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1、第五章第五章 管系制造和安装检验管系制造和安装检验 第一节概述 一、管系的分类和等级 （一）船舶管系分类 一艘远洋货轮，船上大小不同直径的管子有上万根，而且品种多、规格杂，将这些管 子按用途分类，可划分为两大类： 1船舶管系 这类管系的作用是保证船舶不沉性、防火安全、航行性能以及满足船员、旅客的生活 需要。主要有舱底管、压载管、消防管、空气管、注入管、测量管、供水管、疏排水管和 舱室通风管等。 2动力管系 这类管系的作用是确保机械设备的正常工作，是整个动力装置的一个重要组成部分。 主要有燃油管、滑油管、海水管、淡水管、压缩空气管、排气管等。 （二）管系的等级 为了对管系确定必要的试验要求、连接
2、型式、热处理和焊接工艺规程，对不同用途的 管系按设计压力和设计温度可分为三级，具体见表 5-1 所示。 表 5-1 管系等级 级级级管 系 设计压力 （MPa）设计温度 （）设计压力 （MPa）设计温度 （）设计压力 （MPa）设计温度 （） 蒸汽1.6或3001.6和3000.7170 燃油1.6或1501.6和1500.760 其他介质4.0或3004.0和3001.6200 表中的主要参数的含义如下： 1设计压力是指管系的最高许用工作压力。该压力的确定有如下几种情况： （1）水管锅炉和整体式过热器之间的蒸汽管，应取锅炉的设计压力，即不小于锅炉筒 体上任何安全阀的最高调整压力。从过热器出口
3、接出的蒸汽管，设计压力应取过热器安全 阀的最高开启压力。 （2）锅炉给水管、上下排污管的设计压力，应取 1.25 倍锅炉设计压力，但不小于锅 炉设计压力加 0.7MPa。 （3）锅炉压力燃油管的设计压力，应不小于 1.6 MPa. （4）空压机和容积式泵的出口管的设计压力，应取安全阀最高开启压力。 （5）离心泵出口管的设计压力，应取性能曲线上最高压力。 2管系设计温度应是管内输送介质的最高温度，但不得低于 50。 3级栏中的设计压力和设计温度两个参数，只要其中一个符合表中规定数值的，即 为级管。 4级栏中的设计压力和设计温度两个参数，均达到表中规定数值的，即为级管。 5除、级管外，其余的是级管
4、。 6表中其他介质是指空气、水、滑油或液压油等。 二、管子材料 （一）碳钢无缝钢管 碳钢无缝钢管是管子中用得最多的一种，常用的材料有 10 号、20 号碳钢无缝钢管， 可用于级、级和级。 无缝碳素钢管和碳锰钢钢管一般用于流体温度不高于 450的管路。 （二）紫铜管 常用的材料有 T2、T3、T4、TUT 等。紫铜管具有良好的塑性和耐腐蚀性，但不适宜 处于高温的工况。军品大多用紫铜管，民品仅用于压力表管和制冷系统的部分管路。因紫 铜管价格昂贵，其它管路一般不采用。 （三）铜和铜合金管 用于级和级管中的铜管或铜合金就是无缝管。常用的黄铜管材有 H62、H68、HPb59-1 等牌号，其对空气及海水
5、的抗蚀能力强，且导热好，但塑性较差。该类管材的价格较贵，一般用在热交换器。使用时要注意介质温度，铜和铝黄铜管不高于 200，铜镍合金管不高于 300,特殊青铜管不高于 260。 （四）灰铸铁管 1灰铸铁管通常不用于级和级管路，但设计压力低于 1.3MPa 和设计温度低于 200的级蒸汽管，可用灰铸铁管。也可用于级管系及油船货油舱内的货油管路和压载 管路。 2下列管路不得使用历铸铁管： （1）经过货油舱通向首部压载舱的清洁压载管路； （2）载运闪点不高于 60货油的油船露天甲板上的货油管； （3）遭受压力冲击、过大应力和振动的管路； （4）锅炉排污管路； （5）消防水管、舱底水管、蒸汽管和压载水
6、管。 （6）介质温度超过 220的管路。 3灰铸铁管一般也可用于在油船露天甲板上压力不大于 1.6MPa 的货油管路。 （五）铁素体球墨铸铁管 1.级和级管中使用的铁素体球墨铸铁管，试验时，其材料的最小伸长率的标距为 5.65A，不得小于 12%（A 是试样的横截面积） 。若伸长率小于 12%时，则作为灰铸铁管使 用。 2.可用于双层底舱和货油舱内的舱底、压载和货油管路。 3不得用于介质温度超过 350管路。 4用于舷旁管时，其性能应符合现行的 CCS 船规的有关规定。 （六）塑料管 1经船检部门认可的塑料管，可用于下列管路： （1）货舱污水测量管； （2）专用压载水舱的舱内水管； （3）非引
7、入冷藏舱的船内泄水管； （4）干舷甲板以上的卫生管路和排水管。 2塑料管不得用于下列管路： 消防水管、舱底水管、机器处所内的压载水管、动力管、输送油类或其他易燃液体的 管、饮水管及管内介质温度高于 60或低于 1的管。 （七）软管 1当机器和固定管路之间需要有相对运动时，则可采用认可的短软管进行连接。 2输送可燃性液体或海水的管系中使用的非金属软管，其内部至少有一层金属丝编织 物。 3每根软管均应经液压试验，试验压务不应小于最大许可工作压力的 1.5 倍。 4在舱底和压载管系中使用非金属软管时，应经船级社同意。 第二节管子制造检验 一、弯管检验 （一）弯管的方法 管子弯制通常分为冷弯和热弯两种
8、方法。 1冷弯 常温下弯管称冷弯。冷弯有手工弯曲和机械弯曲两种。冷弯管子的弯曲表面无氧化皮， 粗糙度好，生产效率高，采用较普遍。 冷弯时须特别注意钢管在解除弯制时的约束后的回弹角。如弯制 90角时，在弯制时 要小于 90，具体数值可参照工艺技术要求。另外还要保证塞规在管子中的正确方向，避 免发生歪斜。塞规圆柱部分的长度，可取管子内径的 35 倍。管子弯曲半径通常不得小于 管子外径的 3 倍，且原则上采用定型弯头。 为了减少弯管时的摩擦力及防止塞规拉毛，弯管前应在管子内外表面涂上一些润滑油。2热弯 热弯是把管子加热到 9501050（颜色呈橙红色）时进行的弯管。热弯是解决冷弯 不能弯的管子，如直
9、径较大、弯曲角度小或管壁较厚的管子。热弯时应注意尽量减少受热的影响，即同一部位的加热次数越少越好。 随着工业发展，现在许多厂采用中频弯管机进行热弯（用中频感应圈加热管子，并用 机械进行弯管） ，这是一种较先进的弯管工艺，适宜大直径管子弯制，其最大优点是无需灌 砂，生产效率高、质量好，且操作方便、安全。 3管子弯制的注意点 （1）镀锌管适宜冷弯，不能热弯。因为加热到一定温度时镀锌层会受损。 （2）紫铜管温度加热到 850，管子呈樱红色时即可热弯。直径不小于 150mm 的管 子热弯时，管内要灌砂。紫铜管延伸性好，在弯制进容易使外侧管壁变薄，内侧有皱纹， 因此用水冷却时要特别注意。另外，热弯结束时
10、的温度不应低于 300，以防止因温度过 低而产生缺陷。 （3）黄铜管性脆，一般在管子内灌入松香后进行弯管，若管壁较厚也可以灌砂子后弯 制，但加热温度须控制，不宜过高。在弯制时要保持一定的温度，否则容易折断。 （4）以钢为外套铜为内圈的双金属管弯制时加热要均匀，且要严格控制温度，防止温 度过高使内圈的铜熔化。 4对于布置有困难或限于设备条件的特大直径管子（如排气管等） ，可弯曲成若干虾 壳节拼装而成。 5外径大于 120mm 的碳钢蒸汽管、合金钢管，以及由于冷弯而硬化的铜和铜合金管， 弯曲后应进行热处理。碳钢钢管弯曲后的热处理，应缓慢地均匀加热至 600650，保 温的时间应按每 25mm 壁厚
11、不少于 1 小时计算，然后在平静的空气中缓慢冷却。铜管弯制 后，应进行退火，以消除应力。 （二）弯管变形 各种金属管，无论是冷弯管还是热弯管，弯制时管壁的厚度和形状都会发生变形，须 采取措施使变形减到最小，符合规定的技术要求。 1管子壁厚变形 弯管前，在管子弯制部位的同一截面内取三个位置的等长度线段 AB=CD=EF，弯制后， 观察其所发生的变形。见图 5-1 所示。 如图将管子弯制成 90，若 AB=AB，则 EFEF,CDABCD。EF管段处的材料被拉伸，管壁变 薄，CD管段处材料被挤压，管壁增厚，使管子壁厚产生变形。 2管子截面变形 管子弯制时，由于管子外侧被拉伸，内侧被挤压，变形产生的
12、向心合力使管子截面由 正圆变为椭圆。如图 5-2 所示。 （三）弯管检验 1检验目的 弯管检验的目的是鉴别弯管后的形位和尺度，包括管壁厚度和截面的变形是否符合技 术要求，判定管子的符合性。图 5-1 管子弯曲的壁厚变形图 5-2 弯管截面变形示意图 2检验要求（1）管子圆度的要求，见图 5-3 和表 5-2 所示。图 5-3 管子弯制后椭圆度示意图 表 5-2 弯管圆度偏差表 圆度允许极限 E（%）弯曲半径 R 冷弯热弯 R2DW102DW12C=2-4 B=0-21000.2501001.050套管连 接Da6S b1.25S c3S KS5 F=1-3 G=1.5-21000.750氩 弧
13、 焊 封 底 对 接=30-50 100mm 的级管，对接焊缝的 10%应进行 X 射线或 射线探伤抽查检 验。 由于技术原因，上述管子不能进行 X 射线或 射线探伤检验时，经船检部门同 意，可采用其它等效方法进行检验。 在级管系中，法兰接头的角焊缝应进行磁粉检查或其他合适的无损检查。根据 管子材料、壁厚、尺寸以及介质的不同，验船部门可提出对其他等级的管系的角焊缝进 行磁粉探伤或等效检验。 在特殊情况下，验船部门可以同意以超声波代替射线检查。X 射线、 射线及超声波检查应由验船部门发证的级人员按合适的工艺进行。 验船部门认为需要，X 射线、 射线及超声波检查的完整工艺应提交审查。 磁粉检查应有
14、适当的设备和工艺，且磁通量能足以探测出缺陷。必要时，设备应 以标准试块进行校准。 （7）检验时还应注意以下几个方面： 镀锌管和涂塑管在施工中一般不应开孔焊接，以免损坏镀层质量。 甲板疏排水、暖气、凝水和粪便管等需焊装支管时，应取较小夹角焊接，避免水流 方向突变及节流，以保证系统的顺向及美观。 滑油管、燃油管和液压管的管内清洁度要求很高，故其焊缝应采用气体保护焊封底。管子采用对接焊时，一种是采取改善焊缝根部质量措施，另一种是不采取措施，应 根据管子的等级、工艺要求而定。 直径 20mm 以下的管子开孔或切割，一律不允许使用气割，应采用机械方法，以免 管道口阻塞。 管子采用定型弯头时，应事先对定型
15、弯头进行清洁除锈，以免焊装后影响焊接质量 和给管路清洗带来困难。 三、管子及附件液压试验 1试验要求 单根管子及附件上船安装之前，应进行液压试验。该项试验应按图样和工艺文件的规 定，单根或将各管子按管路串联进行。具体要求如下： （1）级管、级管和设计压力大于 0.32MPa 的蒸汽管、给水管、压缩空气管、燃 油管、液压管和 CO2管，在上船安装之前应进行液压试验。 （2）进行液压试验的管子，应在包扎绝热材料或涂上涂层之前进行。 （3）液压试验压力 PS=1.5P（P 为设计压力，单位：MPa） ，当设计温度大于 300时， 试验压力由下式计算，但不必超过 2P。PS=1.5(100/t)P（M
16、Pa） 式中 100100时的材料许用应力（N/mm2）; t设计选用温度下的许用力（N/mm2） 管子液压试验压力见表 5-8。 （4）所有阀及其他附件的受压部位，装配前应进行液压强度试验，其试验压力为 1.5 倍设计压力，但不必大于设计压力加 7MPa。 2检验内容和方法 （1）试验用的压力表应经认可的计量部门检定合格，并在有效的使用期内。 （2）级管、级管和其它须经验船师、船东检验的管子，应书面通知他们参加检验。（3）法兰强度试验用的垫床内孔尺寸须大于法兰内孔尺寸。 （4）液压强度试验时，必须将管内空气排除。方法是低处进水，高处排气，直到水溢 出高端管口为止。 （5）试验时，将压力逐步升高至试验压力，保持 5 分钟后降压，当压力降至设计
