船舶管路智能布局優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘 要：船舶管路綜臺布置是船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，管路布置質(zhì)量的好壞直接影響到船舶建造周期，本文結(jié)合船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量反饋的實(shí)際情況 ，重點(diǎn)介紹船舶管路綜合布置過程中需要注意的一些問題，有利于提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì) 量。

關(guān)鍵詞：船舶設(shè)計(jì)管路布置﹔要點(diǎn)

在我國，現(xiàn)行的船舶設(shè)計(jì)階段可劃分為基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)就是從施工的角度出發(fā)，解決如何高質(zhì)量、高效率、短周期、安全與合理造船等問題的一種設(shè)計(jì)。

船舶管路綜合布置是生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它以船體結(jié)構(gòu)為背景，分層按區(qū)域?qū)⒃O(shè)備、舾裝件、電纜、風(fēng)管和管子等各個(gè)系 統(tǒng)表達(dá)在一張“綜合放樣圖”上，進(jìn)行綜合協(xié) 調(diào)，使得所設(shè)計(jì)的區(qū)域得到一個(gè)較合理的布 置，并且編制各類施工圖冊及物資配套清單，進(jìn)行托盤管理，實(shí)行管子的預(yù)制和預(yù)裝，實(shí)現(xiàn) 模塊的制作和安裝、單元組裝、分段預(yù)裝、總段預(yù)裝，使大量的管路安裝與船體建造平行作業(yè)，大量的外場安裝工作改在內(nèi)場安裝施 工.它不但可提高生產(chǎn)效率，縮短造船周期， 而且減少了勞動強(qiáng)度，減少立體作業(yè)，并為確 保安裝質(zhì)量和安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。因此，管 路綜合布置的設(shè)計(jì)質(zhì)量將直接影響到施工的質(zhì)量和周期。

一、綜合布置的工作流程

二、綜合布置的準(zhǔn)備工作

管路綜合布置是一項(xiàng)十分細(xì)致的工作，在進(jìn)行設(shè)繪之前，設(shè)繪人員必須充分做好圖 紙資料的準(zhǔn)備工作，主要有以下幾個(gè)方面：

（一）熟悉有關(guān)圖紙，如總布置圖、船體線型圖、肋骨線型圖、船體基本結(jié)構(gòu)圖、相關(guān)區(qū)域 的各類布置圖、主干電纜走向圖、有關(guān)的管系 原理圖等；

（二）熟悉相關(guān)的規(guī)格書內(nèi)容和規(guī)范、規(guī)則的要求；

（三）準(zhǔn)備相關(guān)的設(shè)備資料，所有閥件和附件的資料以及相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；

（四）了解船廠管子的制作和安裝工藝，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

三、管路布置要點(diǎn)

管路布置應(yīng)滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則、規(guī)范、規(guī)格書、建造計(jì)劃書、系統(tǒng)原理圖的要求，同時(shí)要考慮船廠的管子加工與安裝工藝水平。管路布置要盡量簡單、合理、美觀，按照先布置大管后布置小管、先布置特殊要求管后布置一般要求的管的原則進(jìn)行。凡是在船體分段成型前要進(jìn)艙安裝的管子、加熱管單元，必須將進(jìn)艙要求通知船體，根據(jù)船體結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備和主于電纜的布置對管路、設(shè)備、舾裝件進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，合理確定各自的進(jìn)艙順序。

（一）一般管路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.管路的布置應(yīng)具有合理性，如所有燃油艙柜的空氣管、溢流管和測量管，都應(yīng)避免通過居住艙室、精密儀器艙、糧庫等貯藏艙室。淡水管路不得通過油艙，以免管子破損或滲漏時(shí)污染水質(zhì)。同樣，油管路也不得通過淡水艙。如不可避免時(shí)，應(yīng)加設(shè)管遂或用套管連接。其他管路通過油艙時(shí)，應(yīng)遵照規(guī)范要求加厚管壁，并在艙內(nèi)不得有可拆接頭即套管連接。

2.管路的布置應(yīng)具有安全性，如蒸汽管、油管、水管和柴油機(jī)排氣管等，應(yīng)避免布置在 配電板及其他電器設(shè)備的上方及后面，并盡 量遠(yuǎn)離配電板周圍。油管路還應(yīng)避免在鍋爐、煙道、蒸汽管、廢氣管及消音器的上方通過。凡通過防火區(qū)域的管路，應(yīng)采用滿足船級社認(rèn)可的節(jié)點(diǎn)形式。管子穿過水密或氣密結(jié)構(gòu) 處，應(yīng)采用貫通件或座板。

3.管路的布置應(yīng)具有可操作性，如裝在花鋼板以下的閥件，其手輪應(yīng)能方便操作，不 便于操作的閥件，應(yīng)將閥桿延長或配閥叉操作桿。

4.管路的布置應(yīng)具有可維護(hù)性，如在管 子附件、濾器等設(shè)備上設(shè)有放泄裝置，用來放 泄管子內(nèi)的殘余空氣及液體。

（二）特殊管路（以風(fēng)管為例）的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.風(fēng)管布置必須考慮船體結(jié)構(gòu)、船體線型，風(fēng)管的開孔和露天甲板的風(fēng)筒、通風(fēng)頭的 形式、通風(fēng)頭的高度應(yīng)滿足規(guī)范要求，過A 級甲板或艙壁的通艙管件的長度應(yīng)滿足規(guī)范的要求。

2.應(yīng)臺合理分配風(fēng)量，風(fēng)管和風(fēng)口布置要 合理，散熱區(qū)應(yīng)重點(diǎn)供風(fēng)，通風(fēng)口應(yīng)對準(zhǔn)主輔機(jī)增壓器吸氣濾網(wǎng)、主副空氣壓縮機(jī)和鍋爐 燃燒器的上方，以保證設(shè)備的用氣，并且供風(fēng) 不要直吹熱源，而主要是先吹人（經(jīng)常站立的 工作位置附近），再流向機(jī)械設(shè)備。分油機(jī)室、 獨(dú)立的抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，抽風(fēng)口應(yīng)布置與供風(fēng)口 成對角的對流路線，以充分利用新鮮空氣。機(jī)修間、電焊間、噴油頭間、分油機(jī)室抽風(fēng)口應(yīng) 布置在艙室的上方。因CO2比空氣重，泵艙為深艙，故CO2瓶室、泵艙的抽風(fēng)應(yīng)布置在下 方，送風(fēng)在上方。

3.風(fēng)管布置必須考慮機(jī)艙行車、主機(jī)平臺、主機(jī)上下花鋼板平臺的欄桿、扶手以及與其他吊粱是否相碰，同時(shí)也要考慮主干電纜的走向 和天花板、絕緣的高度及厚度。

4.風(fēng)管的走向及尺寸應(yīng)按照原理圖布置，若因受各種條件限制要改變系統(tǒng)圖中風(fēng)管的尺寸，則應(yīng)按當(dāng)量直徑進(jìn)行換算或按標(biāo)準(zhǔn)《船用通風(fēng)系統(tǒng)管路和附件的公稱通徑》。

（三）管路的空間位置與尺寸的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.管路管段的劃分要考慮管子加工流水線的工藝要求，DNl5一DNl50的管子盡量采用機(jī)彎，盡量采用先焊后彎，后采用定型彎。

2.應(yīng)按照船體分段的劃分和建造方針進(jìn) 行管子的劃分和組托，分段間的補(bǔ)裝管（調(diào)整管）應(yīng)為800 mm一1000 mm，即法蘭距分段線400 mm一500 mm，通艙管件應(yīng)在200 mm-250 mm之間，污油水的報(bào)警高度一般為150mm。

3.應(yīng)考慮風(fēng)管、單元、主機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備或舾裝件進(jìn)艙所需的空間。

4.管路附件、閥件、濾器等的布置應(yīng)考慮其操作、使用維修、保養(yǎng)、拆檢的可能性和方便性，特別是海水總管的濾器蓋及螺栓50mm范圍內(nèi)不得布置管路及舾裝件，以方便濾器的開蓋清理。

5.靠近船體結(jié)構(gòu)處、設(shè)備座架處的管子， 要考慮船體和座架的涂裝要求，對蒸汽管、熱水管等要考慮絕緣厚度。

6.管路的布置必須注意設(shè)備基座、箱柜、 船體結(jié)構(gòu)、人孔、梯子、門窗等舾裝件的尺寸， 并與它們之問留有足夠的間隙（不少于50mm）。7.管子與管子連接件之間不少于15 mm與船體結(jié)構(gòu)之間不少于20mm，包絕緣 的管邊距電纜和空調(diào)風(fēng)管之間距不少于200mm。

8.必須考慮管碼的安裝位置及連接件的 拆裝，有條件的地方應(yīng)采用排碼。

9.船舷排水孔應(yīng)避免布置在救生艇及舷梯卸放區(qū)域內(nèi)。

四、圖紙資料的核實(shí)

管路綜合布置完成后，應(yīng)核實(shí)綜合布置 過程中所使用的船體結(jié)構(gòu)圖、管路系統(tǒng)圖、設(shè) 備布置圖、設(shè)備資料等是否為最新版本，設(shè)備 的進(jìn)出口位置、設(shè)備座架是否與管子、船體結(jié) 構(gòu)相碰撞，船東、船檢的退審意見是否反映到 管路布置圖中，這些工作往往會隨生產(chǎn)設(shè)計(jì) 的緊張展開而遺漏，在建造和報(bào)驗(yàn)過程中造 成返工。

五、結(jié)語

管路綜合布置對設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)有著很高的要求，不但要求具有一定的專業(yè)理論知識，而且必須具備相當(dāng)豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不但 要熟悉規(guī)范和規(guī)格書，而且要對船廠的制作 和安裝工藝，以及組織生產(chǎn)的 方法，各有關(guān)作業(yè)生產(chǎn)的流程等都要比較熟 悉。同時(shí)，加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)溝通工作， 加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)，提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè) 技術(shù)水平，增強(qiáng)責(zé)任心，也是提高管路綜合布置質(zhì)量的一個(gè)重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]王運(yùn)龍，王晨，韓洋，林焰. 船舶管路智能布局優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，04：513-518.

[2]范小寧. 船舶管路布局優(yōu)化方法及應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2006.