27500m3LNG双壁管及支架设计、制作和安装

许万坤 徐治利 张宇

摘 要：本文主要介绍了应用于安全区域内低压双燃料柴油机燃气系统中的双壁管设计原则、断管原则、管支架的种类和应用、双壁管的连接方法及注意事项，明确了船厂与双壁管供应商之间的责任分工。有利于船厂顺利开展双壁管的设计工作，有利于供应商顺利开展双壁管的制作、安装及报验工作，从而达到缩短项目建造周期的目的。

关键词：中速双燃料柴油机；燃气系统；双壁管；设计；制作；安装

本厂为丹麦船东EVERGAS气体运输公司建造的27500m3LNG船舶采用双燃料柴油机推进系统，同时兼有突出的节能、环保、有效降低运输成本等特点。双壁管在本船中扮演了用于输送低压天然气的重要角色，也是新型能源与节能、环保等要求的必然产物。双壁管内管用于输送天然气供应柴油机运转，外管用于通风和保证负压。

本项目燃气系统双壁管的技术参数为系统设计压力10bar，系统工作温度0～60℃。双壁管的组成部分为内管、外管、连接管、弹性支撑、固定支撑、检测盖、双壁管法兰。双壁管各组成部分的设计要求为连接管长度L=200，根据断点距离弯头的间距，连接管长度L可以适当调整。弹性支撑应用于垂直或水平管路，减轻震动。固定支撑应用于垂直布置的管路固定方式，承受内管的重量，在安装和检测完固定支架后，需要安装盲板法兰。检测盖需要安装在弯管角度中心的位置，对于水平管路需要每3米安装一个，主要用于用内窥镜检测内管和清洁管路，这个检测孔也可以在焊接和预制过程中用于注射氩气使用。双壁管法兰用于连接柴油机及GVU燃气接口，需要特别注意法兰的长度及焊接剖口。

双壁管的走向是从甲板穿舱件到GVU，再到柴油机。根据柴油机的定位图纸和柴油机的燃气接口位置，结合GVU大概位置，优先对机舱内双壁管布置进行策划，与甲装确认双壁管穿甲板的具体位置、根据初步管路布置确认GVU确切位置、优化GVU与柴油机之间管路走向，确保靠近柴油机软管处的双壁管正确固定。双壁管布置尽量横平竖直，与机舱内其他管路比较，有优先布置权。在双壁管主要路径布置时，需要注意以下事项：双壁管的外管弯管处均采用1.5D长弯头，注意主要干路中异径接头的布置位置，注意柴油机与GVU之间双壁管的长度小于10m，注意与柴油机、GVU相连接的双壁管法兰连接形式及焊接形式，注意内、外壁管材质及级别要求。双壁管主要路径确认后，需要根据双壁管周围情况进行断管，选择合适的断点位置尤为重要。因为每个断点处需要在船上用连接管焊接，并且焊缝需要进行RT100%探伤，所以双壁管周围要留有足夠的焊接及拍片空间500mm以上，要特别注意其他管路布置、风管布置是否影响焊接及拍片空间。

目前国内船厂没有制作双壁管的生产能力，一般采取外包给专业的双壁管供应商，为利于供应商顺利开展双壁管的制作、安装及报验工作，需要明确船厂与双壁管供应商之间的责任分工，双壁管的外管支架由船厂提供，供应商根据安装坐标安装支架。双壁管在供应商厂家预制后在发船厂前要按要求做压力试验。双壁管穿结构的孔由船厂开孔、打磨。穿舱件与结构焊接工作由供应商完成。与柴油机、GVU相连接的法兰、垫片、螺栓由船厂提供，这些法兰、垫片、螺栓由双壁管供应商进行安装。船厂提供船上密性试验用的介质氮气。所有的焊接工具和焊材由供应商提供。供应商相关的焊接工艺评定证书需提交船级社认可，并提供给船厂。管路预制后的表面处理由供应商按要求内管焊缝表面酸洗和钝化，外管焊缝表面酸洗和钝化，不涂油漆。船厂提供供应商材料清单包括双壁管规格长度，弯头规格数量，异径规格数量，最终由供应商根据最终的双壁管小票图更新材料清单，包括弹性支撑、固定支撑数量、检测孔数量、断点数量等信息，以便船厂与供应商核定最终的材料价格。双壁管在车间预制、探伤、试压、检验结束后，由供应商包装达到出口海运标准，双壁管表面涂装不锈钢防锈药剂，表面缠绕三防布，防止安装过程中管路受到损伤，并运用管托架防止管线变形。供应商提供船厂双壁管安装工艺文件。

双壁管的安装工作需要在相关结构工程和相关设备定位报验结束后根据双壁管安装图纸开展。双壁管的安装位置应该便于拆装、检修，保证任何一段管路或元件应尽量能自由拆装而不影响其他管路或元件，不妨碍生产人员的行走、机器设备的运转、维护和检修。双壁管外壁与相邻的其他管件边缘距离应不小20mm，双壁管的断点位置应与同排其他管路法兰错开100mm以上。双壁管安装之前的吊运应该应用软吊带，以减少运输损伤，双壁管应该在无应力状态下安装，对中以后与设备相连接。连接法兰的螺栓应该拧到相应的力矩。双壁管穿过甲板时，要按照工艺标准合理设置穿舱件。双壁管安装时，不得采用强力对口、加热管子、加偏心垫或多层垫等方法消除接口断面的空隙、偏差、错口或不同心等缺陷。不得用铁制工具敲击，不允许不同规格不同材质的零部件混用，比如不锈钢螺栓配碳钢螺母。管路坐标位置、标高的安装极限偏差均为+10mm，水平度公差为2/1000，垂直度公差为5/1000，同一平面上排管的管外壁间距及高低应一致。外壁管支架的间距要求符合船厂工艺标准，并且弯曲部分应在起弯点附近增设支架，双壁管与柴油机软管相连接时，应在连接点附近设置支架。不锈钢管路与支架之间应该垫入聚四氟乙烯材质垫块，避免不锈钢与碳钢直接接触。双壁管不允许直接与支架烧焊，管夹与支架安装结束后禁止在支架上施焊。与柴油机、GVU设备相连接的管路需要做成调整管，现场调整施焊，以便调整实际安装过程中的误差。双壁管安装过程中需要船厂对影响双壁管施工的舾装件安装顺序进行合理调整。

参考文献

[1]高振宇，于彩霞，佟国志.LNG船舶燃气双壁管的制作、焊接、密性试验研究[J].船舶标准化工程师，2014，（6）：39-42.

[2]方锦坤.LNG低温管道支架设计[J].广东化工，2012，39（13）：107-108.