我司SEVAN系列钻井平台的低压泥浆系统 该材质的管子最低能耐 70 C的低温 注 无缝钢管在同一规格下有不同的壁厚 每个系统对管子壁厚的要求也不一样 这就需要在施工前一定要根据图纸要求确定使用管子的标准 钢管壁厚表示方法有管子表号 钢管壁厚尺寸和管子重量三种方法 1 是以管子表号 Sch 表示壁厚 例如 ANSIB36 10壁厚等级 Sch10 Sch20 Sch30 Sch40 Sch60 Sch80 Sch100 Sch120 Sch140 Sch160十个等级 ANSIB36 19壁厚等级 Sch5s Sch10s Sch40s Sch80s四个等级 2 以钢管壁厚尺寸表示中国 ISO 日本部分钢管标准采用3 是以管子重量表示管壁厚度 它将管子壁厚分为三种 a 标准重量管 以STD表示b加厚管 以XS表示c 特厚管 以XXS表示 对于DN 250mn的管子 Sch40相当于STD DN 200mm的管子 Sch80相当于XS 下表是美标管的管子壁厚标准 1 2焊接钢管 黑铁管 制造方法 用热轧 冷拔的带钢制成管坯 然后再用电阻焊或高频电流焊焊接而成 材料牌号与无缝管同性能 为无缝管的80 适用 工作压力与温度都较低的管路 我公司在制造项目中已不用 1 3低压流体输送用镀锌焊接钢管 镀锌钢管 适用 低温 低压和腐蚀性较强的水管路 我公司在制造项目中已不用 2 有色金属管 2 1铜管 黄铜管 紫铜管 它们都是挤制 拉制的无缝铜管 A 紫铜管 特点质地柔软便于加工 具有很高的塑性和耐蚀性适用 工作温度不超过200 和工作压力0 5 1 0MPa的管路 材料牌号T2 T3 T4 TUP等 TUP叫磷脱氧铜 它的氧含量不大于0 01 焊接性能和冷弯性能都比较好 加热弯曲时 一般无 氢病 倾向规格表示外径X壁厚紫铜管连接应采用搭接焊 套接焊或卡套连接 不宜采用对接焊 对接焊影响紫铜管的强度 同时对接焊会使管子内壁形成的焊渣无法得到清除 而一般紫铜管大量用于仪表管路及冷藏管路 这些管路的清洁要求又特别高 所以紫铜管不宜采用对接焊形式 2 2黄铜管 特点对空气及海水有很高的抗腐蚀能力和很高的导热率适用 传话管和热交换器的管束H68黄铜管的强度较高 容易焊接 耐腐蚀 一般作淡水交换器的管束HAL77 2和HSn70 2 HSn62 1的强度更高 耐腐蚀性更强用作海水热交换器的管束 油轮上加温管等 规格表示外径X壁厚 2 3铜镍铁合金管 CuNiFe90 10 壁薄 重量轻 耐蚀性很高 是一种较理想的管材 目前主要用于海水冷却管系 2 4双金属管常用牌号有10 TUP和10 T1 即在10 无缝钢管的内表面镀一层厚度0 6 0 8mm的紫铜 TUP或T1 因此它具有紫铜管良好的抗蚀性能 又有碳钢管的高强度 常用于舰艇上的燃油 滑油管和高压液压油管 高压空气管等 2 2 6不锈钢管 1Cr18Ni9Ti 2Cr13 316L 304等 3 非金属管 3 1塑料管具有重量轻 钢管的1 5 成本低 耐腐蚀 绝缘性能好和安装简便等优点 因此广泛用于疏排水和粪便污水管系 但也存在强度低 不耐冲击 膨胀系数大 防火性能差 易老化和冷脆性大等缺陷 3 2玻璃纤维管是一种新型的造船管材 具有重量轻 强度高 耐热 耐腐蚀等特点 一般用于压载系统 二 法兰的表示方法及选用 法兰连接是目前船舶管路连接的最主要的形式 法兰主要有以下几种类型 优点 结合强度高 拆装方便 适用范围广适用 几乎适用于一切管路连接结构形式 目前最常用 搭焊钢法兰 对焊钢法兰 扁圆形焊接钢法兰 执行标准有GB系列 国家标准 JB系列 机械部 HG系列 化工部 ASMEB16 5 美标 BS4504 英标 DIN 德标 JIS 日标 现阶段我们最常用的法兰为ASMEB16 5 美标 GB系列 国家标准 DIN 德标 等 上表是我司最常用美标B16 5150磅的法兰尺寸对照表 美标法兰所标CL150 CL300 CL600等分别对应20bar 50bar 110bar等压力等级 与国标GB2506所标以压力等级开头有很大区别 选用法兰时 法兰标准及压力等级的不同 有时也就意味着法兰的外径 孔距 法兰厚度 螺孔直径 螺孔数量的不同 在选用时要特别注意 二 垫片概述和分类 垫片可以分为非金属垫片 半金属垫片 金属垫片三类 非金属垫片一般以石棉为主体配以橡胶等材料制作而成 通常用在操作压力较低 温度不高的管道上半金属垫片是由金属材料和非金属材料共同组合而成 常用的有缠绕式垫片 它比非金属垫片所承受的压力温度要高金属垫片全部由金属制作 有波形 齿形 椭圆形 八角形和透镜垫等 它能承受高温和高压 1 非金属垫片 橡胶石棉板 橡胶石棉板有高压 中压 低压 耐油和高温耐油石棉板五种 它的适应范围较宽 从介质来说它适应于水 盐水 空气 蒸汽 氨气 氨水 水煤气 裂解气 乙炔 乙烯 氯乙烯氟氯昂 酸 盐类 油品 航空油除外 类和溶剂 苯除外 类 2 半金属垫片 1 缠绕密封垫片由V形或W形金属带与非金属带相无重迭 连续缠绕而成 在始 末端用点焊方式将金属带固定 的使用温度较高 金属缠绕密封垫片最适宜在温度交变的场合使用 2 金属包石棉垫是用软金属包石棉板的结构 这种垫片目前使用的较少 耐温与耐压情况视外包金属的材质而定 3 金属垫片 1 齿形垫片 其齿形为密纹同心圆 密封性能好 硬度小于法兰密封面的硬度 厚度为3 5毫米 主要用于高温高压部位 它的缺点是对法兰安装要求高 螺栓上紧力大 温度与压力波动时 密封性能会下降 2 金属垫圈 金属垫圈主要用于高温 高压下的法兰密封 最简单的是金属平垫圈 它与法兰密封面接触面积大 螺栓上紧力也大 容易使法兰变形 而且不能承受压力与温度的波动 椭圆形 八角形垫圈和O形圈 由于基本上和法兰密封面呈线接触 螺栓容易上紧 且有一定的自紧性 同时不受温度与压力波动的影响 但制作难度大 要求也严格 四 螺栓的选用 根据单船系统要求的材质和等级 以及法兰的尺寸来选择螺栓的规格 一般有表格来规定 五 弯头 异径 及三通表示方法 1 弯头的表示方法一般为标准号 弯曲半径 通径 壁厚 角度如A234BB16 91 5DDN100S80 902 异径的表示方法为标准号 同心 RC 或偏心 RE 通径 大 通径 小 壁厚如A234BB16 9RCDN100 DN50S803 三通的表示方法为标准号 等径 TS 或异径 TR 通径 壁厚如A234BB16 9TRDN100 DN50S80 七 卡套接头的种类 卡套接头大体可分为普通常规卡套 WALFORM卡套接头 37 锥卡套接头等 卡套接头 卡套式管接头由三部分组成 接头体 卡套 螺母 当卡套和螺母套在钢管上插入接头体后 旋紧螺母时 卡套前端外侧与接头体锥面贴合 内刃均匀地咬入无缝钢管 形成有效密封 见图 卡套接头一般分 双刃 齿型 WALFORM 37 锥等几种 WALFORM管接头 安装注意事项 1 锯下合适长度的无缝钢管 去除端口毛刺 钢管端面要与轴线垂直 角度公差不大于0 5度 如果钢管需要折弯 则钢管端面至弯曲部位的直线段长度不能少于三倍螺母的长度 2 把螺母和卡套套在无缝钢管上 注意螺母和卡套的方向 不要装反了 3 在预装配接头体螺纹和卡套上涂上润滑油 把钢管插入接头体 钢管一定要插到底 用手旋紧螺母 4 拧紧螺母直至卡套卡住钢管 这个转折点可以通过拧紧力矩的增加感受到 压力点 5 达到压力点后 再将螺母拧紧1 2圈 6 将预装配接头体拆下 检查卡套刃边的嵌入情况 可见的突起带必须填满卡套前端的空间 卡套可以稍微旋转 但不能轴向移动 7 最终安装 将实际安装中的接头体的螺纹涂上润滑油 压紧螺母与之配合拧至可感觉到的拧紧力增加为止 接着再拧紧1 2圈安装完毕 重复安装所有的卡套接头都可以多次重装 但要保证零件无损坏且清洁 1 把钢管插入接头体直至卡套贴紧接头体内锥面 用手拧紧螺母 2 用扳手拧紧螺母 直至拧紧力矩急剧增大 再拧紧1 4至1 2圈即可 检查可拆下钢管检查装配是否合乎要求 卡套端部的钢管上应该有均匀的轻微凸起 卡套不能前后滑动 但允许有轻微转动 六 液位计有几种形式 各适用于什么地方 安装时要注意什么 1 玻璃板式液位计 适用于压力较高的锅炉及大型油舱 柜 由于板式液位计的长度是确定的 所以在容器上安装时必须按选定的长度进行开孔 2 玻璃管式液位计 适用于低压锅炉 茶桶及小型液体箱柜 液位计玻璃管安装时要特别小心 玻璃管长度要适中 管口要平整 填料安装要均匀 旋紧螺母时要防止过紧或单边受力而损坏玻璃管 玻璃管装好后要加装白铁皮制作的防护罩壳 液位计应安装在便于观察 不易碰撞和照明条件较好的地方 七 压力表的选用 选用的压力表 必须与压力容器内的介质相适应 压力表盘刻度极限值应为最高工作压力的1 5 3 0倍 最好选用2倍 压力表的安装注意点有哪些 压力表的安装注意点有哪些 1 压力表应垂直安装在设备 容器或管路附近震动较小及便于观察的位置 2 压力表前的传压管 紫铜管 应绕成环形圈 使安装和使用时有伸缩和挠曲的余地 同时利用其中的凝水造成水封 防止高温蒸汽等直接冲入压力表而影响读数的准确性 3 压力表与传压管之间要安装直通旋塞 可供校表或维修之用 4 重要用途的压力表 应用红线在表盘上标明工作压力 九 温度计的选择原则 1 所需测量温度的范围和精度要求 2 所需温度计是否便于读数 记录和远传 3 感温元件的尺寸是否适合测量现场要求 4 对变化的被测温度 所选温度计感温元件的动态性能是否满足测温要求 5 所选温度计在测温时是否安全 可靠 使用方便 6 所选温度计使用寿命长短 价格高低 九 阀门知识 蝶阀 蝶阀是由阀体 圆盘 阀杆 和手柄组成 它是采用圆盘式启闭件 圆盘式阀瓣固定于阀杆上 阀杆转动90 即可完成启闭作用 蝶阀的特点 1 结构简单 外形尺寸小 结构长度短 体积小 重量轻 适用于大口径的阀门 2 全开时阀座通道有效流通面积较大 流体阻力较小 3 启闭方便迅速 调节性能好 4 启闭力矩较小 由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等 而产生转矩的方向相反 因而启闭较省力 5 密封面材料一般采用橡胶 塑料 故低压密封性能好 6 蝶阀广泛用于2 0MPa以下的压力和温度不高于200 的各种介质 蝶阀有弹性密封和金属的密封两种密封型式 弹性密封阀门 密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边 采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长 但很难做到完全密封 金属密封能适应较高的工作温度 弹性密封则具有受温度限制的缺点 单偏心蝶阀双偏心蝶阀三偏心蝶阀 止回阀 止回阀是指依靠介质本身流动而自动开 闭阀瓣 用来防止介质倒流的阀门 止回阀的分类 止回阀的结构 旋启式止回阀流动阻力小 密封性能不如升降式 适用于低流速和流动不常变动的场合 不宜用于脉动流 止回阀的结构 升降式止回阀 a 直通式升降止回阀 b 立式升降止回阀 1 阀盖2 阀瓣3 阀体 止回阀的特点 升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样 可与截止阀通用 因此它的流体阻力系数较大 旋启式止回阀 阀瓣围绕阀座外的销轴旋转 应用较为普遍 碟式止回阀阀瓣围绕阀座内的销轴旋转 其结构简单 只能安装在水平管道上 密封性较差 安装注意事项 1 根据工作介质的压力和温度选用合适的止回阀 2 升降式止回阀只能安装在横 水平 管上面 而不能安装在竖 垂直 管上面 如必须要垂直安装 不垂直度应小于15 以保证阀盘的短杆能在阀盖的导筒内自由地升降 3 阀体上的箭头方向必须与工作介质的流通方向一致 标志不清时一律以 低进高出 的原则安装 截止阀 截止阀是向下闭合式阀门 启闭件 阀瓣 由阀杆带动 沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门 截止阀与节流阀的结构基本相同 只是阀瓣的形状不同 截止阀的阀瓣为盘形 可以改变通道的截面积 用以调节介质的流量与压力 截止阀的结构 1 手轮2 阀杆螺母3 阀杆4 填料压盖5 T形螺栓6 填料7 阀盖8 垫片9 阀瓣10 阀体 截止阀的安装注意点有哪些 1 根据工作介质的压力和温度选用合适的截止阀 2 截止阀手轮顺时针旋转为关 逆时针旋转为开 可安装在任何位置上 3 阀体上的箭头方向必须与工作介质的流通方向一致 若箭头标志不清 则一律以 低进高出 的原则确定阀的流通方向 如何区别外形相同的截止阀和截止止回阀 规格相同的截止阀和截止止回阀的外形是一样的 区别它们只要将两只阀的阀杆升到最高处 然后分别提起来摇一摇 也可将手伸到阀盘下部去托阀盘 如果有响声的就是截止止回阀 没有响声的就是截止阀 这是由于截止止回阀的阀杆是松插在阀盘的导孔中央 阀杆上升时不能带动阀盘一起上升 摇动时就发出阀盘撞击阀座的声音 而截止阀的阀杆与阀盘是固接在一起的 阀杆上升也带动