船舶管系安裝與膨脹補(bǔ)償及防腐蝕技術(shù)

1、船舶管系安裝與膨脹補(bǔ)償及防腐蝕技術(shù) 1船舶管系膨脹補(bǔ)償安裝法 在船舶動(dòng)力裝置中，管路類別很多，常用的有無縫鋼管、焊接鋼管、銅及銅合金管、鋁合金管及塑料管等。應(yīng)用也非常廣泛，如鍋爐鋼管、日用水管、衛(wèi)生水管、消防水管、艙底水管、排氣管、潤(rùn)滑油管等等。管系安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到船舶人員的安全、方便以及船舶的使用性能，而管系安裝組織模式的優(yōu)劣，直接影響著船舶的建造進(jìn)程和造船單位的經(jīng)濟(jì)效益。因此，關(guān)注船舶管路的安裝組織方法和安裝質(zhì)量，顯得非常重要。1.1管路的安裝組織實(shí)施方法船舶建造中管路的安裝方法有單管安裝、分段預(yù)裝和單元組裝。單管安裝就是在船舶下水后，根據(jù)圖紙要求，先裝妥機(jī)器、機(jī)械設(shè)備和閥箱，再將

2、管路以安裝的位置和先后次序吊運(yùn)上船，按照管路在船體內(nèi)的空間位置，先擺好總管，然后再擺分支管。在安裝時(shí)，要先用臨時(shí)螺栓安放全部管路，檢驗(yàn)是否與圖紙所提供的路線一致，并進(jìn)行必要的校正工作，然后裝配合攏。這種安裝方法只能在船上進(jìn)行，安裝效率低。分段預(yù)裝根據(jù)分段預(yù)裝圖，先在平臺(tái)上將船體分段內(nèi)的有關(guān)管路及設(shè)備布置安裝好，然后分段吊至船臺(tái)合攏，將各分段的管路用嵌補(bǔ)管連接起來即可。分段預(yù)裝不僅使管路安裝和船體建造平行進(jìn)行，節(jié)省了安裝時(shí)間，而且把船艙內(nèi)管路在腳手架上的高空仰裝變成平臺(tái)胎架上的落地安裝，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。其主要適用于舷側(cè)及甲板管路的安裝。單元組裝按單元組裝圖將有關(guān)機(jī)械設(shè)備、附件、管路等不分系統(tǒng)地按

3、單元在內(nèi)場(chǎng)安裝。然后用起重設(shè)備把單元整體地吊入船上安裝位置，將構(gòu)架與船體固定。在船上只須進(jìn)行各單元的定位和合攏工作。以上3種安裝方法要依據(jù)各船廠的具體情況及船舶的建造要求靈活運(yùn)用。1.2管系的安裝技術(shù)要求管系的安裝包括管路、機(jī)械設(shè)備和附件的安裝。其安裝技術(shù)通則如下。1在管系安裝前，所有管路要經(jīng)過校對(duì)、液壓試驗(yàn)、清洗及表面處理后方可使用。2按照船舶管路系統(tǒng)布置圖及管路管件圖上船進(jìn)行安裝，不得任意變動(dòng)走向，以免影響全局。3管路（包括其上的連接件及絕緣層）與管路間，管路與設(shè)備或船體間的距離不小于10mm；管路絕緣層與船體之間的距離不小于50mm；蒸汽管路與電纜以及高壓空氣管之間的距離不小于100mm

4、，當(dāng)包絕緣隔熱層時(shí)，允許不小于50mm。4穿越居住艙室或走廓的暗管，必須在覆蓋天花板等前檢查管路的安裝質(zhì)量，確保不泄露，以免返工。5疏排水系統(tǒng)要成一定傾斜度安裝，并在適當(dāng)處設(shè)置能進(jìn)行人工疏通的可拆卸裝置，以保證污水、污物、積水等順利流通。6裝在船艇外水線下的管路接頭應(yīng)有保險(xiǎn)裝置，防止松動(dòng)及管路的振斷、振裂。7安裝閥門時(shí)要考慮手輪使用方便，盡量不使手輪向下，以免污物損壞閥桿螺紋。8管路彎曲過多，或路線很長(zhǎng)，特別是處于豎直位置的手動(dòng)水泵管路，必須裝止回閥，以保證管內(nèi)流體及時(shí)供應(yīng)。9法蘭連接安裝時(shí)，兩法蘭密封平面平行度偏差如圖1所示，不應(yīng)大于表1所列的允許值；對(duì)接管路的不同軸度一般不大于12mm。1

5、0所有通過船體水密艙壁或油水艙結(jié)構(gòu)處的通艙管件，應(yīng)保持水密性，且其管路及附件應(yīng)在密封前安裝完畢。不得在船體橫梁、邊桁等構(gòu)架上任意開孔，如有管路穿越必須穿孔時(shí)，孔的大小以可通過管路即可，并根據(jù)需要焊加強(qiáng)板。管路穿越有密封要求的艙壁結(jié)構(gòu)時(shí)，均應(yīng)采用貫通件或復(fù)板。11所有的管路接頭，管路與墊板、機(jī)械設(shè)備、隔艙管接頭等法蘭連接處，均應(yīng)墊上均勻的壓緊襯墊。襯墊的邊緣不應(yīng)小于管路或附件的流通截面。12如果管路輸送的工質(zhì)溫度高于60C，以及低于或高于周圍溫度的管路，都必須包扎絕緣材料。1.3管路的膨脹及其補(bǔ)償管路膨脹的原因管路膨脹的原因主要有熱變形和機(jī)械變形。管路的熱變形和熱應(yīng)力船舶管路都是在室溫下安裝的，

6、但有些管路如蒸汽管路、柴油機(jī)排氣管路等都是在高溫下工作，必然引起管路的膨脹。由于管路的直徑不大，因此管路受熱時(shí)直徑的變化不大，但長(zhǎng)度的變化則是值得注意的。圖2是兩端固定的管路受熱延伸圖。所產(chǎn)生的熱應(yīng)力不得超過管路材料的許用抗拉或抗壓應(yīng)力。由于熱應(yīng)力僅與管路材料、管路長(zhǎng)度的相對(duì)變化量或溫度變化量有關(guān)，因此即使是極短的管路，都應(yīng)考慮熱應(yīng)力的影響。管路的機(jī)械應(yīng)力及其變形船體總彎曲應(yīng)力和管路連接在機(jī)件上振動(dòng)所產(chǎn)生的應(yīng)力都會(huì)引起管路長(zhǎng)度的改變。這種變形是次要的，由于影響因素太多，尚不能進(jìn)行計(jì)算。為了降低這種應(yīng)力的影響，有的在管路中裝有補(bǔ)償裝置，以使管路有膨脹的余地。管路的補(bǔ)償常用的管路補(bǔ)償方法有自動(dòng)補(bǔ)償

7、法和補(bǔ)償器補(bǔ)償法兩種。自動(dòng)補(bǔ)償法就是利用管路本身某一管段的彈性變形，來吸收另一管段冷熱變形的方法。其中，短管段必須有較大的彎曲變形來吸收長(zhǎng)管段的熱伸長(zhǎng)量，所以彎曲應(yīng)力最大值出現(xiàn)在短管段的固定端。若最大彎曲應(yīng)力!許用應(yīng)力，則管路可自動(dòng)補(bǔ)償，不會(huì)損壞。除了兩管段成直角的形式外，其他各種自動(dòng)補(bǔ)償法見圖4所示。補(bǔ)償器補(bǔ)償法當(dāng)管路上的變形不能自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，船舶上一般可用以下兩種補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償。波紋形膨脹接頭圖5所示為鋼制波紋型管接頭，一般用于壓力在590kpa以下的管路，如主機(jī)排氣管路上。圖6為膠制波紋型膨脹接頭，通常使用在溫度不高的冷卻器進(jìn)出口上。3.2.2.2補(bǔ)償管在管路中有時(shí)用一段管路或管路本身所做

8、成的彎頭作補(bǔ)償管，如圖7所示，通常用于高壓蒸汽管路上，但要占有相當(dāng)?shù)奈恢谩?.4管路安裝質(zhì)量的檢驗(yàn)為了保證安裝質(zhì)量，所有的管路在安裝完畢后，均應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。1檢查總的安裝是否符合圖紙要求。主要檢查管路的完整性及布置的合理性，包括各個(gè)部件及附件的相對(duì)位置是否正確，操作是否方便，儀表是否易于觀察。2檢查可能積水部位是否有泄水位置，疏水管路是否保持一定的傾斜度，蒸汽管路上是否有膨脹接頭。3檢查吊架的位置與數(shù)目是否符合圖紙要求，并用手錘敲擊檢查其焊縫的牢固性。4檢查管路之間、管路與船殼板、管路與艙壁的距離是否合適。5檢查法蘭端面的平行度和同軸度是否符合要求，管路表面有無油漆及絕緣包扎。6對(duì)整個(gè)管路進(jìn)

9、行緊密性試驗(yàn)，檢查管路連接處的緊密性。7進(jìn)行管路系統(tǒng)的運(yùn)行試驗(yàn)，主要是檢查管路系統(tǒng)的可靠性，檢查管路系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力、溫度是否符合技術(shù)要求。2船舶管系防腐蝕技術(shù)近年來，海洋工程中金屬使用量越來越大，在艦船中金屬使用量的80是鋼鐵，而海洋環(huán)境中鋼鐵的腐蝕速度約十倍于大氣中的腐蝕速度，因此，鋼質(zhì)海船的防腐對(duì)艦船行業(yè)具有重要的意義特別是艦船海水管系，異種金屬接觸腐蝕情況卜分突出，當(dāng)不同的金屬浸在海水中連在一1起時(shí)，由于海水就是電解質(zhì)，所以電極電位相對(duì)較負(fù)的金屬成為陽極受到腐蝕，這種腐蝕既有化學(xué)反應(yīng)又有電流產(chǎn)生，稱為電化學(xué)腐蝕海水管系主要是受到這種電化學(xué)腐蝕而遭到破壞，因此，為了滿足艦船海水管系異種金

10、屬接觸腐蝕的防護(hù)和設(shè)計(jì)施：I：需要，必須采取有效的防腐蝕措施。2.1電絕緣技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用適用范圍電絕緣技術(shù)在具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中主要采用絕緣法蘭絕緣法蘭是對(duì)具有電絕緣性能的海水管系法蘭接頭的統(tǒng)稱，它包括一對(duì)鋼質(zhì)法蘭(或一對(duì)銅質(zhì)法蘭，或一只銅質(zhì)法蘭與。一只鋼質(zhì)法蘭捆配)、法蘭間的絕緣密封墊片、緊固件和緊閻件絕緣零件絕緣法蘭適用于設(shè)計(jì)溫度不大于100。C的海水管系的異種金屬相接觸的電絕緣，原則i：也適用F淡水、燃油、滑油及其它介質(zhì)管道海水管系中不同金屬管路、附件(閥門、泉、粗水濾器、冷卻器、設(shè)備等)之間應(yīng)進(jìn)行電絕緣隔離在電絕緣部件之間的管段上，由同類材料制成的管路連接處不必進(jìn)行I乜絕緣隔離；水泵與管

11、路之間如采用橡膠撓性接頭連接時(shí)亦不必采取電絕緣處彈。絕緣法蘭的結(jié)構(gòu)本文中涉及到的絕緣法蘭結(jié)構(gòu)主要指比壓密封型絕緣法蘭(指依靠預(yù)緊軟質(zhì)的、具有一定同彈性能的絕緣密封墊片到規(guī)定的密封比壓，來實(shí)現(xiàn)法蘭聯(lián)接處的密封的絕緣法蘭結(jié)構(gòu))，詳見圖8所示緣法蘭的法蘭均采用平焊法蘭或采用帶錐頸的對(duì)焊法蘭，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足海水管系的正常設(shè)計(jì)壓力法蘭與管材的材質(zhì)應(yīng)相I到或相近(B10或B30管的活套法蘭除外)，并具有良好的可焊性焊縫及熱影響區(qū)的電化學(xué)特性應(yīng)“j管材棚同絕緣密封墊片和緊固件絕緣零件的結(jié)構(gòu)絕緣密封墊片絕緣密封墊片在電絕緣法蘭處必須使用特殊的外敷聚四氟乙烯芳綸橡膠合成纖維墊片，不得使用普通墊片、金屬纏繞型

12、密封墊片或金屬型等導(dǎo)電類墊片，以免破壞電絕緣在設(shè)計(jì)中密封墊片必須滿足管系公稱壓力，且不低于500kQ的電絕緣性能指標(biāo)絕緣密封墊片結(jié)構(gòu)如圖9所示A為墊片外徑(同法蘭外徑)；B為墊片內(nèi)徑(比法蘭內(nèi)徑小13mm)；C為墊片螺栓孔中心圓直徑(同法蘭螺栓孔中心圓直徑)；d為墊片螺檢孔孔徑(同法蘭螺栓孔孔徑)；n為螺栓孔孔數(shù)；t。為墊片厚度緊固件絕緣零件緊固件絕緣零件包括螺栓絕緣襯套(見圖10所示)和螺栓絕緣墊圈(見圖11所示)(a)長(zhǎng)螺栓絕緣襯墊 (b)直通式螺栓絕緣襯墊(c)半分式螺栓絕緣襯墊圖10和圖11中，d2為螺栓絕緣墊圈的內(nèi)徑；d3為螺栓絕緣墊圈的外徑；d。為螺栓絕緣襯套的內(nèi)徑；L1為螺栓絕緣

13、襯套的長(zhǎng)度；L1=2t+t13(對(duì)圖a、圖b電絕緣襯套)；L1=t+05t11(對(duì)圖c電絕緣襯套)；S為螺栓絕緣墊圈的厚度；T為法蘭厚度(對(duì)電絕緣法蘭，包括法蘭密封面凸出部分高度)；t，為密封墊片的厚度；6為螺栓絕緣襯套的厚度具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下各點(diǎn)：(1)螺栓絕緣襯套和螺栓絕緣墊圈在絕緣工作表面問的電阻值均應(yīng)不小于500kQ；(2)螺栓絕緣墊圈材料的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于60MPa：(3)螺栓絕緣襯套的內(nèi)徑與螺栓外徑問的問隙應(yīng)力圖最小，1一般可取051mm當(dāng)使用彈性良好的絕緣材料來制作這種襯套時(shí)，也可以做成與螺栓外徑問成過盈配合的結(jié)構(gòu)螺栓絕緣襯套的厚度6一般可取為O71mm；(4)螺栓絕緣墊圈的內(nèi)

14、徑d2應(yīng)與螺栓絕緣襯套的內(nèi)徑相同，但當(dāng)螺栓絕緣襯套的內(nèi)徑螺栓外徑成過盈配合時(shí)，d2仍應(yīng)比螺栓外徑大05lmm；(5)螺栓絕緣墊圈的外徑d，應(yīng)比墊圈(GBT971-1985)中規(guī)定的同規(guī)格墊圈的外徑大23mm：(6)叮用表l中所列的材料或與這些材料性質(zhì)相近的其它材料來制作螺栓絕緣襯套和螺栓絕緣墊圈。緊固件絕緣法蘭的緊固件，包括螺栓、螺母和墊圈為避免兇法蘭尺寸改動(dòng)(插入電絕緣套管)而引起的非標(biāo)法蘭加工問題，作為法蘭緊圍件的螺栓、螺母應(yīng)采用比原配螺栓尺、jJ、一檔的高強(qiáng)度螺栓和螺母，螺母為六角螺母所選螺栓強(qiáng)度應(yīng)不低j二原螺栓強(qiáng)度并應(yīng)滿足海水管系法蘭聯(lián)接的強(qiáng)度要求非標(biāo)準(zhǔn)墊圈厚度一般采用3mm，其余尺寸與相同規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)墊圈相同。2.2絕緣法蘭的安裝注意事項(xiàng)(1)絕緣法蘭焊縫的無損探傷抽查率、質(zhì)量等級(jí)和返修要求均應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定：(2)絕緣法蘭安裝