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1、第一章 绪 论第一节 船舶管路系统的含义及其组成在船舶动力装置中，船舶管路系统是泛指为专门用途而输送流体（液体或气体）的成套辅助机械（如泵、风机、压气机、分油机等） ，设备（如热交换器、箱柜、过滤器、空气瓶等） ，检测仪表和管路（管子及其附件）的总称，简称管系。船舶管路系统按用途分为两大类：为推进装置服务的管系称为动力管系，以保证推进装置正常工作；为全船服务的管系称为船舶管系，以保证舰船的生命力、安全航行以及船员和旅客的正常生活和工作。 动力管系按其任务的不同，其组成部分主要有如下五个：(1)燃油管系； (2)滑油管系；(3)冷却管系； (4)压缩空气管系；(5) 进排气管系。船舶管系按其任务
2、的不同，其组成部分主要有：(1)舱底水管系； (2)压载水管系；(3)消防管系；(4)通风管系；(5) 供水管系；(6) 注入、测量、透气管系；(7) 蒸汽管系；(8)疏排水管系。除此以外，根据不同类型的船船还设置液压管系、浸水管系，在一些专用船舶如原油运输船、化学品运输船、液化气体船等，还设一些专用系统。常见的有：液货装卸系统、洗舱系统、惰性气体保护系统及液货加热系统等。在动力管系中，有些发动机本身自带有不可分割的有关机械、设备部分，在柴油机设计中已解决，称为内部动力系统，其余部分称为外部动力系统（在动力装置设计中解决） 。设计中按其实现的功能，安全可靠、经济性等方面考虑。动力装置能否可靠的
3、正常工作，除了决定于装置的主要设备(主机、副机、锅炉等) 本身的技术性能外，动力管系的技术性能也起着重要的作用。在动力装置的生命力方面，动力管系担负着更重要的作用。船舶管系按其基本任务可分为保船的、生活设施和驳运储藏三个类别，为此船舶管系必须具有可靠性和一定的活力性。工作可靠性是船舶管系必须具备的性能，它要求系统在运行中不出故障，同时也能适应特殊的工况，如：摇摆、颠簸、冲击、振动，以及对海水、湿空气及结冰等的抗御。 系统的可靠性是靠正确地掌握系统的技术要求，零部件的合理选用以及准确地遵守安装的技术要求来达到的。 活力性是指对某些系统的特殊要求(海损时的排水系统、灭火系统等)一、船舶管路生产设计
4、的发展简史船舶管系的设计、加工和安装是造船工程中的一项重要内容。管子工程的特点是多规格、多品种、多数量。在较短的设计、加工和安装周期内要完成繁重的工作内容。由于其工作性质的复杂性，产品单件性，使其长期以来一直处于落后状态。随着国际市场上船船工业竞争性加剧，各国都在致力于降低船舶的总造价，缩短造船周期。相应的提高船舶管系生产技术水平，已成造船工业的重要发展目标。我国船舶管系设计和施工按发展特征，大致经历了如下几个阶段。一、 五十年代中期前是第一阶段，管子的弯曲加工，基本上 25mm 以上的管子采用灌砂热弯方式，这种方法，劳动强度大、效率低、弯管质量差。五十年代中期开始，逐渐扩大了机械冷弯作业的比
5、例，使管子弯曲的效率和质量都有了一定的提高。但由于这个时期，管系的施工设计采用现场取样方式，管子的加工滞后于船体的建造，工作量大，影响船舶的建造周期。二、第二阶段是六十年代。随着造船工业的发展，对船舶的品种、性能、质量和船舶建造周期都提出了更高的要求，而管子加工和这种要求相比，还存在着很大的差距。为此，各船厂设法提前加工管子，力图实现管子的“预制” 。基于船体实尺放样的启示,研究了管系实尺放样,在样台取得管系的布置和管子的坐标尺寸。后来又发展了管系的比例放样甚至综合放样。终于使得管子的加工基本上脱离了现场,也即消除了在管子的加工上依附于船体的局面,由于施工设计的变革,反过来又促进了加工设备的更
6、新,各厂相继研制出一批液压弯管机,其规格扩大到能弯 203 305的管子。同时也发展了中频弯管机，以弯曲大口径的管子，逐渐淘汰了火焰弯管机，并且研制成功了内场校管装置，管子加工的效率和质量得到了进一步的提高。三、七十年代初进入第三阶段，由于我国电子技术的发展，各厂都开始寻求把电子技术应用于管子加工的途径，管子的切割、焊接和弯曲设备开始采用数字控制方式。不少船厂相继着手研究管子加工自动线，流水线。七十年代中期，电子计算机在管系施工设计中的应用研究到推广，使布置设计后的各项计算、绘图和设计工作逐步实现了优化，形成管装设计的比例绘图电算处理法。四、八十年代进入了第四阶段，不少船厂相继建造出口船舶，管
7、子生产成为造船过程中的瓶颈，管子加工的进度和质量直接影响船舶建造周期，各厂相应采取很多措施，船舶管系的设计和加工也得到了很大的发展，主要体现在如下几个方面：在管系综合放样的基础上，继续开展电子计算机技术在管系布置设计中的应用研究。以取代管系综合放样中人工计算曲形参数及绘制管子零件图开始，发展到由计算机自动输出弯管的指令及套料计算，利用计算机数控绘图机自动绘制系统安装图。进行计算机辅助设计等。利用机舱的比例模型进行舾装工程设计的工程模型法也在某些研究所和船厂实施。工程模型法具有灵活性、直观性和多重思考性，对生产工艺及实船运行中可能出现的问题有很高的预见性。在管系加工方面开始采用数控的工艺装备，某
8、些装备可由人工测量方式转为自动测量，从而提高了加工精度和效率。管系预舾装技术的应用、推广和发展，其实质是船上现场安装的工作转化为车间（平台）的内场作业各个船厂采用的单元组装、分段组装及机舱大单元组装等方式不同程度地体现了预制预装的优越性，取得了改善施工条件、减轻劳动强度、提高产品质量、节约原材料和缩短造船周期的显著效果。继续研制出一批质量较高的液压有芯弯管机，逐渐淘汰弯管质量低劣的无芯弯管机，并开始选用标准弯头取代耗能高、效率低的某些弯管机。为了提高管系的焊接质量，各厂逐渐推广应用 CO2 气体保护焊和氩弧焊封底等焊接方法，并达到了单面焊接双面成型的技术要求，法兰与管子做到双面焊接不少船厂也从
9、国外引进了一批质量较高的电焊机。推广使用热浸镀锌工艺。五、第五阶段是从九十年代开始。在此期间管系的设计及施工最大的特点是采用了国内、外先进的技术，使管子的质量有了明显的提高，不但满足了国内规范和标准的要求，而且也满足了国外有关船级社的规范要求。另一特点是注重管子加工工艺的研究，编制专用或通用工艺文件。其特征如下：1在改进设计管理和继续完善“三化” （标准化、系列化、通用化）工作的同时，管系设计技术的发展方向是在相应软、硬件支持下，实现管系的计算机辅助设计、施工、管理信息集成化的道路。用专用的船舶管路程序系统完成管路的布置、自动划分管子零件、管路的干涉检查及弯管工艺性检查、管子零件计算、自动绘图
10、、自动统计等工作。 建立管子加工流水线 。管子加工流水线是近年来国内外管子加工工艺不段发展和逐步完善的一项新技术，它应用电子计算技术和数控技术使管子加工从备料、切割、法兰焊接、弯曲以及管子输送、装卸等工艺过程实现半自化或全自动化，使管子加工工艺程序实现流水作业生产。它不仅保证了管子的加工精度，且大大地提高了劳动生产率。目前管子加工流水线主要有“先弯后焊”和“先焊后弯”两种不同的工艺流程。“先弯后焊”工艺流程：储料架 测长 套料 下料 弯管 校对 焊接 泵水，它属于有余量加工，即管子在下料时留有一定的余量，待弯曲后再切割掉余量，因此可不必考虑材料伸长量的因素，但由于这种工艺采用先弯曲后焊法兰，而
11、弯曲后的管子形状多样，对实现自动焊接带来较大困难，且耗工费时。“先焊后弯”工艺流程：储料架 定长切割 法兰定位点焊 自动焊接 泵水 弯曲，它可实现直管切割、直管焊接、直管泵水强度试验、直管输送，有利于实现单机自动化和全线自动化，由于采用了套料和定长切割，实现无余量加工，可提高管材利用率，减少了余量切割的工序。但要实现“先焊后弯”也有一些较难解决的技术问题，如弯曲中管材延伸量和弯角回弹量的控制，管法兰进行卧式自动施焊的可靠性问题，管子加工的精度要求等问题。开展对工艺设备标准化、系列化、通用化工作的研究。工艺设备的“三化”工作应包括设备的主要规格、性能及尺寸的确定，精度指标、检测方式、电气控制及其
12、基本组件、设备标准、附件及备件、辅助设备标准化等。目前各船厂的规模是越来越小，很多设备都是从专业设备厂家购买，或由专业厂家来安装，这样既保证了设备质量，也降低了船厂成本。船舶管系托盘管理的应用。造船生产的管理，以舾装作业的管理最复杂。其特点是工种多、工件多、品种多、工序多、协作面广、综合性强、作业周期长，为此将整条船分成若干个区域，根据常规的系统图，按区域绘制出综合布置图和安装图，并把采购的材料或成品按生产工序所要求时间和所属的区放在对应的托盘上，在计划规定时间内将托盘送往指定的区域和地点进行预舾装和单元组装。托盘就是把所需舾装件的信息集中起来，以保证区域舾装进行作业的一种方法。实际上，托盘是
13、一种移动式平台，各种器材可以放在托盘内储存和运送它使设计、器材供应和施工三方面的信息一体化，使各类人员对如何施工能有一个共同的认识。所谓托盘，其含义有二： (1) 它是一个作业单位，相当于工艺项目，但划分得比较合理。(2) 它又是一个器材集配单位，相当于配套安装明细表，但比配套安装明细表更为广泛。所谓区域托盘管理，就是对具体舾装件为对象的一个区域作业场所或作业阶段，由一个作业小单位与它相对应。每个现场作业小单位与它的工作图、物量、日程、作业者、集配材、工作准备、进度、实绩等一连串管理信息相联接、互相对应，按照托盘交货期，有程序地完成所需的舾装作业。区域托盘管理的工作流程如下：把舾装工程划分成区
14、域图 按区域单位做成工作图 计算每个单位的物量制定托盘管理表 决定作业日程制定工事日程表 决定作业人员配置 确定作业场所、工具设备、运输车辆 按每个托盘单位进行配料 按每个托盘单位进行有序地工作 统计实际工作量与计划值比较。新材科的应用。工程塑料和玻璃钢等在造船舾装中的应用研究发展较快，实践证明：目前用于船舶管系的工程塑料管有 MBS(苯乙烯、丁二烯、甲基丙烯酸甲酯、三六共聚)、PVC（聚氯乙烯）塑料管和 CPE(氯化聚乙烯) 改性 PVC 塑料管等，常用它作为常温低压管系材料，使用效果良好。目前我国管子加工的质量，虽已达到有关规范和标准要求，个别加工技术也已达到国际先进水平，但加工周期长、效
15、率低的情况依然存在。究其原因主要有二种：一是我国造船选用管材品种多，这就使弯管设备必须具备多种模具和夹头长度，弯管时需经常调换模具，增加了辅助时间；二是我国管系加工机械化程度低，手工操作占很大的比例，大部分船厂仍未实现管子加工的流水线。第二章 生产设计依据一、管系生产设计必须依据船舶建造规格书及船东与公司所签合同的有关条款规定。二、管系生产设计必须依据相关船级社的规范、规则以及船级社检验的有关要求。三、管系生产设计必须根据船体结构（主尺度、甲板高度、梁拱、舷弧）线型及分段、总段划分的要求进行，并根据有关全船布置，机舱、泵舱、主船体及上层建筑区域的各类机电设备，船舶设施及房舱设施的具体布置要求进
16、行。四、管系生产设计必须根据产品的初步设计、详细设计所确定的各类管路系统工作原理图、布置图的要求进行。五、管系生产设计必须依据主机、辅机、甲板机械等各类机电设备的技术资料要求和管系阀件、附件的连接规定。六、管系生产设计必须依据国家标准、行业标准和企业标准的有关规定。七、管系生产设计必须参照 Q/SWS 60-001.2-2003船舶建造质量标准 建造精度有关规定。八、管系生产设计必须根据公司确定的船舶建造方针的相关要求进行，必须根据公司生产中心制模式进行设绘和出图。第三章 设计准则一、管系生产设计,通过综合布置和托盘设计，应使其适应各个相关工艺阶段壳舾涂一体化作业的需要，满足区域舾装技术的要求。二、管系生产设计必须满足系统功能的需求，确保功能的完满实施，服从详细设计所确定的技术要求。三、管系生产设计要积极推行单元组装和模块技术，大力提高预舾装水平，推行旨在提高生产效率和缩短施工周期所相关的新工艺。四、管
