船舶管系布置和安装工艺探析

周 戎

（招商局金陵船舶（南京）有限公司，江苏 南京 225500）

0 引言

对船舶管系布置进行科学合理的规划设计，既要保证功能性、安全性和稳定性，也要尽可能地做到美观便捷，同时应加强对管系安装工艺技术的优化改善，结合系统安装法、分段和总段预装法以及单元安装法等，高质量、高效地完成船舶管系安装，确保管系之间、管系与船舶整体以及管系与人员的协调性和合理性。所以，对船舶管系布置和安装工艺进行探析有重要的现实意义。

1 船舶管系路附件布置原则

船舶管路是指为满足船舶使用需求，在船舶上用以连接各类机械设备的管道系统，主要由管子与附件共同组成。船舶管道分为动力管路和船舶系统管路[1]。

船舶管路的规划设计和建造安装都要符合行业标准。为保证管路整体的协调性和功能性，管系及管附件的布置应遵循以下原则：

1）管系附件如阀门、旋塞以及滤器等，应安装于方便操作的位置，如将向上操作的手轮设置在距离地面1.8～1.85 m的位置，将需要弯蹲进行操作的手轮设置在距离地面0.4～0.45 m的位置。

2）当阀门之间需要并列布置安装时，应保证手轮的间隔距离在30 mm以上，为操作手轮预留充分的空间，如图1所示。

图1 管系附件阀门布置示意图

3）在船舶航行途中，船上人员的用水需求也极为重要，比如需要接冷热水的洗脸盆、小便器、淋浴头以及洗澡盆等，应遵循左热右冷的原则布置冷热水管，如图2所示，一些要求较高的船舶，如客滚船，还需区分哪些设备需要接饮用水,注意设备的用水需求。

图2 船舶冷热水管布置示意图

4）布置安装在船舶箱柜进出口的管系附件，应按照规定要求集中统一安装，同时按照箱柜序号顺序依次排列。

5）船舶应急舱底部的污水吸入阀门与主海底阀门的手轮应布置安装在距离花钢板460 mm以上的位置。

6）船舶舱底污水管路的阀门、旋塞以及滤器等，应按照要求布置安装在花钢板上，若只能将管系附件布置安装在花钢板下，则应在布置安装的同时考虑后期维护清洁的可行性。

7）将管系附件布置安装在花钢板以下后，应将相对应的操作手轮与花钢板保持平行关系，同时在管系附件对应位置的花钢板上设置孔洞并加用活动盖板作为保护。

8）需要对部分管路进行补偿膨胀，以确保管路的安全性和功能性，主要包括蒸汽系统管路、加热的燃油管路、双层底舱内的压载管路或是其他管路、燃油舱的专用燃油管路和货油管路、两隔舱之间的直连管路以及主机、发电机和备用发电机的废气排气管路。另外，需要在系统保护区中间位置布置膨胀接头，且保护区长度应在30 m以内的范围，并在膨胀接头两端分别安装一支管路支架[2]。

2 管子通过船体结构的安装要求

为了确保管子安装的有效性和可靠性，同时避免违规安装对船体造成破坏[3]。对管子通过船体结构有以下安装要求：

1）应选用通舱管件或是法兰焊接座板，使管子通过船舱围壁、水密甲板及隔层以及双层底舱等船体结构，对通舱管件的选用应按照《船舶管子加工技术条件（CB/T3790-1997）》标准执行，应选用短管座板的形式使管子通过双层底舱及箱柜，如图3所示（K≥T，单位：mm）。

图3 短管座板

针对不同需求，可选用单面座板（见图4）或是双面座板（见图5），并按照《船用法兰焊接座板(GB/T11693-2008)》标准要求操作。座板在上船前应预先进行加工，确定螺孔位置，并且在进行座板焊接时应对预留螺孔予以保护，防止焊接过程中对螺孔造成损伤。

图4 单面座板

图5 双面座板

2）若船舶舱壁或是平台无水密要求，管子的安装可按照表1安装。

表1 管子通过船体结构的安装要求

3）船舶甲板的舷边加强板应与管子的通舱管件补偿板及漏水斗开孔边之间的间距S要大于30 mm以上，如图6所示。

图6 加强板与补偿板及漏水斗开孔边的间距

4）管子在通过强横梁腹板、纵桁腹板等构件时需要开孔，开孔应按照以下要求规范进行：开孔的高度应在腹板高度的25%以下，宽度应在骨材间距的60%左右，或是按照强横梁腹板的高度操作，选择骨材与强横梁腹板之间数值较大的1个予以操作；横梁或纵桁穿过的切口边缘高度可作为开孔端口高度；腹板高度的40%为开孔边缘至纵桁或横梁面板的最大距离；开孔边缘应尽量形成光滑的圆角，且同一或相邻的纵骨间距之内开孔的密集程度不宜太高；在距离强横梁肘板趾部端200 mm以内在强横梁腹板不可进行开孔操作；若需要在开孔处进行强化加固时，应选用扁钢补偿钢板，且钢板厚度应大于腹板厚度，同时采用双面连续焊接的方式，促使扁钢补偿钢板与开孔表面紧密贴合；另外，船舶货舱的围板不可进行开孔操作。

3 船舶管系安装工艺技术

3.1 系统安装法

系统安装法是一种常用的安装方法，适用于船体完成整体合拢成型后进行管子安装。系统安装法需要依据船舶管路构造图或是管子零件图进行对照并逐一完成安装，同时应以系统为整体单元对管子安装情况进行检查，确保管子安装的完整性和有效性。系统安装法只能在船上进行管子安装，因此会发生与其他工种施工人员争先安装的情况，为有效避免此类情况发生，耽误管子安装进度和质量，应与各工种进行沟通协调，合理安排管子安装的时间、顺序，并且做好管子及相关构件的运输管理等工作，以此确保管子安装工作能够有序开展，为管子的有效安装以及安装质量和效果奠定基础。目前此方法仅适用于小型船舶。

3.2 分段和总段预装法

分段和总段预装法又被称为分段预舾装和总段预舾装，在进行管子安装的同时，还需将各附件、仪器仪表以及其他铁舾装件予以有效安装。其工作主要内容有：1）双层底舱分段的管系预装。双层底舱内的管子，如舱底管路、压载管路、燃油管路、蒸汽加热管理等，都需要在船体分段装配阶段将管子预先放置并按照要求完成安装，或是将管子固定在符合标准的临时位置，待完成船体整体合拢后继续完成安装作业。2）船舶甲板平台及机舱范围内的分段和总段管系预装。该分段属于翻身建造，因此应在甲板反面提前预装管子、通风管道以及配电线路，既能保证预装安装的有效性和可靠性，同时也降低了后期安装的难度，实现了由原先的仰视安装转换为一般安装，有效地提升了安装工作的效率和质量。3）船舱壁分段和船舶舷侧分段的管系预装。船舱壁分段和船舶舷侧分段的管系预装包括管子和相关附件的预装。由于该分段应用的是卧造的建造方式，使以往需要进行侧装的管子及相关附件，实现了俯装即可完成有效安装的转变，这一转变使得管子预装工作强度大大降低，有助于管子预装工作效率的进一步提高。4）船舶上层建筑的管系预装。船舶上层建筑分段的建造方式一般采用翻身建造的方法，该方法可有效提高各类船舶构件安装的稳固性，同时也对管系预装比较有利，供水管路、配电管路以及通风管路可在翻身建造阶段完成有效预装。因上层建筑属于船舶的核心功能区域，涉及安装的内容较多，因此，在进行该分段管系预装时，应结合船舶建造方式与各工种加强沟通联系，强化对各类设施设备有效安装的检查管理，确保所有舾装件能够按时有效的完成安装。

3.3 单元安装法

单元安装法也被称为内场安装法，是与船舶建造实行平行作业的一种管系安装方法。单元安装法将船体划分为若干个区域，在船体制造车间完成管路及相应设备的组装安装，使若干个区域转换成若干个单元构件，然后在船体分段或是整船上进行吊装安装，将若干个单元构件进行组合使其逐渐构成一个完整的系统。单元的划分应依据船舶建造的整体规划设计图，划分时应保证单元之间的关联，避免个别单元后期无法进行组合。单元可以由几个单一的舾装件或是管子及附件组成，也可以由大量舾装件和一些单元共同组成较为复杂的单元构件。单元安装不仅是对船体机舱内部的管子、附件以及机械设备等进行组合安装，也可对全船整体的各个部分按照单元安装法进行装配。

单元安装法与其他安装法相比具有较为明显的优势。首先，单元安装法实现了与船体建造的平行作业，与传统安装方法相比，可大大缩短船舶建造的整体周期，使船舶建造的工作效率得以大幅提升；其次，单元安装法在船体建造车间内完成了大部分作业内容，将以往需要在船体上实施的立体作业提前完成，工作效率和工作环境都得到了有效改善，同时避免了多次的重复劳动，也使得作业人员的工作强度被进一步降低，以此实现了船体建造工作质量和进度的有效落实；再次，将安装工作逐步标准化、简易化，使得船体建造设计图与管路构造图变得通俗易懂，有效减少了船体建造设计人员的工作量，同时能够快速组织实施专业化、标准化的生产安装，使得船体设计周期和建造周期都能够实现科学合理的管控；最后，单元安装法能够使各个构件之间形成有机的关联，便于动态调整船体建造结构，使得船体建造工作效率和经济效益逐步实现协同发展，有助于船厂实现既定的发展战略和经营目标，以此促进船厂经济效益的稳步提升。

5 结语

船舶管系的布置和安装是船体建造过程中的重要工作内容。因此，应合理规划布置管子、附件以及机械设备的位置，对需要开孔穿舱的工作流程应严格按照相关标准有效落实。从船舶管系安装工艺技术来说，系统安装法、分段和总段预装法以及单元安装法，都有其各自适合的范围，船厂在选用管系安装工艺技术时应结合船体建造规模、建造周期、管系安装要求等，充分论证不同安装工艺技术的可行性与优缺点，经过综合考量后选用最为适合的安装工艺技术，以此确保管系安装的有效性和可靠性。