生活樓管線選材及配管詳細(xì)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

寇建惠

(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心 天津300452)

生活樓管線選材及配管詳細(xì)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

寇建惠

(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程設(shè)計(jì)研發(fā)中心 天津300452)

生活樓均采用低壓系統(tǒng)，工藝流程比較簡單，但配管的選材與設(shè)計(jì)仍不可忽視。介紹了生活樓的工藝流程，不同系統(tǒng)的管線選材要求，以及設(shè)計(jì)階段管線設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，指出生活樓內(nèi)管線應(yīng)以節(jié)能減排為標(biāo)準(zhǔn)，并提出了工藝銜接、人員溝通等問題。

管線 選材 配管 注意事項(xiàng)

1 生活樓工藝流程簡介

生活樓的工藝流程比較簡單，主要包括：淡水系統(tǒng)(冷、熱水系統(tǒng))、海水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)(黑水、灰水系統(tǒng))、儀表氣系統(tǒng)、開排系統(tǒng)。

1.1 冷熱水系統(tǒng)

一般作為廚房、電茶爐和洗漱用水，也供空調(diào)機(jī)使用，但不作為主要的飲用水，平臺(tái)飲用水主要是桶裝淡水。淡水系統(tǒng)的水源一般由大平臺(tái)提供一路冷水，注入生活樓淡水罐，經(jīng)生活樓熱水罐加熱可變?yōu)闊崴?，分配給各用戶使用。

1.2 海水系統(tǒng)

主要用于空調(diào)機(jī)冷卻和沖洗廁所，由大平臺(tái)供給。

1.3 消防系統(tǒng)

供給消防箱、飛機(jī)甲板消防炮使用，消防管線可通過泡沫罐加注泡沫。

1.4 污水系統(tǒng)

分為黑水(大便下水)、灰水(小便、洗漱污水)，直接通往大平臺(tái)污水處理系統(tǒng)，經(jīng)污水處理罐排海。

1.5 儀表氣系統(tǒng)

由大平臺(tái)供給，主要供防火風(fēng)閘、氣動(dòng)閥門等儀表用戶使用。

1.6 開排系統(tǒng)

用于甲板面、冷庫、空調(diào)機(jī)等的排水。

2 管線選材

生活樓內(nèi)管線選材可以與大平臺(tái)保持一致，也可以根據(jù)業(yè)主需求優(yōu)化選擇。因管線皆布在舾裝板內(nèi)，空間小，維修非常不方便，故傳統(tǒng)設(shè)計(jì)比較偏愛選擇價(jià)格較高的金屬管。近兩年，為了響應(yīng)總公司推行的“節(jié)能減排”及油建公司推行的“節(jié)約每一分成本”的號(hào)召，有些項(xiàng)目選擇了塑料管代替?zhèn)鹘y(tǒng)選材，以達(dá)到節(jié)約成本的目的。與金屬管相比，塑料管的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：①相對于金屬管材，密度小、材質(zhì)輕、運(yùn)輸安裝方便、靈活、簡捷、維修容易、價(jià)格低；②化學(xué)穩(wěn)定性好，不受環(huán)境因素和管道內(nèi)介質(zhì)組分的影響，耐腐蝕性好；③導(dǎo)熱系數(shù)小，熱傳導(dǎo)率低，絕熱保溫、節(jié)能效果好；④水力性能好，管道內(nèi)壁光滑，阻力系數(shù)小，不易積垢，管內(nèi)流通面積不隨時(shí)間發(fā)生變化，管道阻塞機(jī)率小；⑤可自然彎曲或具有冷彎性能，部分可采用盤管供貨方式，減少管接頭數(shù)量。

缺點(diǎn)：①力學(xué)性能差、抗沖擊性不佳、剛性差、平直性差，因而管卡及吊架設(shè)置密度高；②阻燃性差，大多數(shù)塑料制品可燃，且燃燒時(shí)熱分解，會(huì)釋放出氣體和煙霧；③熱膨脹系數(shù)大，伸縮補(bǔ)償要求高。

現(xiàn)分系統(tǒng)將金屬管與塑料管材質(zhì)性能羅列如下：

2.1 冷熱水系統(tǒng)選材

2.1.1 可選用的金屬管

TP316不銹鋼：最高使用溫度為300～400,℃；抗拉強(qiáng)度為485,MPa；屈服強(qiáng)度為170,MPa；伸長率≥35%；國內(nèi)替換材料為 GB/T 14976-200200 Cr17Ni14Mo2。

2.1.2 用于替換的塑料管

PE聚乙烯：使用的溫度范圍為-40～+60,℃，其許用應(yīng)力與設(shè)計(jì)溫度成反比，需要通過查表得出，廠家生產(chǎn)的管徑在DN15～DN900之間，管件間連接采用電熔焊，可以代替不銹鋼用于生活樓內(nèi)冷水系統(tǒng)。

PB聚丁烯：-10～+110,℃，是一種惰性高分子聚合物，無味、無臭、無毒，可耐 110,℃以下的高溫，低溫柔韌彎曲性能優(yōu)良，抗脆裂性能和抗沖擊性能好，在－20,℃時(shí)管子不會(huì)凍裂。高品質(zhì)的耐久性，在70,℃水溫10,bar壓力下可連續(xù)使用50年，非常適合船上居室的冷、熱水管道系統(tǒng)。可以代替不銹鋼用于生活樓內(nèi)熱水系統(tǒng)。使用時(shí)要特別注意在PB管與熱水器之間應(yīng)至少加裝500,mm的金屬管材。管件間連接采用電熔焊。

2.2 海水系統(tǒng)選材

2.2.1 可選用的金屬管

管徑≤3″的時(shí)候選擇銅鎳管；管徑＞3″的時(shí)候選擇碳鋼涂塑管。

關(guān)于銅鎳管要注意以下問題：

①目前海洋工程中所用的銅鎳管、管件均為國外進(jìn)口，價(jià)格比較昂貴，采辦周期比較長，采辦料單里的數(shù)量要力求準(zhǔn)確，余量系數(shù)不要按照常規(guī)的10%選取。該部分材料多在設(shè)計(jì)進(jìn)行到一定階段后再出采辦料單。

②關(guān)于材料供應(yīng)的技術(shù)狀態(tài)，一定要確保處于“0”ANEALED退火狀態(tài)。

③目前市場上銷售的 CU/NI管，公稱直徑系列有歐標(biāo)、美標(biāo)之分，對于歐標(biāo)管，采用小外徑，無法套絲(車螺紋)；美標(biāo)選用大外徑，可以套絲。所以對于有螺紋連接的閥門的 CU/NI管線，不要選用歐標(biāo)的小外徑管。

④CU/NI管的存儲(chǔ)、堆放，要注意防止?jié)B碳。

⑤CU/NI管、管件的焊接，雖然目前國內(nèi)有相應(yīng)的焊接材料(焊絲)，但普遍效果不好，目前一般選用德國公司的進(jìn)口產(chǎn)品。

⑥目前CU/NI管、管件普遍選用90CU/10NI，即銅含量90%，鎳含量10%。

碳鋼涂塑管，就是在碳鋼管內(nèi)部涂了一層塑料，用于抵抗海水中 Cl＋離子對其的腐蝕。特別要注意的是管線及管件在預(yù)制與檢驗(yàn)后才能涂塑，反之則會(huì)破壞涂塑層。

2.2.2 用于替換的塑料管

PE聚乙烯。

2.3 消防系統(tǒng)選材

管徑≤3″的時(shí)候選擇銅鎳管；管徑＞3″的時(shí)候選擇碳鋼涂塑管。

2.4 污水系統(tǒng)選材

管徑≤3″的時(shí)候選擇銅鎳管；管徑＞3″的時(shí)候選擇鋼骨架復(fù)合管。

鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管是一種新型防腐蝕、耐壓塑料-鋼絲網(wǎng)復(fù)合管道產(chǎn)品。其承壓力較低，大管徑一般為 16,kg，小管一般為 4～5,MPa，管內(nèi)輸送的介質(zhì)溫度在－20～30,℃；耐腐蝕性能較好，可抵御海水、強(qiáng)硝酸50年；最小管徑是2″。

2.5 儀表氣系統(tǒng)選材

碳鋼鍍鋅，即在碳鋼管內(nèi)部涂了一層鋅，阻止空氣里的水合物對碳鋼的腐蝕。應(yīng)特別注意管線及管件在預(yù)制與檢驗(yàn)后才能鍍鋅，反之則會(huì)破壞涂塑層。

2.6 開排系統(tǒng)選材

小尺寸的選用16,Mn無縫鋼管：16,Mn的含錳量要比 20#高一倍；現(xiàn)在的稱法為 Q345.16，所代表的為這種鋼材中的碳含量在 0.16左右。將 Mn單獨(dú)提出來，是因?yàn)槲宕笤?碳 C、硅 Si、錳 Mn、磷 P、硫S)中，錳的含量高，大約在 1.20～1.60左右。標(biāo)準(zhǔn)為JB 4726-2000；使用溫度為－20～425,℃；抗拉強(qiáng)度為450～600,MPa；屈服強(qiáng)度≥275,MPa；伸長率≥20%。

大尺寸的選用20#無縫鋼管：牌號(hào)為20鋼；標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 8163-1999。強(qiáng)度比15號(hào)鋼稍高，很少淬火，無回火脆性。冷變形塑性高，一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，氣焊時(shí)厚度小，外形要求嚴(yán)格或形狀復(fù)雜的制件上易發(fā)生裂紋。切削加工性冷拔或正火狀態(tài)較退火狀態(tài)好，一般用于制造受力不大而韌性要求高的狀況。使用溫度為－20～425,℃；抗拉強(qiáng)度為 410～550,MPa；屈服強(qiáng)度≥245,MPa；伸長率≥20%。熱處理規(guī)范及金相組織為正火，910,℃，空冷。金相組織為鐵素體＋珠光體。

選材時(shí)特別需要注意的是：①因?yàn)楸狈蕉据^冷，海上環(huán)境較為惡劣，塑料管容易產(chǎn)生脆性，故不建議將塑料管用于生活樓室外部分；②PB管材很軟，膨脹系數(shù)較大，其管線支架間的距離一定要參考廠家提供的資料；③PVC本身耐溫0～60,℃，很多廠家建議用其替代金屬管線用于黑灰水系統(tǒng)，但個(gè)人建議盡量少使用該管線，因?yàn)樵摴芫€對施工溫度要求很高，一般溫度低于 5,℃的時(shí)候就會(huì)變脆，這時(shí)要求工人搬運(yùn)的時(shí)候非常小心，如果有磕碰，管線自身就有可能產(chǎn)生裂紋，接口粘合處也容易開裂漏水。

UPVC管線為粘接，生活樓整體吊裝產(chǎn)生的巨大形變會(huì)使接口處產(chǎn)生泄漏點(diǎn)，故不建議將 UPVC用于污水系統(tǒng)上。

3 管線設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 項(xiàng)目初期需要考慮的問題

項(xiàng)目初期就應(yīng)該與大平臺(tái)方協(xié)商接口問題，并形成正式文件，否則后期會(huì)造成管線大量修改。

核對管廊、獨(dú)立衛(wèi)生間檢修空間與洗漱間配管空間：總體的 0版提交時(shí)間往往是在項(xiàng)目前期，而配管的0版基本上在項(xiàng)目的結(jié)尾，等到配管開始建模時(shí)才發(fā)現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)梁的影響導(dǎo)致管廊、檢修間空間不足，或者大便器下水口連接不上，這時(shí)再找總體協(xié)商，總體就只能升1版了，自身原因造成的升1版意味著設(shè)計(jì)失誤。故在項(xiàng)目開始就應(yīng)該把結(jié)構(gòu)圖與總體圖紙仔細(xì)對照，如有問題，提前告知總體專業(yè)人員。

廚房家具擺放一定要取得配餐公司相關(guān)人員的同意，總體專業(yè)項(xiàng)目前期往往是根據(jù)以往項(xiàng)目的習(xí)慣設(shè)計(jì)房間的設(shè)備位置，這就意味著配管專業(yè)要及時(shí)與總體專業(yè)溝通，以免后期設(shè)備調(diào)整，造成管線大面積修改。

出于環(huán)保原因，有的業(yè)主喜歡廚房單獨(dú)引一路下水管線進(jìn)撇油罐，而工藝專業(yè)往往會(huì)等到后期與業(yè)主交涉時(shí)，才會(huì)提及這個(gè)問題并最后確認(rèn)，這就有可能造成配管專業(yè)大量的管線修改，不僅重復(fù)勞動(dòng)，而且浪費(fèi)時(shí)間。故項(xiàng)目初期，配管專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)提醒項(xiàng)目經(jīng)理與工藝負(fù)責(zé)人，及早與業(yè)主和平臺(tái)設(shè)計(jì)方溝通此問題。

3.2 管線設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

淡水管線一般為螺紋連接，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免產(chǎn)生局部低點(diǎn)，與用戶連接時(shí)注意考慮要便于維修及拆卸，一般在每個(gè)出水口都設(shè)計(jì)一角閥，以便維修時(shí)不影響其他用戶的使用(視業(yè)主需要情況而定)。

黑、灰水系統(tǒng)直接去大平臺(tái)污水處理系統(tǒng)，經(jīng)污水處理罐排海。要保證 1∶100的斜度，配管時(shí)盡量不要出現(xiàn) U型彎，設(shè)計(jì)時(shí)注意由于坡度造成高度變化時(shí)不要出現(xiàn)相撞的情況。

支架要焊接在結(jié)構(gòu)的工字鋼、角鋼等型鋼上，不能直接焊接在甲板上。根據(jù)支架，將管線調(diào)整到頂平齊或底平齊。

材料表只是作為采辦參考使用，具體數(shù)量并不作為采辦的具體數(shù)據(jù)，因此管件的材料、閥門規(guī)格等一定要標(biāo)注清楚。

切忌房頂有管線穿過；總的原則是管線不能走在電儀橋架的上方，如果局部無法調(diào)整，一定要知會(huì)相關(guān)專業(yè)，在相關(guān)部位做好防水措施。

根據(jù)平面布置圖進(jìn)行建模，建模時(shí)注意將結(jié)構(gòu)、電儀托架、風(fēng)道等一起建好，在建模后注意調(diào)整，防止碰撞，注意其他專業(yè)的圖紙升版和協(xié)調(diào)工作。

3.3 人員溝通

出圖問題：儀表氣管線圖到底是機(jī)械專業(yè)出圖還是工藝專業(yè)出圖，每個(gè)項(xiàng)目都不一樣。

廠家方面：標(biāo)前澄清時(shí)，大多數(shù)廠家的溝通都是很順暢的。這個(gè)時(shí)期應(yīng)把相關(guān)問題提出，標(biāo)后再把送審資料仔細(xì)研究，及時(shí)提出相關(guān)問題并落實(shí)在紙面。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，很多問題只憑口頭溝通會(huì)很難落實(shí)。

業(yè)主、總包與加設(shè)方：溝通的時(shí)候要端正態(tài)度，有耐心，定下來的事情一定要走正式文件，避免今后出現(xiàn)問題。

［1］《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會(huì). 海洋石油工程設(shè)計(jì)指南第七冊[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2007.

［2］董大勤. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［3］上海五金機(jī)械總公司. 實(shí)用五金手冊[M]. 5版. 上海：科學(xué)技術(shù)出版社，1995.

Noteworthy Issues on Material Selection and Tubing for the Design of Living Building Pipelines

KOU Jianhui
(CNOOC Energy Technology & Services-Oilfield Construction Engineering CO., Tianjin 300452，China)

In the living building，low voltage systems are applied and technical processes are relative simpler. Still，the material selection and design for the pipelines should not be ignored. In the paper，the technical processes，requirements on tube material selection for different systems and noteworthy issues for the detailed design were described. The standard of energy-saving and emission reduction and problems in process connection and communications among different parties were proposed.

pipeline；material selection；tubing；noteworthy issues

TU990.3

A

1006-8945(2014)08-0041-03

2014-07-06