探讨船舶管系生产设计经验
时间：2020-12-18 16:01:43 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
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，为此需要对海洋工程船典型管路系统的设计方法及注意的问题进行探讨。
关键词：海洋工程船；管系设计
一、 海工船管系特点
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。
从设计的角度来说，船体积小（船长不超过90m，型宽不超过20m），管路系统多且复杂；大量采用不锈钢材质管，管子的安装和焊接难度大；液压系统管子制作要求高，安装调试难度大；部分系统管路采用精密无缝钢管；上建灰黑水系统管路采用PVC或薄壁不锈钢管（BLUCHER）管子替代碳钢管；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。
二、 管系设计物料数据分析
1.船舶管系设计物料数据。船舶管系设计物料主要分为三大类：管件、附件和阀件。我们在船舶管系设计的过程中主要统计它们的材料、数量、标准号等相关的设计物料信息。
船舶管系设计的主体是管件，管件具有种类多、数量多等特点，我们在统计物料信息时候要分类统计。阀件在船舶中是用来控制管系中的液体流量的，种类繁多，具有相当重要的地位。船舶管系附件大多数是紧固作用，用来紧固管件和阀件的标准件，数量庞大。主要有空调通风附件、空调通风附件、生活供水，通舱管件及其它附件等。
在船舶管系的设计阶段，对于管件、阀件和附件，我们需要统计它们的件号、系统件号、标准号或图号、名称、通径、材料名、重量、备注、数量物料信息，这些零件又会生成单个系统，如主辅机系统、冷却系统、机舱蒸汽系统等等。这三类物料拥有各自不同的用途，需要我们分类统计和处理以及排序，如果是人工操作，非常浪费时间，降低生产效率，延长整个设计周期。
2.船舶管系设计物料数据管理。管系数据管理包含了管件数据管理及阀件数据管理，管件数据管理包含管件的装配的类型、名称、材料、规格、弯管情况等信息。管件下又包含了管材和附件信息。管系数据管理将从TRIBON中基本的小票、管支架及阀件信息，并可以根据舾装零件信息管理模块中保存的数据，方便管装所有的托盘（内场或外场）的生成。
三、海工船管系生产设计要领
1.泥浆系统设计要领。泥浆系统是一种新型货物输送系统。用于平台船向钻井平台以及采油平台提供泥浆，或者将平台上不用的泥浆回收送到岸上处理。系统由泥浆舱和泥浆泵及相应管路组成。（1）泥浆货物管系均采用对接焊，不允许采用法兰连接，除连接阀件、附件外货物管路上允许的少量的使用船级社形式认可的适合泥浆货物管系的接头。（2）泥浆舱的出口阀应直接安装在泥浆舱舱壁上。如果不可行，可设置一段加厚的短管（壁厚按舷侧管标准），且短管长度不能超过1.5倍管子外径。（3）由于管路通常为II级管，采用对接焊连接管路需拍片报验，为减少焊接及拍片的工作量，管路尽量放长。（4）泥浆管（II级）穿舱必须采用保护套管形式。（5）对于泥浆系统II级管接阀的法兰选用对焊GB2504铸钢法兰或GB10746对接焊法兰。法兰要求带船检证书。
2.干货系统设计要领。干货系统是海洋工程船最重要的物料运载系统之一，主要為海上平台供应钻井所需要的粉状物料，又称作散料输送系统。系统由干货罐、空压机、空气干燥器等组成。（1）干货系统注入、排出管路的弯曲半径至少为5D，透气管路的弯曲半径至少为3D。（2）安全阀释放管应伸到露天安全区域并远离通风口。（3）干货管路应避免通过机器处所（机舱区域）。（4）接至清洁灰罐的喷射泵进口管直段需满足1m，出口需0.5m。
3.对外消防系统设计要领。该系统是用来对其它船舶或平台及设施进行灭火的系统。一般组成设备有：对外消防泵、泡沫比例混合器、水/泡沫组合消防炮、水炮及甲板消防站组成。（1）消防炮进口异径接头到消防炮进口距离不超过一米。（2）进泡沫喷射泵之前应有至少半米的直管段，出泡沫喷射泵之后应有至少一米的直管段。（3）对外消防泵出口设置的消防阀布置时尽可能离泵的出口近。且在该阀之后管径需立即变大，以减少管内流阻。（4）该系统垫片选用不锈钢金属缠绕石墨垫片。
4.货物燃油系统设计要领。由货物燃油泵、油舱和相应管路组成。系统可实现燃油的注入排出，所有货油舱之间的调驳，以帮助调整船舶浮态。（1）燃油管不能通过或者终止于居住区域。（2）燃油管系应远离发动机排气管或其他易着火源。（3）二级材质的管路上的附件需要带船级社的型式认可证书。管子穿舱件选用保护套管形式。
四、 海工船管系生产设计改进内容
1.优化区分建造阶段。原区分不够详尽，施工指导深度不够，为此重新梳理优化区分阶段，更加符合船厂实际。
P：船装/机装管系；F：船装铁舾；M：机装铁舾；E：电装；A：居装分段号XXXP：左舷；XXXS：右舷；XXXC：跨中位置T：甲板上部；U：甲板底部；F：舱壁前；A：舱壁后；D：其它階段A：预埋；B：翻身前；C：翻身后；D：其它；U：单元。2. 扩大舾装件船体化。原有船舶舾装件通常在船体分段完成后由舾装工种人员安装焊接工作，增加了工序、施工难度及二次污染。根据现代造船模式，提前安装工序，可在船体分段装配阶段就由船体工种完成焊接安装，大大提高施工工艺性和缩短建造周期，如将以下舾装件船体化：主机吊梁、机舱甲板护圈、人孔盖底座、各种标记、电缆护圈、大型设备底座、各种吊耳。
3.持续工艺改善，提高施工条件，降低成本。（1）机舱斜梯格栅踏步制作困难，变换为花钢板，降低制作难度和制作单价。（2）船体倾斜部位双层底的加热盘管布置的松散，降低了加热效率，沿着外板倾斜布置，可提高加热效率。（3）原舾装件在安装焊接区域涂装或镀锌，造成焊接性不佳，而且现场焊接时会产生有毒气体。改善后取消舾装件的安装焊接区域的涂装或镀锌，不仅焊接性改进，而且也不会产生焊接气体，大大改善了现场工作环境。（4）设计羊角滚轮时，根据基本设计图上标记的尺寸进行余量制作后，现场调整施工，大大增加了施工时间。进行培训易于理解的无余量设计方法，羊角滚轮采用无余量设计，减少现场切割及调整时间。（5）考虑到导缆器基座形象，系泊绳直接碰到外板，不仅造成绳子的磨损，也会对船体造成破坏。基座的顶板延长到船体末端，防止系泊绳直接碰到船体，减少绳子的磨损，保护船体。（6）作为连接每个甲板左右舷主管的舱室排污支管，由于甲板高度较高，应该要给倾斜，但是此次船型舱室甲板高度较矮，若给倾斜，排出效果不佳。改成从甲板上直接下泄放管系，可以减少管子数量，便于安装，以及减少倾斜的管子和其它管子干涉的现象，使设计简单化。
五、结语
海洋工程船体积小，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。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，才能最终制造出令船东满意的产品。
参考文献：
[1] 肖文伟.海洋工程FPSO改造生产设计关键环节研究及应用[D].华南理工大学，2013.
[2] 赖国栋.海洋工程船散料输送系统轮机生产设计[J].广东造船，2011，30（02）：64-68.
