散货船管系设计与布置

散货船管系设计与布置

叶志勇

珠海太阳鸟游艇制造有限公司 广东 珠海 519055

摘要：船舶为国际间的货物运输工具之一，凭借运输成本低、运输量大、环境友好等其他运输方式不可替代的优点，在经济和贸易全球化进程中担负着重要作用。作为船舶动力装置之一，船舶建造中，工程量最大的是船体建造，其次是船舶管系的制造和安装。对新造船管系设计与布置方法展开分析，对确保按时、按质量、按量完成管子制造与安装尤为重要。也为船舶按照壳、舾、涂一体化建造创造条件，对提高劳动生产效率。缩短建造周期，增强造船厂生产综合能力，有着十分重要的意义。

关键词：管系生产设计；管系布置；单元划分；管系设绘

中图分类号：U662.2 文献标识码：A

引言：管系设计是船舶的重要组成部分之一，是机装设计和船装设计主要内容。管系设计是在详细设计基础，根据建造和规格书、详细设计相关图样、管路附件标准和样本图、有关的设备资料以及相关公约、规范、工艺文件等，绘制管路图和综合布置图。绘制管子零件图、管子支架图、管子腹板图、托盘管理表、管材汇总表、附件汇总表和密性试验清册，为管子加工与安装、物资采购和生产提供主要依据。

1 船舶管系生产设计基本要求

船舶管系按功能有船舶系统和动力系统，按系统分多达几十种。各系统为达到使用功能，在船上分别敷设管路，把相关机械装置连接起来。各系统所敷设管路错综复杂，既要满足系统功能要求，又要考虑实用性、经济性、安全性和可靠性。在管系设计中，管路系统的管路布置、设备布置、管子通过船体结构要求，船舷通海阀和排出口要求，须按要求设计。

2 管系综合布置

2.1 管系综合布置的区域划分

管系设计核心是船舶管系综合布置。船舶管系布置，应视船舶类型、吨位大小、机舱布置情况，结合工厂实际工艺及船舶建造方针，分层次、区域和空间布置。不论哪种船舶，确定建造方针后，就可按照建造工艺要求，对船进行总体区域划分和分解，切实做好管系综合布置工作。

2.2 管系单元划分

为提高舾装安装质量，管系布置应选用功能性模块和功能单元。管系布置，不管采用何种区域，管系单元划分须符合下列要求：

管系单元划分，应考虑工厂安装场地起重、运输能力和进舱方法，确保管系单元吊装。上层建筑区域管系单元划分，应便于分段预舾装，实施总段安装及船上区域安装。货舱区域管系单元的划分应根据甲板、分段合拢状况，确定单元长度和数量。机舱底部区域管系单元划分，按照盆舾装或分段综合单元进行，管端高度应距花纹钢板250~400mm.机舱上部区域管系单元的划分，应当考虑分段接缝位置、管端高度应距离甲板或平台高度250~400mm.机舱底部按区域划分，一般分为三个单元：主机前段综合单元；主机左侧综合单元；主机右侧综合单元。油船化学品船的货舱甲板也可按照实际情况划分为若干个管系单元。发电机组平台划分一个区域性的单元。

3 管系综合布置图

3.1 管系综合布置图设计原则

管系综合布置图在船体图，将机电等设设备、管路、主干电缆、通风装置、卫生器具、花纹钢板等通过综合平衡，分区域按比例布置一张图纸上，标注个系统位置尺寸、系统代号、通径。

图面应决定舾装件的位置、形状和尺寸，管子零件形状也基本上由此图决定，进而一步需要确定法兰的位置。综合布置图应遵循下列设计原则：

管系布置的顺序是先大口径管、后小口径管，管子的排列应尽可能的平直，成组成串并列、整齐和美观，避免不必要的迂回和斜交。

主管系位置应便于安装，各种管路应尽量沿着船体结构或在箱柜附件布置。左舷和右舷管路以及各层次的管路，应当等量分布。为使管路内流体的压力降低到最小，也为使材料成本降到最低，各类管路应当最短距离进行布置。对于所有管子通径大于或等于15mm的管子，采用图解方法进行初步安排。

3.2 机舱管系的布置设绘

按照选取设定的比例，根据船体结构图绘制综合布置图所需的各层面图。

按相同比例，并遵照机械设备的标定尺寸，在此图上画出全部机舱设别的外形图，其中特别画出机械设别的管路进出口位置，按照所选取得基准，标出管路进出口的坐标值，并把这些定位尺寸和坐标值记录在专用的表格上。对机舱各个管系进行通盘考虑后，根据管系原理图，以系统或区域为单元进行放样，绘制出放样图，管系放样可以用不同颜色代表不同的系统，放样总图作为存档底图，不具备安装工作图使用。

3.3 甲板管系综合布置的设绘

按选定的比例，画出甲板的船体性线图和基本结构图。对甲板中的各个管系、风管和电缆进行通盘考虑后，根据系统原理图，以区域为单位进行布置，画出管系布置总图。然后，再按系统或局部进行详细绘图。此系统或局部区域的布置图画出此系统或区域的有关器皿和附件等。

3.4 管系安装图的设绘

管系安装图的设绘是在综合布置图的基础上进行的，可以根据管子加工和安装阶段，分别绘制单元组装、分段预装、总段预装的安装图；也可按区域设绘安装图；该安装图用于区域内各阶段安装工作。管系安装图内容：区域中船体分段位置和系统通过全船各个区域船体位置;域所需安装的管子零件号或系统所需管子零件号;本区域所需的吊架零件号，整个系统管子连接的管子吊架的定位，整个系统的箱柜、阀件名称。

3.5 管子零件图的设绘

3.5.1管端划分的原则

对管系综合布置图的进一步深化，就是管子连接件的定位，即管段划分，以决定每根管子的形状和尺寸。管段的划分是一项复杂的设计工作，需要考虑到加工和安装工艺要求。管子长，法兰接头少，可减少加工和安装人工费用，过长，会给搬运、安装操作带来困难，有时使费用增加。因此管子长度不能简单规定一个固定标准，应根据船舶种类，同类船型的不同安装位置和安装阶段而异，一般按照下列原则决定：

在安装、运输条件许可的情况下，管端应尽量按照原料的长度，若超过上述许可范围，按照原材料的长度分成几段适当的长度，以提高料利用率。

管段的划分，虽然是错综复杂，但从上述原则看，大部分管子零件都可以实现标准化。为有利于管件族的建立和在生产线上生产，应尽量使直管增多；而对于必须弯曲的管子，尽量使其弯角、完成整数，如弯角为10°、20°、45°、60°、90°等，转角为90°、120°等，应尽量使弯曲的管子满足先焊后弯曲的工艺要求。

管子零件图绘制

管子零件图由管系安装图提供的管子连接件、位置和尺寸绘制。目前的管子零件图有手工绘制和计算机打印两种，为提高设计效率，应大力推广计算机辅助生产设计。

4 结束语

管系设计作为船舶设计重要组成部分之一，对管路走向图和综合布置，绘制管子零件图、管子支架图、管子腹板图等，为管子加工与安装以及物资采购和生产计划安排提供主要技术依据。合理的管系设计及布置对船舶保证船舶主机和副机正常运转的重要环节，合理设计可有效减少船舶的故障发生率，提高船舶的经济效益。对新造船管系设计与布置方法展开分析，也为船舶按照壳、舾、涂以替换建造创造条件，对提高劳动生产效率。缩短建造周期，增强造船厂生产综合能力，有着十分重要的意义。

参考文献

[1]付锦云,王滢.船舶管系生产设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2019.

[2]中国船舶工业集团有限公司,中国船舶重工集团有限公司.中国造船工程学会.船舶设计实用手册（轮机分册）[M].北京:国防工业出版社,2013.

[3]朱卫华,沈冲,席海涛.海洋工程管系生产设计经验[J].船舶物资与市场,2021,29(1).