船舶管系知识讲座.docx
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船舶管系知识讲座
铜工知识讲座
概述：
船舶管路如同人身上的血管一样，遍布着全船每个角落，它的任务是保证船舶正常航行及满足船员日常生活需要，起着举足轻重的作用。
按系统用途可分为动力系统和船舶系统两大类：
动力系统是为船舶主机正常工作而设置的系统，如燃油系统、滑油系统、冷却系统、压缩空气系统和排气系统；舶舶系统是保证船舶的航行性能、安全及船员日常生活需要而设置的系统，主要有污水系统、压载系统、消防系统、日用水系统、疏排水系统、蒸汽系统、测量.注入.空气系统及油轮货油系统。
船舶管系工（铜工）的任务就是完成系统管路的制作、安装和修理。
为此，管理人员和施工人员必须明确各个系统的用途、熟悉管系原理图；了解各个系统的主要设备、附件及工作原理；懂得各个系统的布置原则和安装技术要求；掌握管系工的基本操作技能；在缺乏资料的情况下，能根据具体情况构思设计、灵活处理。
一、基本概念
1、管子的公称通经指的是什么？
如何表示？
管子的公称通径也叫做公称直径，用字母DN（旧用Dg）表示，其后附加公称通径的尺寸，如DN25、DN100等。
公称通径只是管子规格的一种称呼，它不一定等于管子的内径；相同公称通径的管子可有相同的外径和不同的壁厚或有不同的外径和壁厚。
如公称通径DN50钢管的外径和壁厚可以是Φ57×3.5、Φ57×4、Φ60×4。
2、无缝钢管的规格尺寸如何表示？
常用的牌号有那些？
各适用于什么管路？
无缝钢管的规格标记一般采用Φ（外径）×δ（壁厚）表示。
如外径为76mm、壁厚为4mm的无缝钢管，可记作无缝钢管Φ76×4。
如果要注明钢管的材料时，则还要加上牌号。
1）普通碳素钢管常用的牌号有A2、A3、A4等，适用于管壁温度小于250℃的燃油、滑油、CO2、压缩空气、消防、给水等管路。
2）优质碳素钢管常用的牌号有10#、20#等，适用于管壁温度小于435℃的蒸汽、高压油、高压水、锅炉等管路。
3）耐热合金钢管常用的牌号有15CrMo、16Mo、20Mo等，适用于管壁温度大于435℃的过热蒸汽管、锅炉管等。
3、镀锌钢管的规格尺寸如何表示？
适用于什么管路？
镀锌钢管又叫白铁管，它的规格尺寸用公制或英制都可以表示，目前仍习惯于用英制来表示。
如公称通径为25mm的镀锌钢管，可记作DN25镀锌管，也可记作1”镀锌管，它们之间的对应关系见表：
公称通径
mm
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
英寸
1/2”
3/4”
1”
11/4”
11/2”
2”
21/2”
3”
4”
5”
6”
外径mm
21.25
26.75
33.5
42.25
48
60
75.5
88.5
114
140
165
壁厚mm
2.75
2.75
3.25
3.25
3.5
3.5
3.75
4
4
4.5
4.5
镀锌钢管适用于低温、低压和腐蚀性较强的水管路，如日用水管、卫生水管、舱底水管及水舱的空气、注入、测量管等。
4、有色金属管有那几种？
常用的材料牌号有那些？
适用于什么管路？
船用有色金属管主要有铜管、铝管和双金属等。
1）、紫铜管常用的材料牌号有T2、T3、T4和TUP等。
适用于压力仪表管、小直径油管、低压空气管、低温蒸汽管、冷冻机管等。
2）、黄铜管H68的强度较高、耐腐蚀，一般用作淡水热交换器的管束；铝黄铜管HAl77-2和锡黄铜管HSn70-2、HSn62-1的强度更高、耐蚀性更强，所以用作海水热交换器的管束；
3）铜镍铁合金管（CuNiFe90/10）壁薄、重量轻、耐蚀性很高，是一种较理想的管材，目前主要用于海水冷却管系。
4）、铝管常用的材料牌号有L4、L6，防锈铝LF2、LF21，硬铝LY11、LY12等，重量轻、耐腐蚀、塑性好，但机械强度低，只适于低温、低压管路。
常用于轻型舰艇的燃油、滑油管和冷却水管等管路。
5）双金属管常用牌号有10-TUP和10-T1，即在10#无缝钢管的内表面镀一层厚度0.6~0.8mm的紫铜（TUP或T1），因此它具有紫铜管良好的抗蚀性能，又有碳钢管的高强度。
常用于舰艇上的燃油、滑油管和高压液压油管、高压空气管等。
5、塑料管有哪些优缺点？
适用于什么管路？
塑料管具有重量轻（钢管的1/5）、成本低、耐腐蚀、绝缘性能好和安装简便等优点；因此广泛用于疏排水和粪便污水管系，在我国出口船舶上已经取得成功，得到了国际验船机构认可；但也存在强度低、不耐冲击、膨胀系数大、防火性能差、易老化和冷脆性大等缺陷。
6、玻璃纤维管适用于什么管路？
玻璃纤维管是一种新型的造船管材，具有重量轻、强度高、耐热、耐腐蚀等特点，在国内船舶上应用很少，一般用于管弄内压载水管。
7、管子材料的选用要考虑哪三个要素？
管子材料的选用主要考虑管内介质的温度、压力、腐蚀性三要素。
8、什么叫压力？
压力之间的关系怎样换算？
压力概念有几种？
1）、单位面积上所受到的垂直作用力称为压强，工程上习惯把压强叫做“压力”。
2）、1bar＝1.02Kgf/cm2
1Mpa＝10bar＝10.2Kgf/cm2
1标准大气压＝760mmHg＝1.033Kgf/cm2
3）常用的压力概念：
a、公称压力：
指管系、附件等在0℃时所承受的压力。
它不考虑温度对金属强度的影响。
b、工作压力：
指在一定温度下管系内介质正常工作时的压力。
一般所说的某管系的压力就是指工作压力。
c、设计压力：
指管系最高的许用工作压力。
这是由设计部门确定的。
d、试验压力：
指对管系、附件等作水压试验的压力。
试验压力有强度试验压力和密性试验压力之分，其压力数值是不相同的。
e、绝对压力：
管路或容器内工作介质的实际压力。
绝对压力高于外界大气压时，称为正压状态；反之称为负压（真空）状态。
f、表压力：
正压状态下用压力表所测得的压力数值叫表压力。
它表示绝对压力比大气压力高出多少的数值。
管系的工作压力就是用表压力来反映的。
绝对压力与表压力的关系是：
绝对压力＝表压力＋1bar
g、真空值：
负压状态下用真空表所测得的压力数值叫真空值。
它表示绝对压力比大气压力低多少的数值。
真空值常用的单位为毫米汞柱，它与绝对压力的关系：
绝对压力＝760mmHg－真空值
真空状态除了用真空值表示外，还可以用“真空度”来表示：
真空度＝真空值/760×100％
9、管系等级共分几级？
怎样分类？
为了确定适当的试验要求、连接形式以及热处理和焊接工艺规程，不同用途的压力管系按其设计压力和设计温度分为三级，见表：
管系
Ⅰ级
Ⅱ级
Ⅲ级
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＞300
≤1.6
和≤300
≤0.7
≤170
燃油
＞1.6
或＞150
≤1.6
和≤150
≤0.7
≤60
其他介质
＞4.0
或＞300
≤4.0
和≤300
≤1.6
≤200
表中主要参数的含义如下：
1）、当管系的设计压力和设计温度其中一个参数达到表中Ⅰ级规定时，即定为Ⅰ级管系；当设计压力和设计温度两个参数均达到表中Ⅱ级或Ⅲ级规定时，即定为Ⅱ级或Ⅲ级管系。
2）、其他介质指空气、水、滑油和液压油等。
3）、不受压的开式管路，如泄水管、溢流管、透气管和锅炉放气管等也为Ⅲ级管系。
二、管路附件安装
1、法兰的焊接与安装有哪些要求？
1）、管子切割面与管子中心线要保持垂直，切口要修整光顺，及时去除割渣、毛刺和氧化物。
2）、管子与法兰点焊时要保持同心度在1mm之内；法兰内径与管子外径的间隙不应超过2mm；管口至法兰端面的距离为管壁厚度。
3）、管子与法兰对接时，其管口应作60°坡口。
4）、管子与法兰的焊接应双面施焊，DN≤25mm的管子允许单面焊。
5）、根据管内介质的工况，合理选用垫片的材料，金属垫片在安装前需要退火处理，特别要注意防止出现“大法兰小垫片”。
6）、正确选用连接螺栓的直径和长度，用“十字交叉法”旋紧螺栓，螺栓长度以旋紧后螺纹露出1~2牙为宜，螺栓的方向必须一致。
2、如何正确安装卡套接头？
1）、使用的管子表面不得有拉痕、凹陷、裂纹、锈蚀等缺陷存在；管子外径偏差不应超过±0.1mm。
2）、管子切割面应保证与轴线垂直，如有偏离，则必须用锉刀修复，严禁使用割枪气割。
3）、刮去管口内外毛刺，清除金属屑及污垢，用于高压连接的管口外表要用细砂纸打磨，并用压缩空气将管内垃圾吹净。
4）、压紧螺母、卡套在管子上的位置方向要正确，管子应顶紧在卡套接头的内锥面上。
5）、拧紧螺母时用力要均匀，拧紧的过程中可松下螺母，观察卡套是否咬进管子表面，正式安装时仍需用力拧紧。
6）、液压管路的固定形式一般采用塑料夹马，支架间距应在1000~1200mm之间，支架螺栓必须上紧，牢固可靠；卡套接头安装时应靠近支架位置100mm左右，以防振动及结构变形引起接头松脱。
3、套管选用有什么要求？
长度是多少？
套管的材质要与连接管子的材质相同，套管位置应居中，套管壁厚≥1.25连接管管壁，套管内径比连接管子外径大2~3mm，连接管子的间隙≤3mm。
套管标准长度见表：
管子
通径
mm
15
20
25
32
40
50
65
80
100
125
150
200
250
300
350
外径
mm
22
27
34
42
48
60
76
89
114
140
168
219
273
325
377
套管
长
度
标准
40
40
50
50
80
80
80
100
100
100
120
120
150
150
150
半套管
40
40
40
40
60
60
60
80
80
80
100
100
120
120
120
4、紫铜管连接应采用什么形式？
为什么？
紫铜管连接应采用搭接焊、套接焊或卡套连接，不宜采用对接焊。
对接焊影响紫铜管的强度，同时对接焊会使管子内壁形成的焊渣无法得到清除，而一般紫铜管大量用于仪表管路及冷藏管路，这些管路的清洁要求又特别高，所以紫铜管不宜采用对接焊形式。
5、膨胀接头有几种形式？
适用于什么管路？
各有什么优缺点？
1）、弯管式膨胀接头是由无缝钢管弯制而成，适用于高温蒸汽管路。
其优点是补偿能力大、加工方便，缺点是占地面积大、对工质有阻力，弯头处材料容易产生疲劳。
2）、波纹式膨胀接头常用的材料为不锈钢，是由冲压、焊接而成，适用于柴油机排气管路。
其优点是结构紧凑、不需检修，缺点是承压能力低、补偿能力小、使用寿命较短。
3）、松套式膨胀接头（伸缩接）是在连接管与本体之间加一道橡胶圈，依靠压盖、螺栓来压紧，从而使连接管移动时保持密封。
适用于压载、消防、污水管路。
其优点是结构紧凑、维修方便，缺点是补偿能力小、橡胶圈易老化。
管口之间的安装尺寸为45mm左右，为防止管路变形而松脱，伸缩接中部要装设两只制动螺栓。
6、截止阀的安装注意点有哪些？
1）、根据工作介质的压力和温度选用合适的截止阀。
2）、截止阀手轮顺时针旋转为关，逆时针旋转为开，可安装在任何位置上。
3）、阀体上的箭头方向必须与工作介质的流通方向一致。
若箭头标志不清，则一律以“低进高出”的原则确定阀的流通方向。
4）、外螺纹截止阀采用公制细牙螺纹，内螺纹截止阀采用管螺纹。
7、升降式止回阀的安装注意点有哪些？
1）、根据工作介质的压力和温度选用合适的止回阀。
2）、升降式止回阀只能安装在横（水平）管上面，而不能安装在竖（垂直）管上面。
如必须要垂直安装，不垂直度应小于15°，以保证阀盘的短杆能在阀盖的导筒内自由地升降。
3）、阀体上的箭头方向必须与工作介质的流通方向一致。
标志不清时一律以“低进高出”的原则安装。
4）、正确选用连接形式及垫片。
8、如何区别外形相同的截止阀和截止止回阀？
规格相同的截止阀和截止止回阀的外形是一样的，区别它们只要将两只阀的阀杆升到最高处，然后分别提起来摇一摇（也可将手伸到阀盘下部去托阀盘），如果有响声的就是截止止回阀，没有响声的就是截止阀。
这是由于截止止回阀的阀杆是松插在阀盘的导孔中央，阀杆上升时不能带动阀盘一起上升，摇动时就发出阀盘撞击阀座的声音；而截止阀的阀杆与阀盘是固接在一起的，阀杆上升也带动阀盘一起上升，所以摇动时就不会发出响声。
此外，为了便于区别，截止止回阀的阀杆顶部涂有黄色油漆，而截止阀则不涂油漆。
9、安全阀的安装注意点有哪些？
1）、弹簧式安全阀必须直立安装。
2）、安全阀的出口应无阻力，避免产生留压现象。
3）、安全阀用于蒸汽或淡水管路时，要用支管将排出的蒸汽或淡水引回原处，支管的管径不得小于安全阀的出口通径。
4）、出口无接管的安全阀安装时，其出口不得对准走道、机械设备或仪表等，以防发生人身或设备事故。
10、压力表的安装注意点有哪些？
1）、压力表应垂直安装在设备、容器或管路附近震动较小及便于观察的位置。
2）、压力表前的传压管（紫铜管）应绕成环形圈，使安装和使用时有伸缩和挠曲的余地，同时利用其中的凝水造成水封，防止高温蒸汽等直接冲入压力表而影响读数的准确性。
3）、压力表与传压管之间要安装直通旋塞，可供校表或维修之用。
4）、重要用途的压力表，应用红线在表盘上标明工作压力。
11、液位计有几种形式？
各适用于什么地方？
安装时要注意什么？
1）、玻璃板式液位计：
适用于压力较高的锅炉及大型油舱（柜）。
由于板式液位计的长度是确定的，所以在容器上安装时必须按选定的长度进行开孔。
2）、玻璃管式液位计：
适用于低压锅炉、茶桶及小型液体箱柜。
液位计玻璃管安装时要特别小心，玻璃管长度要适中、管口要平整、填料安装要均匀，旋紧螺母时要防止过紧或单边受力而损坏玻璃管。
玻璃管装好后要加装白铁皮制作的防护罩壳。
液位计应安装在便于观察、不易碰撞和照明条件较好的地方。
12、管路有哪些常用密封材料？
适用范围是什么？
1）、石棉橡胶板：
石棉橡胶板是船舶管路中应用最广泛的一种密封衬垫材料。
根据其组成材料的成分不同可分为以下几种：
a、高压石棉橡胶板：
高压石棉橡胶板的颜色为紫色，适用于公称压力为6.4Mpa和工作温度为400℃的蒸汽、空气、烟气、海淡水和惰性气体等管路。
b、中压石棉橡胶板：
中压石棉橡胶板的颜色为红色，适用于公称压力为4.0Mpa和工作温度为375℃的蒸汽、空气、海淡水等管路。
c、低压石棉橡胶板：
低压石棉橡胶板的颜色为灰色，适用于公称压力为1.6Mpa和工作温度为200℃的蒸汽、空气、海淡水等管路。
d、耐油石棉橡胶板：
耐油石棉橡胶板上印有耐油标志，适用于公称压力为6.4Mpa和工作温度为100℃的燃油、滑油管路。
2）、橡胶板：
橡胶板的颜色为黑色，多数采用耐油橡胶制作。
适用于公称压力为0.6Mpa和工作温度为－30~60℃的海淡水、燃油和滑油管路。
橡胶垫片绝不能用于蒸汽、高温水管路，以防橡胶受热后发生熔化或粘结现象。
3）、紫铜：
紫铜制作的垫片能承受高温、高压，常用于高压空气、液压管路和柴油机高温、高压部件之间的连接。
紫铜垫片使用前一定要经过“退火“处理。
有时为了节省紫铜材料，可以在高压石棉橡胶垫片的表面包复一层紫铜皮（0.5~1mm），这种复合垫片通常安装于柴油机排气管路。
4）、生料带（聚四氟乙烯密封带）：
生料带是一种新型的螺纹接头密封材料，可以取代以往的麻丝厚白漆，适用于公称压力为0.6Mpa和工作温度为260℃的空气、海淡水、燃油和滑油管路。
生料带必须按顺时针方向缠绕在管接头的外螺纹上。
13、选用垫床有哪些注意点？
1）、制冷系统中的氨管应选用胶质石棉或铝片垫床，氟代烃类制冷管应选用胶质石棉或紫铜环。
2）、高压蒸汽、压缩空气管可选用尼龙和紫铜垫床，蒸汽管的垫床应涂上一层石黑粉和气缸油调合剂。
3）、液压管应按法兰结构选用“O”型圈。
4）、CO2集合管应选用紫铜垫床。
三、自制附件和安装
1、法兰连接的通舱管件制作和安装有哪些要求？
法兰连接的通舱管件，适用于公称压力低于1.6Mpa和工作温度低于300℃的海水、淡水、油类、空气、蒸汽等管路。
其结构形式有直通式和直角式两种，根据管系的需要可以做成双联式或多联式。
通舱管件的材料应与管系的管子材料相同，法兰一般采用搭焊法兰，复板的材料和厚度应与开孔处的船体钢结构的材料和厚度相同。
复板的内圆直径比管子外径大1~2mm，外圆直径比相应的法兰外径大80mm。
直角式通舱管件制作时要保证两个法兰端面相互垂直，复板平面与一个法兰端面平行而与另一个法兰端面垂直。
通舱管件安装时，甲板、平台或隔舱壁上的开孔直径应比法兰外径大2mm左右，定位焊接时，复板中心和开孔圆心要保持同心。
2、座板法兰的制作和安装有哪些要求？
座板是用来固定管子附件、阀件、管子法兰的连接附件，其常用的形式是单面法兰座板。
主要用于舱、柜的顶部、侧壁和底部，作为该舱、柜的进出口。
适用于海水、淡水、油类、空气和300℃以下的蒸汽管路，常用的公称通径为15~150mm，公称压力≤1.6Mpa。
单面座板法兰的外形与相应的搭焊法兰相似。
1）、在车削好的坯料上划出螺孔的分部位置，按螺孔规格确定钻孔直径，按法兰厚度的2/3作为钻孔深度，钻孔时一定要保持垂直。
2）、按攻丝的操作工艺要求和步骤进行攻丝，特别要注意防止丝锥折断在孔内。
3）、按螺栓的直径和长度选择双头螺栓。
安装双头螺栓时，应在“短头”一处涂上厚白漆，然后用“双螺母”将其旋紧在单面座板上。
安装后的双头螺栓要与座板平面垂直，如不垂直可以将螺母套在螺栓上用手锤敲直，为了防止敲击时折断，双头螺栓安装前要进行退火处理。
4）、在舱、柜上安装单面座板法兰时，首先要确定开孔中心的位置，然后将座板法兰的中心对准开孔中心，采用点焊固定。
待座板法兰内外圈与舱壁焊妥后再开孔（此项工作也可以先开孔后焊接）。
如果在单面座板法兰上直接安装阀件或附件时，在定位焊接前就要预先考虑好阀件或附件的开启方向及开关的方便。
3管子支架的间距是多少？
公称通径
DN
直管段支架间距
弯曲管段支架间距
钢管
铜管
钢管
铜管
L
L
L
L1
L2
L
L1
L2
10
1000~1300
500~600
800
300
500
500
100
400
15
1200~1500
1000~1200
1000
300
700
1000
200
800
20
1300~1700
1000~1200
1100
300
800
1000
200
800
25
1600~2000
1000~1200
1300
300
1000
1000
200
800
32
1800~2300
1000~1200
1400
300
1100
1000
200
800
40
2000~2500
1500~1800
1600
350
1250
1500
300
1200
50
2200~2700
1500~1800
1700
400
1300
1500
300
1200
65
2500~3100
1500~1800
1900
450
1450
1500
300
1200
80
2600~3300
1500~1800
2000
500
1500
1600
350
1250
100
3000~3600
2500~2800
2300
550
1750
1600
350
1250
125
3200~3800
2500~2800
2500
600
1900
1700
400
1300
150
3500~4200
2500~2800
2700
700
2000
1700
400
1300
175
3700~4600
2900
850
2050
200
4000~5000
3100
950
2150
225
4100~5200
3200
1000
2200
250
4300~5400
3400
1100
2300
300
4500~5800
3700
1250
2450
350
5000~6200
3900
1400
2500
4、管子支架的安装位置应在哪里？
管子支架应尽量装焊在就近的纵桁、横梁、肋骨、肘板或扶强材等船体加强构件及其背面。
1）、通常装焊部位：
主、辅机底座的构架；
花铁板格栅；
路台支架；
舱、柜壁；
其他可供装焊的部位。
2）、不宜装焊部位：
船体强力甲板；
船体主要构件的焊缝50mm范围内；
通风管道；
经过镀锌或特殊涂装后的箱、柜壁。
3）、禁止装焊部位：
船体外板；
强力甲板焊缝周围50mm范围内；
强力甲板与外板的连接焊缝周围100mm范围内；
各类机电设备的本体；
管子的外表面。
5、管子支架的安装应注意哪些？
1）、管子支架必须严格按规定的部位进行装焊，不得随心所欲。
2）、管子支架的间距和布置形式以管路在工作状态下不出现明显变形和振动为原则。
3）、管子支架应采用包角双面焊，以防因振动而脱焊。
4）、管子与支架之间视情况不同可加装衬垫，目的是防振、减少热传导、改善硬摩擦和防止接触腐蚀，一般管路不用衬垫。
5）、用于露天甲板、水舱、水柜及冷藏库等处的支架和连接螺栓均需镀锌处理。
6）、燃油、滑油舱柜内的支架一律不准用镀锌支架；紫铜管可采用扁铁支架。
7）、振动剧烈及舱、柜内的支架连接螺栓均需采用双螺母紧固。
6、支架衬垫的材料适用于哪些管路？
1）、高温管路用石棉布或高温石棉橡胶板做衬垫。
2）、低温或冷热多变的空调冷却管路采用硬木衬垫。
3）、振动特别大的低温管路用橡皮衬垫。
4）、铜及铜合金等软金属用青铅衬垫。
5）、易受海水侵蚀的液压管及油船主甲板管路采用青铅衬垫。
7、瓷面盆的安装高度是多少？
冷、热水龙头如何布置？
瓷面盆定位安装时，要保证其净高度800mm，面盆背部要贴紧围壁。
面盆龙头（放水阀）上有红、蓝标记，红色代表热水龙头、蓝色代表冷水龙头。
安装龙头时，从使用者站立的位置看，应该是左红、右蓝。
四、管子加工
1、管子加工的工艺流程有哪些？
选料、弯曲、划线、切割、开孔、校管、焊接、试验、清洁、防腐
2、管子弯曲分几类？
管子的弯曲有“冷弯”和“热弯”两大类。
冷弯就是在常温下用弯管机弯制，热弯则是将管子的弯曲部分加热到一定温度后，再用弯管机或手工进行弯制。
3、常用弯管机有几种？
1）、电动无芯弯管机；2）、液压塞芯弯管机；3）、火焰弯管机；
4）、中频弯管机；5）、数控弯管机；6）、塑料弯管机。
4、管子弯曲后的管壁减薄率、管口椭圆度、管径收缩率各是多少？
1）、管壁减薄率：
R≤20％。
按下式进行计算：
R＝（δ－δ1）/δ×100％
R一管壁减薄率（％）；
δ一管子弯曲前的壁厚（mm）；
δ1一管子弯曲后的壁厚（mm）。
2）、管口椭圆度：
E≤7％。
按下式进行计算：
E＝（a－b）/Dw×100％
E＝管口椭圆度（％）；
a一管子弯曲处截面最大外圆直径（mm）；
b一管子弯曲
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