...、力学、船舶及海洋工程原理的基本理论和基础知识,接受识制...

刘松

[摘 要]在船舶建造中，工程最大的是船体建造，其次是船舶管系的制造和安装。据统计，管系的设计与生产，约占整个造船工程的8～12%。而管系设计人员的能力和设计水平直接决定着管系生产设计图纸的质量。如何提高管系的设计质量，是摆在从事管系生产设计技术人员面前的一个严峻问题，文章通过设计案例（实物图片形式），设计注意事项，详细阐述了管系设计的要领和方法。

[关键词]海洋工程；船管系生产；设计经验

中图分类号：TM43 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0125-01

引言

文章通过实例某造船公司进行研究探讨，近十年来公司通过设计建造过的多型海洋工程船的经历，对于船舶建造过程中所出现的管系设计方面的常见技术问题进行了总结整理，以便积累经验，从而为提高设计人员的设计水平打下坚实基础。只有设计人员掌握了海工船管系设计的要点，不断的积累设计经验，才能最终制造出满意的产品。为此需要对海洋工程船管路系统的设计方法及注意的问题进行探讨。

1 船管系特点

海洋工程船是为离岸作业提供服务的一系列船舶的统称。海洋工程船能为海上石油工程提供多种特点的作业服务，通过管道运输散装水泥、泥浆、淡水、盐水、燃油及生活用品，同时还具有一级对外消防灭火作业能力、海面消除油污作业能力、海上安装风车作业能力等等。海工船管路特点如下：

（1）海工船空间小，系统多，设备多，管路复杂；从设计的角度来说，管路系统多且复杂，不同类型的海工船系统数量对比，见下表1。

（2）大量采用不锈钢材质管，管子的安装和焊接难度大；

（3）液压系统管子制作要求高，安装调试难度大；

（4）部分系统管路采用精密无缝钢管；

（5）水系统管路采用PVC或薄壁不锈钢管（BLUCHER）管子替代碳钢管；

（6）相比散货和集装箱船除船舶系统和动力系统外增加了货物系统。

2 常见管路系统生产设计方法应用

2.1 DP3管路系统

（1）主机冷却系统。一般分为海水冷却部分和淡水冷却部分。全船分为四个独立的海水冷却系统，各自分布在不同的泵舱内，每个泵舱均为水密分隔和A60级防火分隔，四个系统分别命名为A、B、C、D主机海水冷却系统，四个系统中允许其中一个系统失效而保持动态定位能力；每个独立的海水冷却系统分别有两台海水冷却泵和热交换冷却器，其中分别有一台作为备用；如其中一个设备或系统遇到故障、水淹或房间失火而导致ABCD任一系统停止工作，那剩余的三个系统还是可以满足全船冷却水的用量。

（2）燃油服务系统。全船分为四个独立机舱，每个机舱分别有两台主机，每个机舱均为水密分隔和A60级防火分隔，四个机舱分别命名为A、B、C、D机舱，四个机舱中允许其中一个机舱失效而保持动态定位能力；每个独立机舱分别有各自独立的燃油供给系统，有一台燃油服务泵做为备用，分别有各自独立的燃油日用柜；如果其中一个设备或系统遇到故障、水淹或房间失火而导致任一机舱的主机停止工作，那么剩余的三个机舱还是可以满足全船动力负荷；燃油服务系统的管路和附件分别分布在各自独立的机舱内，没有和其它机舱在空间上有互相交错现象。燃油传输系统不被认为是DP3管路系统，因为此系统的失效不会导致主机马上停机的情形出现，按照常规的设计要求即可。

（3）启动空气系统。由于DP3定义中明确提出：“主机还未启动的时候不作为DP3工况”，而启动空气系统只有在主机启动的时候才使用，所以启动空气系统不属DP3管路系统。在设计管路系统时按照正常设计即可，但是为了系统工作的可靠性更加完善，部分管路设计人员将此系统作为准DP3管路系统对待。该平台配有两台启动空压机、一台冷启动空压机和两台冷启动空气瓶，每个机舱分别配有两个启动空气瓶；启动空压机同时和8个各空气瓶相连，主管路在不同机舱舱壁两边分别增设常开隔离球阀。

2.2 管路设计中连接件和多芯管的应用

2.2.1 遥控测深系统的管路设计

对于遙控测深系统，当测深管路到达用户舱时，穿舱接点采用咬合式卡套穿舱；进舱以后依然采用咬合式卡套连接舱内管路；路过邻居舱时（需要水密的空舱或液舱），依然采用咬合式卡套连接管路。每个咬合式卡套连接的位置就是一个潜在的泄漏点，影响系统的安全使用。

对于遥控测深系统的管线优化设计，关键点如下：

（1）尽量减少中间泄漏点的数量。这也是采用成卷的TUBE或者多芯管的原因。一般采用多芯管（与液压遥控阀系统一样）或者TUBE管（每卷100～200m的，中间无接缝）。多芯管外面包裹着致密的聚四氟乙烯表皮层，如同电缆一样，比成卷的TUBE管多了一层保护，具有超强耐腐蚀性。所以，尽量使用多芯管。中间穿舱只要不是液舱，采用RISE或MCT穿舱。

（2）泄漏时要可以控制，降低对其它舱室和系统的影响。穿液舱时接点采用截止阀根阀+座板法兰（套管）+SCH80S的不锈钢管。舱内末端可以直接安装一个球阀，方便管路压力试验用。管路进舱时在液舱的上部穿舱，即使产生泄漏，也可以将影响降到最低。

2.2.2 液压遥控测深系统、快关阀系统的管路设计

由于这两个系统属于控制系统，对船舶的阀门和系统功能操作来讲非常重要。设计时，尽量采用多芯管或TUBE管，从分配站到阀门，中间尽量不要有可拆卸接头（如果有接头，也尽量采用上文所述的方法或免拆卸的接头），方便将来业主维护。

2.3 结论

船舶与海洋工程的管路系统属于非常重要的系统，系统正常运转最大的风险就是管路系统的跑、冒、滴、漏，所以，可以根据不同的需要，通过选择合适的管路形式以及管路接头接点形式，来减少泄漏点的数量，从而达到降低整个管路系统泄漏风险的目的。

3 船管系生产设计注意事项

（1）主甲板透气帽高度：根据图纸要求高度设计，正确高度为甲板面至透气帽出气口高度而不是法兰面高度，特别是有防爆要求的透气帽高度一定要达到2400mm；

（2）油舱舱壁上的阀件应采用座板形式贴舱壁安装（阀应直接装在舱壁上，阀与舱壁间不可有短管）；

（3）主甲板上舷墙救生区域范围内尽量避免布置管路；

（4）根据国际海上人命安全公约（SOLAS规范）要求，防撞舱壁上只允许有一根管子通过且在此舱壁上直接接一截止回阀或蝶阀（用座板）不允许用套管或复板通舱件。对于阀的材质只能为铸钢，青铜不能为铸铁。该阀需用万向传动机构延伸到艏楼甲板上操作；

（5）艏艉吃水遥测管路水线以下部分管子弯头不易过多且管路避免水平布置，否则会因为船的倾斜和摇晃致使蹩压，要求管路布置时倾斜向上。

4 结语

海洋工程船空间小，系统特殊复杂且功用多。在管系设计上的难度要强于普通散货船和集装箱船，因此对于从事管系生产设计的技术员的设计能力要求高，在满足系统原理要求的情况下如何合理的布置管路，对于船的整体建造进度起着决定性作用。

参考文献

[1] 张岳.海洋工程船管系生产设计经验探讨[J].中国水运（下半月），2015，08：5-6.

[2] 马良，张岳，何华雷.海洋工程船舾装生产设计方法研究[J].中国水运（下半月），2015，09：10-11.