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船舶管路系统王庭振扬州太平洋重工技工学校内容提要本书共分五个章节，包括船舶管路系统的概念、设计和生产的发展概况和趋势、管路系统的基础知识、船舶管路系统的原理设计和生产设计，船舶管子的弯制与管路的安装等内容。介绍了目前国内外船厂比较先进的管系设计和生产的方法、使用的设计软件和生产过程。目录•第一章绪论•第一节船舶管路系统的定义和组成•第二节船舶管路生产设计的发展简史•第二章船舶管路的基础知识•第一节管子等级•第二节船用管子的材料、规格、特性及选用•第三节管路计算与质量检验•第四节管系中附件、设备与检测仪表•第三章船舶管路系统的原理设计•第一节船舶动力管系的原理设计•第二节船舶管系的原理设计•第三节管路系统的布置设计•第四章船舶管路系统的生产设计•第一节概述•第二节管系常用符号．．•第三节船舶管系放样基本原理•第四节弯管参数计算．•第五节管系放样的步骤．•第六节管路布置基本规范•第七节计算机管系放样软件简介．．．•第五章船舶管子的弯制与管路的安装•第一节管子的弯制•第二节管子的校对与焊接•第三节管子的强度试验•第四节管子的化学清洗与表面处理•第五节船舶管路的安装与检验•第六节管路的绝缘与油漆第一节船舶管路系统的含义及其组成•一、管系定义：•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。•二、分类•1、按用途分：动力管系、船舶管系•动力管系按其任务不同，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。•2、按基本任务分：保船管系、生活设施管系和驳运储藏管系。•为此船舶管系必须具有可靠性和一定的活力性。•系统的可靠性它要求系统在运行中不出故障，同时也能适应特殊的工况，是正确地掌握系统的技术要求，零部件的合理选用以及准确地遵守安装的技术要求来达到的。•系统的活力性是指对某些系统的特殊要求(海损时的排水系统、灭火系统等)，要求它们不仅在正常工况下，而且在海损、火险等具有一定破坏和纵、横倾情况下，仍能正常工作。活力性是靠多套设置、分组设置和配备双套机械和管理来保证的。第二节船舶管路生产设计的发展简史我国船舶管系设计和施工按发展特征，大致经历了如下几个阶段：一、五十年代中期前是第一阶段。现场取样、热弯为主二、第二阶段是六十年代。综合放样、外场转内场三、七十年代初进入第三阶段。管系电算处理四、八十年代进入了第四阶段。设计加工发展五、第五阶段是从九十年代开始。1．改进设计管理和继续完善“三化”（标准化、系列化、通用化）２．建立管子加工流水线。３．开展对工艺设备标准化、系列化、通用化工作的研究。４．船舶管系托盘管理的应用。５．新材科的应用。•目前我国管子加工的质量，虽已达到有关规范和标准要求，个别加工技术也已达到国际先进水平，但加工周期长、效率低的情况依然存在。•究其原因主要有二种：•1、我国造船选用管材品种多，这就使弯管设备必须具备多种模具和夹头长度，弯管时需经常调换模具，增加了辅助时间；•2、我国管系加工机械化程度低，手工操作占很大的比例，大部分船厂仍未实现管子加工的流水线。第二章船舶管路的基础知识•第一节管系等级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等。对不同用途的压力管系，按其设计压力和设计温度，一般分为三级。管系Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级设计压力MPa设计温度℃设计压力MPa设计温度℃设计压力MPa设计温度℃蒸汽和热油1.6或300≤1.6和≤300≤0.7和≤170燃油1.6或150≤1.6和≤150≤0.7和≤60其它介质4.0或300≤4.0和≤300≤1.6和≤200第二节船用管子的材料、规格、特性及选用•各类船舶上常用的管子主要有三大类别、即钢管、铜管、塑料管1、钢管按制造工艺分为有缝钢管和无缝钢管两类2、铜管常用的有紫铜管和黄铜管两种3、双金属管是指管壁由两层不同的金属组合而成的管子，即外层为10号优质碳素钢，内层镀有0.6～0.8mm厚的T4号铜制成,管子的外径D为6～70mm，壁厚δ为1.5～6mm，管长L为3～7m。4、铝管5、塑料管6、钛合金管无缝钢管焊接钢管直缝焊接钢管紫铜管黄铜管铝管折弯铝管双金属管（镀锌钢管内衬不锈钢管）铜包铝管塑料管塑料制造的管材及接头管件高性能PP塑料管pvc钢丝增强塑料管玻璃纤维管玻璃纤维硅胶管聚氨酯玻璃纤维套管由无碱玻璃纤维编织成管后外涂聚氨脂而成.聚氨脂玻璃纤维套管具有一定的耐热性能,介电性能,较好的柔性.弹性,以及耐阻燃性.常用做电线.电器.电子仪表及家用电器的绝缘护套.以无碱玻璃纤维纱编织成套管，然后经过高温处理，涂以有机硅树脂、硅橡胶而制成。具有较高电器绝缘性,耐热性,耐蚀性,抗老化性以及散热性均有极佳的特性,又具有优良的柔软性及弹性,因此在零下60℃低温亦能保持其柔软性耐曲折,不会减损其电气绝缘性。玻璃纤维管防火套管二、管子的选用原则管子的选用主要应遵循保证使用要求、工艺要求及降低成本等三个方面的原则。（一）使用要求使用要求主要是指管系对管子的机械强度、刚度、尺寸大小、重量、抗腐蚀能力，耐热性等。不同系统中的管子除要满足管内流通的工作介质在压力、温度、流量、抗腐蚀等要求，还应考虑是否受水击、振动等外界环境条件。（二）工艺要求选用管子在满足使用要求的前提下，还应达到弯曲、焊接、安装、维护保养、检修等方面的工艺技术条件。（三）经济要求在符合使用要求的前提下，尽最大努力降低船舶的建造成本，在船舶设计阶段是实现这个目标的最佳时机。综上所述，管子的选用需要满足工作介质的压力、温度和腐蚀性对管子的要求。第三节管路计算与质量检验一、管径计算管径是根据管内流体的流速和流体流经管子的能量损失来决定的。在流量一定的情况下，管径主要取决于管内流体的流速。二、管子的壁厚计算管壁的厚度对于其能够承受工作介质的压力大小，起着决定性的作用，下面简单介绍管子壁厚的计算公式及有关几个常用的压力概念。（一）压力概念(1)压力：单位面积上所受到的正压力称为压强，工程上习惯把压强称之为压力。(2)公称压力：是指管子、附件等在0℃时所能承受的压力，它没有考虑温度对金属强度的影响。公称压力用字母“PN”表示，其后标注压力数值。(3)工作压力：是指一定温度的液体或气体在工作状态下允许通过管子的压力。工作压力用字母P表示。(4)强度试验压力：是指对管子和附件等作强度试验的压力称之为强度试验压力，用字母PS表示。三、管子的质量检验管子的内在质量检验项目有弯曲、扩口、翻边、压扁、氢病(铜管)等试验。•（一）弯曲试验是为了测定管材弯曲成规定尺寸和形状的能力。•（二）扩口试验的目的，是测定管子直径扩大到一定程度时所引起的金属变形的能力。•（三）翻边试验的目的，是测定管壁反折成规定角度时，管子变形的能力(一般只对D为30～59mm的管子作这种试验)。•（四）压扁试验对管子进行压扁试验的目的，是测定将管子压扁到一定尺寸时管子变形的能力。•（五）铜管的氢病试验•如果由于铜管材料内含有数量超过0.01％的氧时，它与火焰内未经燃烧的氢相结合，使在材料晶格处产生水蒸汽，水蒸汽膨胀破坏了晶粒间的联系，使铜变脆甚至产生裂缝，人们把铜管的这种现象称为“氢病”。第四节管系中附件、设备与检测仪表任何管系，都是由管子和其他配件组成，如管路连接件、阀件、观察检测仪表、滤器和操纵附件等，都以完成本身的任务来保证管系按预定的要求正常可靠地工作，这些配件我们称为管路附件，简称管件。••“公称通径”是指将附件连接到管路或某一组合机械上的附件连接管的名义内直径，它的符号为“DN”，计量单位为毫米。一、连接附件•连接方式主要有法兰连接、螺纹连接、焊接连接三种。•（一）法兰连接１．搭焊钢法兰•2．对焊钢法兰•3．船用铸钢法兰•4．椭圆形搭焊钢法兰•5．松套钢法兰•6．搭焊铜法兰•7．船用铸铜法兰搭焊钢法兰带颈平焊法兰对焊钢法兰法兰盖（盲板）大口径法兰•（二）螺纹接头•1．中间螺纹接头•2．旋入螺纹接头•3．支管螺纹接头•4．异径螺纹接头•5．外套螺母接头•6．螺纹三通四通接头•（三）焊接连接•主要有对接焊连接、搭接焊连接和套管接焊三种螺纹连接管螺纹接头管螺纹接头结构圆柱管螺纹•（四）通舱管件•１．焊接座板•2．螺纹通舱管件•3．法兰通舱管件•（五）挠性接管•常用的挠性接管有以下几种：•１．夹布胶管•2．高压橡胶接管•3．减振橡胶接管•4．金属波纹管直通式直角式通舱管件螺纹连接式通舱管件夹布橡胶管膨胀接头橡胶膨胀接头金属波纹管二、调节、控制附件•(一)截止阀•（二）止回阀•（三）截止止回阀•（四）减压阀•１．蒸汽减压阀２．水减压阀•３．空气减压阀４．安全阀•５．薄膜式温度调节器•（五）闸阀•（六）阀箱1．吸入阀箱2．排出阀箱•（七）压力表阀1、截止阀青铜截止阀法兰铸钢截止阀法兰不锈钢截止阀外螺纹锻钢截止阀外螺纹钢质直角截止阀手动快关阀止回阀吸入止回阀板式止回阀.对夹圆片式止回阀内螺纹止回阀不锈钢法兰立式止回阀铸钢防浪阀截止止回阀铸铁截止止回阀青铜截止止回阀带安装板空气截止止回阀铸铁闸阀闸阀不锈钢闸阀青铜闸阀蝶阀手柄式蝶阀中心型蜗杆手动蝶阀法兰铸铁单排排出截止阀阀箱铸铁双排截止阀箱旋塞青铜填料旋塞紧定式旋塞T型紧定式旋塞不锈钢旋塞阀不锈钢旋塞阀内螺纹青铜旋塞阀三通旋塞阀三通铸铁旋塞阀减压阀空气减压阀法兰铸钢蒸气减压阀先导活塞蒸汽减压阀可调式减压阀杠杆式减压阀200X型减压阀水减压阀安全阀铸铁安全阀空气信号安全阀弹簧微启式外螺纹安全阀不锈钢高压安全阀双联锅炉安全阀双联弹簧式安全阀各种球阀阀件总成图三、观察附件•（一）压力表•（二）温度计•1．玻璃水银温度计•2．压力式指示温度计•3．液位计四、滤器(一）海水滤器（二）油滤器：1．圆筒形网式粗滤器2．薄片式滤器3．滑油自清滤器（三）空气滤器弹簧管压力表真空负压表玻璃温度计压力式指示温度计液位计石英管式双色水位表海水滤器（泥箱）油滤器青铜粗油滤器柴油机网片式油滤器空气滤器蒸汽滤器拉杆伸缩过滤器盘管式热交换器浮动盘管换热器管壳式换热器容积式换热器板式热交换器工作原理图板式热交换器板式热交换器聚四氟乙烯换热器六、垫片•（一）垫片分类•1、管路密封垫片，防止泄漏•2、支架垫片，防传热、腐蚀、震动。•（二）密封垫片的种类及性能•1、高压石棉橡胶垫片•2、中压石棉橡胶垫片•3、低压石棉橡胶垫片•4、耐油石棉橡胶垫片•5、夹布橡胶（胶皮）垫片•6、O形橡胶密封圈•7、紫铜垫圈高中压石棉橡胶板垫片高中压板耐油石棉垫片紫铜垫片不锈钢垫片O形橡胶密封圈船用高强石墨垫片波形金属包覆垫片硅胶垫片（三）衬垫的种类及使用范围•1、石棉橡胶衬垫•主要用于受热管路与支架间的衬垫•2、耐油石棉橡胶衬垫•可用于燃油、滑油管路及机舱花铁板以下的各系统管路与支架间的衬垫。•3、铅板衬垫•用于直接与海水接触或穿越油舱的管子与支架间的衬垫•4、无毒橡胶衬垫•用于穿越食用淡水舱的管子与支架间的衬垫•衬垫的宽度应略宽于支架的宽度，长度以能围绕管子一周为准夹丝金属网石棉橡胶板•铅板七、支架•管子的支架又称吊架和卡子。管道安装在机电安装工程中占较大的比重，而管道支架的制安在管道安装中扮演着主要的角色，它直接关系到管道的承重流向及观感。目前各实施项目中制安的各种管道支架，各有特点，但也暴露出不少缺点，而且有些支吊架不但影响观感，更存在着安全隐患，为了消除管道支吊架存在的各种隐患，使管道支吊架制安达到较高水平，特制定机电公司管道支吊架的统一标准做法，目的使在机电公司的管道支架制安达到标准化，统一化。支架制作材料——角钢、槽钢角钢类支吊架1.倒吊式：•2、龙门式3、单支角钢支架•4、座地式•支架的安装距离也有严格的要求•钢管管道最大支吊架间距公称直