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船舶管系基础知识 马云飞 概述 船舶管路如同人身体上的血脉一样 大小不等 形状各异 四通八达 纵横交错 遍布着全船每个角落 它的任务是保证船舶正常航行以及满足船员的日常生活需要 其作用和所处的地位十分重要 一艘载重量为57000的普通散货轮约有7000根管子 约11000米长 其重量在350吨左右 按系统用途可分为动力系统和船舶系统两大类 动力系统是指为船舶主机正常工作而设置的系统 如燃油系统 滑油系统 冷却系统 压缩空气系统和排气系统 舶舶系统是指保证船舶的航行性能 安全及船员日常生活需要而设置的系统 主要有舱底水系统 压载系统 消防系统 日用水系统 疏排水系统 蒸汽系统 测量 注入 空气系统及油轮货油系统 船舶管系是船舶管路系统的简称 管系亦可叫做系统 是指用来输送流体的管子 附件 机械 设备和器具的总称 比如燃油管系可叫做燃油系统 管路则是管系的一个组成部分 是输送流体的通道 仅指管子和附件 如消防管路 压载管路等 管子又分为结构管和流体管 输送介质的管子称为流体管 用于结构的管子称为结构管 如搁架 栏杆等 船舶管系工 铜工 的任务就是完成系统管路的制作 安装以及修理 为此 管理人员和施工人员必须能阅读管系布罝图和原图 掌握各个系统的功能和用途 了解各个系统的主要设备 附件及工作原理 懂得各个系统的管系布置安装原则和修理技术要求 同时管系工还必须具备基本的操作技能 一 基本概念 1 管子的公称通径指的是什么 如何表示 管子的公称通径也叫做公称直径 用字母DN表示 其后附加公称通径的尺寸 如DN25 DN100等 公称通径只是管子规格的一种称呼 它不一定等于管子的内径 相同公称通径的管子可有相同的外径和不同的壁厚或有不同的外径和壁厚 如公称通径DN50钢管的外径和壁厚可以是 57 3 5 57 4 60 4 2 无缝钢管的规格尺寸如何表示 常用的材料牌号有那些 各适用于什么管路 无缝钢管的规格标记一般采用 外径 壁厚 表示 如外径为76mm 壁厚为4mm的无缝钢管 可记作无缝钢管 76 4 如果要注明钢管的材料时 则还要加上牌号 也可引用国外SCH40 60 80 100等系列标准来表示 1 普通碳素钢管常用的牌号有A2 A3 A4等 适用于管壁温度小于250 的燃油 滑油 CO2 压缩空气 消防 给水等管路 2 优质碳素钢管常用的牌号有10 20 等 适用于管壁温度小于435 的蒸汽 高压油 高压水 锅炉等管路 3 耐热合金钢管常用的牌号有15CrMo 16Mo 20Mo等 适用于管壁温度大于435 的过热蒸汽管 锅炉管等 常规船舶较少 3 不锈钢管主要用于什么管路 常用的材料牌号有哪些 不锈钢管在化学品船和油轮上使用较多 主要用于货油管 油舱加温管 蝶阀液压控制管 气动测量管等 常用的材料牌号有304 316 316L等 特点是耐酸 耐温 抗腐蚀 机械性能好 不锈钢管又分为单相不锈钢管和双相不锈钢管 4 铜管的种类及材料牌号有那些 各适用于什么管路 1 紫铜管常用的材料牌号有T2 T3 T4和TUP等 适用于仪表管 小直径油管 低温蒸汽管 冷冻机管 饮用水管等 2 黄铜管H68的强度较高 耐腐蚀 一般用作淡水热交换器的管束 铝黄铜管HAl77 2和锡黄铜管HSn70 2 HSn62 1的强度更高 耐蚀性更强 所以用作海水热交换器的管束 铝黄铜管还经常用于油舱蒸汽加温管 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 但应用很少 5 玻璃纤维管和PVC适用于什么管路 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 在国内船舶上应用很少 一般用于管弄 双层底内压载水管 PVC管制作安装较方便 主要用于饮用水管 卫生水管和落水管 上述两种材料的管子在 库娜森 轮上已在使用 6 什么叫压力 压力之间的关系怎样换算 压力概念有哪些 单位面积上所受到的垂直作用力称为压强 工程上习惯把压强叫做 压力 1bar 1 02Kgf cm2 1Mpa 10bar 10 2Kgf cm2 1标准大气压 760mmHg 1 033Kgf cm2常用的压力概念 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 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 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 试验压力 指对管系 附件等作水压试验和油压试验的压力 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 7 管系等级共分几级 怎样分类 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 见表 表中主要参数的含义如下 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 其他介质指空气 水 滑油和液压油等 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 二 管路附件安装 1 法兰的焊接与安装有哪些要求 管子切割面与管子要保持垂直 切口要修整光顺 及时去除割渣 毛刺和氧化物 管子与法兰点焊时要保持同心度在 法兰内径与管子外径的间隙不应超过2mm 管口至法兰端面的距离为管壁厚度 管子与法兰的焊接应双面施焊 DN 25mm的管子允许单面焊接 与蝶阀连接的管子法兰应采用蝶阀专用法兰 根据管内介质的工况 合理选用垫片的材料 特别要注意防止出现 大法兰小垫片 或垫片内径过小 正确选用连接螺栓的直径和长度 用 十字交叉法 旋紧螺栓 螺栓长度以旋紧后螺纹露出1 2牙为宜 螺栓的方向必须一致 2 如何正确安装卡套接头 使用的管子表面不得有拉痕 凹陷 裂纹 锈蚀等缺陷存在 管子的外径偏差不应超过 0 1mm 管子切割面应保证与轴线垂直 如有偏离 则必须用锉刀修复 严禁使用割枪切割 刮去管口内外毛刺 清除金属屑及污垢 用于高压连接的管口外表要用细砂纸打磨 安装时用压缩空气将管内外垃圾吹净 压紧螺母 卡套在管子上的位置方向要正确 管子应顶紧在卡套接头的内锥面上 拧紧螺母时用力要均匀 拧紧的过程中可松下螺母 观察卡套是否咬进管子表面 正式安装时仍需用力拧紧 液压管路的固定形式一般采用塑料夹马 支架间距应在1000 1200mm之间 卡套接头安装时应靠近支架位置100mm左右 以防振动及结构变形引起接头松脱 3 套管使用有什么要求 套管标准长度是多少 套管的材质要与连接管子的材质相同 套管位置应居中 套管壁厚 1 25连接管管壁 套管内径比连接管子外径大2 3mm 连接管子的间隙 3mm 套管标准长度见表 4 膨胀接头有几种 各适用于什么管路 各有什么优缺点 弯管式膨胀接头是由无缝钢管弯制而成 适用于高温蒸汽管路 其优点是补偿能力大 加工方便 缺点是占地面积大 对工质有阻力 弯头处材料容易产生疲劳 目前在修改船舶中多数是采用定形弯拼接 波纹式膨胀接头常用的材料为不锈钢 是由冲压 焊接而成 适用于柴油机排气管路 其优点是结构紧凑 不需检修 缺点是承压能力低 补偿能力小 使用寿命较短 松套式膨胀接头 伸缩接 是在连接管与本体之间加一道橡胶圈 依靠压盖 螺栓来压紧 从而使连接管移动时保持密封 适用于压载 消防 污水管路 其优点是结构紧凑 维修方便 缺点是补偿能力小 橡胶圈易老化 管口之间的安装尺寸为45mm左右 为防止管路变形而松脱 伸缩接中部要装设两只制动螺栓 5 截止阀的安装注意点有哪些 根据工作介质的压力和温度选用合适的截止阀 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 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 外螺纹截止阀采用公制细牙螺纹 内螺纹截止阀采用管螺纹 6 升降式止回阀的安装注意点有哪些 根据工作介质的压力和温度选用合适的止回阀 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 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 正确选用连接形式及垫片 7 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 阀杆上升也带动阀盘一起上升 所以摇动时就不会发出响声 此外 为了便于区别 截止止回阀的阀杆顶部涂有黄色油漆 而截止阀则不涂油漆 8 安全阀的安装注意点有哪些 弹簧式安全阀必须直立安装 安全阀的出口应无阻力 避免产生留压现象 安全阀用于蒸汽或淡水管路时 要用支管将排出的蒸汽或淡水引回原处 支管的管径不得小于安全阀的出口通径 出口无接管的安全阀安装时 其出口不得对准走道 机械设备或仪表等 以防发生人身或设备事故 9 压力表的安装注意点有哪些 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 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 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 重要用途的压力表 应用红线在表盘上标明工作压力 10 液位计有几种 各适用于什么地方 安装时要注意什么 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 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 2020 3 18 25 可编辑 11 管路有哪些常用密封材料 适用范围是什么 非石棉纸板 非石棉纸板是船舶管路中应用最广泛的一种密封衬垫材料 根据管路系统的不同要求可选用 普通非石棉纸板 耐油非石棉纸板 高温高压非石棉纸板 紫铜 紫铜制作的垫片能承受高温 高压 常用于高压空气 液压管路和柴油机高温 高压部件之间的连接 紫铜垫片使用前一定要经过 退火 处理 金属缠绕垫片金属缠绕垫片耐高温 高压 耐腐蚀 目前已在船舶中广泛使用 但成本较高 生料带 聚四氟乙烯密封带 生料带适用于公称压力为0 6Mpa和工作温度为260 的空气 海淡水 燃油和滑油管路 生料带必须按顺时针方向缠绕在管接头的外螺纹上 12 管子支架的间距是多少 13 管子支架的安装位置应在哪里 管子支架应尽量装焊在就近的纵桁 横梁 肋骨 肘板或扶强材等船体加强构件及其背面 不宜装焊部位为船体强力甲板 船体主要构件的焊缝50mm范围内 通风管道 经过镀锌或特殊涂装后的箱 柜壁 禁止装焊部位为船体外板 强力甲板焊缝周围50mm范围内 强力甲板与外板的连接焊缝周围100mm范围内 各类机电设备的本体 管子的外表面 14 瓷面盆的安装高度是多少 冷 热水龙头如何布置 瓷面盆定位安装时 要保证其净高度800mm 面盆背部要贴紧围壁 面盆龙头 放水阀 上有红 蓝标记 红色代表热水龙头 蓝色代表冷水龙头 安装龙头时 从使用者站立的位置看 应该是左红 右蓝 15 管路介质的油漆颜色如何识别 管子表面的油漆颜色代表管内不同的介质 常用管路介质的油漆颜色可参看下表 目前管子油漆颜色代表意义尚未统一 一般可按厂标或船东的要求确定 三 管路布置与安装 1 管路布置与安装的工艺原则有哪些 凡要穿过船体结构 如横梁 肋骨 肘板 纵桁 内底板 液舱箱柜及甲板等处时 应严格按开孔图或工艺技术要求 严禁任意开孔 在船体重要构件上开孔 应按要求进行加强 管子穿过水密或气密结构处时 应采用贯通件或座板 穿过非水密平台 甲板或非水密隔墙时 应加装防护圈并双面焊接 淡水管不得通过油舱 油管也不得通淡水舱 如不可避免时 应在油密隧道或套管内通过 其他管子通过燃油舱时 管壁应加厚 且不得有可拆接头 蒸汽管 油管 水管应避免设在配电板上方或其后面 若不可避免时 不得设置可拆接头 并有可靠的保护措施 蒸汽管 排气管 热水管应远离电缆 并包扎绝热材料 绝热层的表面温度一般不能超过60 油管路应避免设在锅炉 烟道 蒸汽管 排气管和发电机 配电板及其它电气设备上方 防止漏油而发生火灾 在货舱 锚链舱以及其它易受碰损处的管子 应装有坚固便于拆装的防护罩 各种管路应根据需要 在管子 附件 泵 滤器和其它设备的最低处安装泄放阀 压力管路上装有减压阀时 应在其后安装安全阀和压力表 并设有旁通管路 非冷藏装置的管路通过冷藏舱时 应包扎防冻材料 以防管子冻裂 干舷甲板透气管高度不小于760mm 上层建筑甲板透气管高度不小于450mm 疏排水管路的倾斜度不小于3 粪便管路的倾斜度不小于5 为不使弯角处污物积聚 应设置疏通旋塞 管路安装时要做到横平 竖直 整齐美观 固定牢靠 2 管子安装的顺序有哪些要求 先附件 后管子 先总管 后支管 先大管 后小管 先装密集区域的管子 后装空旷场所的管子 先装定位尺寸要求高的管子 后装定位尺寸要求低的管子 先装需做密性试验的舱柜箱处管子 后装不做密性试验的舱柜箱处管子 先装下层管子 后装上层管子 最后装小口径管子 3 管路安装的注意点有哪些 管路安装前应用压缩空气吹除管内垃圾 并检查 处理法兰密封面 根据管系的工作状况合理选用垫片及密封材料 按法兰标准正确选用连接螺栓 防止 大法兰 小螺栓 根据管系的特点合理使用管子支架 支架的型式 布置 安装位置及连接螺栓均需符合规范要求 管路附件安装时 应注意附件的方向与管内介质的流向一致 千万不能装反 特别要区别截止阀与截止止回阀的安装位置 安装于低凹场所及易积水场所的管路要加装泄水旋塞 在管路的安装过程中 如未能装妥封闭的管路 应将未封闭管的管口封住 以防杂物入内 4 舱底水管系布置原则和安装技术要求有哪些 机舱的舱底水系统要绝对独立 应与其他舱底水管路分开 舱底水管路中的阀门应使用截止止回阀 吸入口要装止回阀 舱底水的吸口处都应装有过滤网 舱底水泵必须具有自吸能力 舱底水管路不可通过油舱 饮水舱和给水舱 5 压载管系布置原则和安装技术要求有哪些 压载管路中的阀门不得装有截止止回阀或止回阀 货舱 油舱 淡水舱兼作压载水舱时 其管系应设置盲板 压载管路的材料应采用镀锌无缝钢管 压载舱吸口的布置要保证船舶在不利的纵倾或横倾的情况下都能将压载水排空 压载管吸口距舱底板的高度是根据管径大小来确定的 6 CO2系统管路安装技术要求有哪些 CO2瓶的瓶头阀至集合管的连接管上都必须安装止回阀 CO2灭火系统管路的阀件都要能在站房内集中控制 分配阀箱至每一个被防护的舱室应有独立的控制阀 并标明所控制的舱室名称 CO2管路布置应有适当斜度 1 30 使水不易积聚或冰冻 CO2管路不得通过起居处 站房外的管路不得采用可拆接头 喷头布置尽量靠近舱室顶部和火灾可能发生位置的上部 要保证整个舱室都能喷到CO2气体 CO2管路应采用无缝钢管并镀锌处理 钢瓶与集合管之间的连接管应采用紫铜管 管路安装完毕后要进行压力试验和畅通试验 7 燃油系统管路安装技术要求有哪些 燃油管路通过水密舱壁时 在机舱的一侧应装有截止阀 双层底以上的燃油舱 柜 其供油管路的截止阀或旋塞应直接装在舱 柜 壁上 机 炉舱内的燃油舱 柜 的截止阀或旋塞应能在机 炉舱外可以关闭 以便在发生火灾 管路泄漏时 可以迅速停止供油 燃油管路应尽量敷设在便于拆装 检修的位置 管子安装一定要牢固 避免震动 防止管子断裂而造成渗漏 燃油注入管路修理安装完毕后要进行压力试验 辅机的燃油管制作后要进行酸洗处理 使用重油或重柴油的柴油机 应设有能立即转换的轻柴油系统管路 8 滑油系统管路安装技术要求有哪些 滑油泵出口的管路上要装有安全阀 防止系统内压力过高 安全阀的开启压力为工作压力的1 1倍 滑油滤器通常安装在冷却器之前 因为热油粘度小 容易流动 通过滤器时的流动阻力会小 可减少滑油动中的压力损失 滑油系统中应设有压力表和温度计 以便检查柴油机和系统的工作情况 在主机的进口总管上应安装低压警报器 在循环油柜的回油管上要安装超温警报器 滑油在循环过程中 必须要经粗 细滤器进行过滤清理 滤器前后要安装压力表和真空表 用以检查滤器的畅通情况 大功率的柴油机应装设磁性滑油滤器或利用离心分油机进行分离 滑油管路要保持高度清洁 管子对接缝应采用氩弧焊打底 管子制作后要进行酸洗处理 滑油管路应绝对独立 不可与任何管路连接 9 液压系统管路安装技术要求有哪些 液压管应选用厚壁管 采取机械切割下料 并去除管口毛剌 不允许使用割枪切割 管路的连接形式应采用套管连接或法兰连接 外径 28的液压管路不宜采用卡套接头连接 液压管弯曲尽量由弯管机弯制 拼缝须采用氩弧焊封底 管路中应装设泄放器件 能使液压系统内的空气排出 管子预制后要进行压力试验 并作酸洗处理 酸洗后管子内壁要涂油 并对管口进行有效封堵 管路安装时要用压缩空气吹尽管内垃圾杂质 安装完毕后要对管路进行投油循环清洗 清洗前后要检查油泵滤器 橡胶软管的布置要避免急转弯和扭曲 并远离热源 液压管及管接头不可镀锌处理 10 冷却系统管路安装技术要求有哪些 冷却系统管路应安装温度调节器 使进水保持一定的温度 柴油机的进口要装置低压报警 出口要装置超温报警和观察器 管路中应避免过多的弯头 以减少管路的流动阻力 使冷却水的压力不致于过低 柴油机的冷却水排出管应高于柴油机及冷却水管路 以便及时排出系统中的空气或水汽 管路安装时要考虑到热胀冷缩 在适当的位置要布置一只膨胀接头 管子的支撑固定要牢固 防止因震动而损坏管子 管路布置要做到便于拆装 海水冷却泵和海水阀箱之间的管路应装有滤器 管材应选用无缝钢管并镀锌处理 11 蒸汽系统管路安装技术要求有哪些 管路穿过甲板时 必须使用贯通件 并应予绝热 以防止热传导 在其管路中的适当位置装设放水旋塞 以便可靠地泄放管路中的凝水 防止冻结引起管子损坏 为防止管子因热胀冷缩而破坏连接的紧密性 必须在适当的位置装设弯管式膨胀接头 伸缩弯 膨胀接头要水平或向上装置 防止积水和阻止水流 为便于控制 各路支管都必须装设截止阀 如果需要 管路中应设有蒸汽过滤器保护 以除杂质 减压阀低压则的管路上应安装压力表和安全阀 并设有旁通管路 蒸汽管路必须包扎绝热层 防止热损耗及避免意外接触烫伤 12 空气 测量管路安装技术要求有哪些 空气管 透气管 空气管应尽量靠近船傍或舱壁安装 不得妨碍通道 空气管允许有各种弯度 但要避免造成积水 否则会发生水封现象 起不到透气作用 空气管布置应远离注入管和排出管 防止液体注入或排出时堵塞空气管的进气口 除小型日用箱柜外 双层底舱及深舱的空气管都应沿船傍板或隔舱壁安装 并引至主甲板以上 燃油舱柜的空气管应远离柴油机的排气管及热源畅通的地方 防止油气受热后引发火灾 为防止垃圾经空气管进入舱柜内 水舱空气管的管端可做成 U 型弯头 最好是安装空气帽 油舱空气管的顶端必须安装帽盖式空气帽或浮球式空气帽 空气管的通径为注入管的1 25倍 最小通径为DN50mm 测量管 测深管 测量管应布置在液体舱的最低处 平底舱应在两端分别布置 如只装一根测量管时 应设置在液舱的中央 测量管应尽可能与液舱相垂直地安装 这样可以提高测量的准确性 测量管的顶端要在甲板上装有固定的测量管头或距甲板400mm高的杯形测量头 其位置应选在测量十分方便的地方 测量管通常沿隔舱壁 船傍板 支柱向上伸至主甲板上 油舱的测量管头不得装置在走廊或居住舱室内 为防止测量时撞击船底板 测量管下面的船底板上要焊一块直径100mm 厚10mm的垫板 也可在管子的末端焊一块封板 但要在测量