轮机管系单元设计和制造安装要点分析

轮机管系单元设计和制造安装要点分析

何辉1肖俊2

1.江苏新扬子造船有限公司江苏靖江214532；

2.江苏海通海洋工程装备有限公司技术部江苏如皋226500

摘要：随着人们对船舶建造工艺与质量要求的提升和科学技术水平的快速发展，船舶行业逐渐走向规范化和成熟化，当前管路系统单元设计也日趋成熟和完善，许多科学、精准的船舶设计系统理念和实践经验已被广泛应用于实际的造船设计和生产中，新工艺和新技术的运用缩短了造船周期，节约生产成本，实现了造船领域的高科技化，提高了船舶整体质量和产率。

关键词：制造安装，管系单元设计，船舶轮机，分析探讨

1引言

在船舶所有设备中轮机相当于整个船舶的心脏，是船舶获得推进机械能、电能和热能而配置的机械设备的有机结合体。不仅关系着船舶的停靠、航行、装卸等作业，还会影响到船舶以及船员的生命财产安全。船舶由于长时间运行在水中，其中轮机管系成为重要的组建部分，船舶中的管系贯穿着整个船只，其中包括：船只链接管、压载系统、舱底水系统、污水处理系统、消防系统等。

而纵观我国轮机管系单元设计系统的发展，经历了从二维设计到三维设计的历程，设计工具也在逐渐改善，但自动化程度较低，人占主体地位的状况没有改变，管系的设计仍需要由具备丰富管道设计经验的工程师或专家人工完成。而当前，随着现代数字造船技术和计算机技术理论的成熟和发展，当今的管路系统设计也不在断优化和完善，不仅仅是简单的满足船舶的使用功能和质量，也对精细化设计、人性化设计和节能降耗等先进理论提出了更高的设计要求。

2轮机管系单元的设计

2.1单元设计的选择

目前选择使用单元类型最多的主要是管束单元、功能单元以及区域综合单元等三种。现分别叙述如下：

（1）管束单元成束成排（含阀件、附件）敷设并以组合支架合成的多路管段的整合体是管束单元，它适用于机舱内、甲板上、房舱内外等全船区域有成束管路的场合。

（2）功能单元以含一台（组）及以上的设备或装置为中心并包含周边相关的管路、阀件、附件、铁舾件及电舾件等在内的组合体是功能单元，它适用于机舱各个平台甲板上采用，也适用于舱房内及主甲板上有关的设备或装置来采用。

（3）区域综合单元在大面积的机电设备等综合布置密集的区域内，对其整个大区域工程进行科学和合理的分解，成为若干个较小的、相互依附且制作方便的单元的有机合成体，而这些较小单元是按照区域划分原则分解成的，也实属综合性单元。它特别适用于机舱包含花钢板上下在内的整个底层区域，也适用于油船主甲板上管路系统综合布置的区域。

2.2艏、艉部区域结构内的单元选择取向

艏部和艉部区域的结构内布置有锚、舵设备装置及相关的管路、铁舾、电舾等附件，对于这种综合性布置，可以考虑连同船体结构在内的整个空间，融合成一个综合模块。即在船体分段或总段组立基本结束时就提前进行舾装作业，在舾装作业前移之后，成为一个综合建造相对比较完整的最高等级的中间产品。但也值得注意的是，由于目前造船建造精度控制方面的原因，整个模块制造还或将可能会遇到某些风险，所以一定要仔细研究和逐步实施的基础上造条件扎实推进。

2.3分割机舱底层区域综合单的关键

（1）分割机舱底层区域综合单元，此时需要充分了解分解整体框架的可行性，是否具备可操作性的合拢和分解，是否影响整体结构强度，是否方便定位安装、起吊运输、焊接操作，是否出现过分差距的重量和体积大小的问题。

（2）分割机舱底层区域综合单元，应该充分分析是否能够方便进行组合安装，一般情况都是相互接口单元，主要就是依据垂直法兰连接形式来设置前后单元，并且适当岔开连接位置，为操作提供方便。

（3）分割机舱底层区域综合单元，应该注重分析安装位置的调整、吊运作业的可能性，也就说吊入最后一个单元和制造单元的时候出现误差，此时需要及时调整预留空间，避免出现不必要的损失和返工，同时是设计综合单元中比较重要的部分。

3轮机管系单元制造安装要点

管路安装从管子单件上船逐根取样。制造、安装发展到内场放样预制；从逐根或单件组合上能安装发展到单元组器、分段预装等形式。使大量的外场安装工作变为内场安装工作、将管系安装工作变为与船体建造的平行作业，这样不仅提高了生产效率、缩短了造船周期，而且改善了管系安装的作业环境和条件，降低劳动强度、确保生产安全、提高了安装质量。

3.1管系制作、安装前的质量检测

（1）制作安装前对管道及其附件进行外观质量检查，按照相应的保管方法分类存放，不得损坏、变形，核对管子的材质规格种类是否符合管系制作要求，对于大型蝶阀、应急阀、通气阀、安全阀等重要阀件应检查船级社钢印并在使用前做相应气密性试验。

（2）根据图纸尺寸正确选用切割方法，保证切口垂直，除毛刺、锈蚀，注意管端被修理的长度大于30mm，然后编号，临时堆放的管子应以使用时方便查找为主，避免损坏变形。

3.2轮机管系单元制造安装要点

（1）管道弯曲。管壁不得出现明显的机械损伤，不得有裂纹、结疤、烧伤、分层的缺陷；常用弯曲半径大于等于3倍管子通径，安装位置狭窄处大于等于2倍通径；弯曲半径较小的管材，采用定型弯头。处理完成后对管壁厚度进行测量，冷弯后管子减薄率应小于等于20％，椭圆度小于等于8％，热弯后减薄率小于等于20％，椭圆度小于等于10％，皱折高度小于等于2％。

（2）管道装配。管系焊接工人要有专业的船舶焊接经验，严格执行船级社认可的焊接工艺，采用新材料新工艺时应获得船级社的许可，焊接材料必须符合有关规定，焊接前材料的存放符合标准，焊接时注意装配间隙、尺寸；焊接部位保持清洁；大口径管道焊接注意采取防止焊接变形的措施；管道对接焊根据造船规范要求进行x/y射线检测或采用经验船部门同意的检查方法；焊接后的管道表面无焊渣、尖角、毛刺、裂纹、焊瘤、气孔、咬边、弧坑，焊接完成后对接缝表面进行质量检查，不得出现焊接不透，塌陷、下凹等现象。母材与其他构件焊缝的过度保证平缓均匀。

（3）管道酸洗。酸洗后注意干燥，外表面不能有氧化皮或锈斑，内表面不能有黑斑等缺陷，保存时注意防锈和污物进入管道，清理质量要求不高的管子，可以使用手锤敲打、压缩空气吹洗的方法处理管道内壁的污物。

（4）管道内部涂层。管道内壁的涂层关系到管线的使用寿命，镀层完成后管道内壁涂层厚度满足规范要求，表面光顺，无明显缺陷，敲击时涂层不脱落。常见管内涂层有环氧涂层和热镀锌涂层，前者应用于海水、淡水、单性气体管系，后者用于淡水和海水管系。

（5）强度检测。实验用仪器经有关部门检测合格并在有效期内使用；水压试验时，采用低处进水高处排气方法排出管内空气，密封垫片略大于法兰内径；严禁超压试验，忽然泄压，带压紧固附件、焊接。

4结语

现代造船工业中，船舶的建造周期和质量是至关重要的。其中轮机管系单元设计和制造安装对建造周期和质量有举足轻重的影响。本文从轮机管系单元的设计出发，简要探讨了轮机管系单元制造安装要点，但由于轮机管系单元设计的特殊性以及船厂在管系设计中的独立性,除一了上面提到的注意点以外,会存在不同的变化情况。工作人员可灵活运用上述原则,根据具体情况,做到灵活应对。

参考文献

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[2]张海燕.加强船舶轮机备件合理化管理[J].中国水运.2009（06）

[3]李基光.国内沿海船舶管系安装检验要点[J].中国水运（下半月），2011，（12）.