船舶管路布局優(yōu)化方法及應(yīng)用

孫豐產(chǎn)

（中遠(yuǎn)船務(wù)（啟東）海洋工程有限公司 江蘇南通 226251）

摘要：管路布局是船舶設(shè)計中重要的組成部分，管路布局的質(zhì)量不僅影響到船廠的建造成本，更影響到后期船舶運營的妥全性和便利性。而船舶管路布局是一項繁瑣而復(fù)雜的工作，需要團隊協(xié)同作業(yè)，不同的設(shè)計師，不同的區(qū)域，受經(jīng)驗與知識面的影響，設(shè)計風(fēng)格、設(shè)計理念往往存在差異，這就要求設(shè)計人員在管路布局過程中能縱觀全局，統(tǒng)籌把握，在滿足各類規(guī)范和各項標(biāo)準(zhǔn)的前提下，優(yōu)化出最經(jīng)濟、最實用的管路布局。

關(guān)鍵詞：船舶管路；布局；優(yōu)化方法；應(yīng)用

1船舶管路綜合布局的準(zhǔn)備工作

船舶管路綜合布局的準(zhǔn)備工作主要以圖紙的準(zhǔn)備和繪制為主，由于船舶管路綜合布局優(yōu)化的復(fù)雜性和專業(yè)性，進(jìn)行船舶管路綜合布局工作必須做到細(xì)致耐心。應(yīng)該從以下幾個方面進(jìn)行船舶管路綜合布局的準(zhǔn)備工作。

1.1船舶建造相關(guān)圖紙的熟悉

船舶管路綜合布局的優(yōu)化應(yīng)該從設(shè)計時間開展，在設(shè)計時期對于船舶建造圖紙要有高度的重視，特別是對于船舶管路綜合設(shè)計圖、船體圖、相關(guān)系統(tǒng)的總圖、電纜走向和連接示意圖等進(jìn)行熟悉，以便對船舶設(shè)計的意圖和建造的主體有一個較為清晰而準(zhǔn)確的把握。

1.2船舶管路施工規(guī)范的熟悉

船舶管路綜合布局需要有相關(guān)的施工規(guī)范和行業(yè)規(guī)范作為前提，船舶管路綜合布局優(yōu)化人員應(yīng)該對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范做到熟悉和掌握，特別是對于較大影響的規(guī)則和程序更是要予以高度重視，以實現(xiàn)為船舶管路綜合布局提供優(yōu)化的基礎(chǔ)。

1.3船舶管路設(shè)備材料的收集

要全面掌握船舶管路和設(shè)備的信息，對于主要的材料進(jìn)行質(zhì)量上和性能上的嚴(yán)格控制，特別是對于船舶管路中管道、閥門、開關(guān)等重要器材和附件要有詳細(xì)的技術(shù)資料掌握，以便確保設(shè)備材料的性能適用于船舶管路建設(shè)和綜合布局優(yōu)化的需求。

1.4船舶管路建造的工藝準(zhǔn)備

船舶管路綜合布局的優(yōu)化前提是對建造管路技術(shù)的全面掌握，也就是說要對船舶管路建造做好工藝上和技術(shù)上的準(zhǔn)備，這樣才能夠效確保管路優(yōu)化過程中施工的可行性和建造的合理性。

2船舶管路綜合布局的優(yōu)化要點

船舶的管路布局首先應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從設(shè)計圖紙、施工計劃等方面進(jìn)行施工質(zhì)量的檢查，在此基礎(chǔ)上需要再進(jìn)行一些設(shè)計施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，例如在管路線路的布置上應(yīng)盡量做到簡單、清晰、合理、美觀，并且在線路的布置中遵循先布置大管道，后布置小管道，先布置特殊管道，后布置常規(guī)管道的原則。對船體管路的布局可以采用分段布局的方式，在每一次布局前都需要對油艙加熱管路進(jìn)行預(yù)先的加熱，并根據(jù)船體的結(jié)構(gòu)對相應(yīng)的設(shè)備、電纜等進(jìn)行預(yù)先的布置組合。

2.1一般管路的設(shè)計要點

船舶管路的布置首先應(yīng)當(dāng)具有合理性和科學(xué)性。例如，所有燃油儲蓄管就應(yīng)該與空氣管盡量分隔開，防止管道發(fā)生泄露造成爆炸事件。一些具有爆炸性或燃燒性液體、氣體的管道應(yīng)當(dāng)盡量避開控制室、居住室、儲存室等，防止對船上人員的正常生活產(chǎn)生干擾。淡水管應(yīng)與油管盡量分開，防止油管污染珍貴的淡水資源。若在實際情況中無法滿足以上要求時，需要對管道進(jìn)行加固和加密措施，如在管道外再設(shè)置套管或油密隧道等，防止管道發(fā)生泄露。其次應(yīng)該著重進(jìn)行考慮的是管路布置的安全性。在船舶的管路中有相當(dāng)一部分管道具有一定的爆炸性或燃燒性，例如蒸汽管、油管等。這些危險性的管路應(yīng)盡量避開電纜線路，并且盡可能遠(yuǎn)離電源。一些儲油管則應(yīng)當(dāng)避開熱源，例如鍋爐房、煙道、蒸汽管等。所有通過防火區(qū)的管路都必須采用特定的防火手段進(jìn)行加工。管路的布置還應(yīng)當(dāng)具備良好的操作性，只有這樣才能更好的完成對管路的日常維護和管理。一些需要經(jīng)常維護或使用的管路，如輸油管路、通氣管路等應(yīng)當(dāng)設(shè)置在較低的位置，并且應(yīng)當(dāng)將閥門設(shè)置在易于接觸的地方。最后，船舶管路的設(shè)置應(yīng)當(dāng)具有較強的可維護性，為此可以在管道、附件、過濾器等裝置上設(shè)置一定的排放裝置，可以對管道內(nèi)的氣體和液體進(jìn)行及時的排放和清理。

2.2特殊管路的設(shè)計要點

風(fēng)管屬于船舶管路中的特殊管路，在設(shè)計過程中需要采用特殊的設(shè)計方法和手段。首先在風(fēng)管的線路布置上應(yīng)當(dāng)充分考慮到船體自身的結(jié)構(gòu)特點、船體的外部形狀以及甲板的位置、高度等。此外，通風(fēng)口的結(jié)構(gòu)和高度應(yīng)當(dāng)符合船舶的建造要求，甲板的長度也應(yīng)當(dāng)根據(jù)船艙的長度進(jìn)行確定。其次需要對每一個通風(fēng)管道合理的分配風(fēng)量，通風(fēng)管道的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)當(dāng)科學(xué)、合理，要做到良好的散熱。通風(fēng)口應(yīng)當(dāng)對準(zhǔn)空氣過濾器，從而確?？諝獾馁|(zhì)量。鍋爐和液壓器應(yīng)當(dāng)設(shè)置在燃燒口的上方，確保熱源不直接與空氣接觸。通風(fēng)口應(yīng)當(dāng)盡量靠近人員活動較多的地區(qū)，其次再靠近設(shè)備運作區(qū)域以起到良好的通風(fēng)效果。抽風(fēng)口與供風(fēng)口應(yīng)當(dāng)采用對角線的設(shè)置方式。這樣能夠確保充分的空氣對流。機修間、電焊間、噴油頭間、分油機室抽風(fēng)口應(yīng)布置在艙室的上方。風(fēng)管的線路設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮到其他設(shè)備的空間位置以及其他線路的布置情況。在風(fēng)管的設(shè)計中要盡量避免線路的交錯以及風(fēng)管與其他設(shè)備的相互碰撞。此外還需要在風(fēng)管與天花板、地板間的間距問題。風(fēng)管的布置應(yīng)當(dāng)根據(jù)事先擬定的布置圖進(jìn)行，但在實際的施工過程中還需要考慮到現(xiàn)場出現(xiàn)的各種意外情況，在條件、標(biāo)準(zhǔn)允許的情況下可以做出一定的調(diào)整。

2.3管路空間位置與尺寸的設(shè)計要點

管路的空間位置劃分必須考慮到管路的加工工藝。對管道的施工應(yīng)當(dāng)盡量采用機彎的方式，即先焊接后彎的方式，并且應(yīng)采用定型彎的技術(shù)。而同時為了經(jīng)濟成本及整船重量考慮，又要求管路長度盡可能短，彎頭及各管路附件盡量最少。這樣就要求相關(guān)設(shè)計人員從整體協(xié)調(diào)船舶各設(shè)計專業(yè)間的布局，使船舶中各專業(yè)艙室劃分、設(shè)備布局更為合理。在完成焊接和定型后還需要對管道的表面進(jìn)行一定的處理，使得管道的抗腐蝕性和抗氧化性得到提升，確保管道的使用壽命。對管道表面的處理通常采用電鍍、噴漆、酸洗槽等方式。

（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污染水質(zhì)。同樣，油管路也不得通淡水艙。如不可避免時，應(yīng)加設(shè)油密隧道或套管，讓管路通過。其他管路通過油艙時，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。

（2）管路的布置應(yīng)具有安全性，如蒸汽管、油管、水管和主機、發(fā)電機排煙管等，應(yīng)避免布置在配電板及其他電器設(shè)備的上方及后面，且盡量遠(yuǎn)離配電板周圍。油管路還應(yīng)避免在鍋爐、焚燒爐、煙道、蒸汽管、排煙管及消音器的上方通過。凡通過防火區(qū)域的管路，應(yīng)滿足船級社認(rèn)可的節(jié)點形式。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結(jié)語

綜上所述，船舶管路綜合布局優(yōu)化是一項復(fù)雜而繁瑣的工作，涉及的面比較廣，要考慮的細(xì)節(jié)也比較多，團隊協(xié)作時要保持情報共享、步調(diào)一致，對于不同的管種要考慮好空間的分布情況，盡量避免錯綜復(fù)雜，這樣會增加安裝的難度，不利于船廠的成本控制以及增加后期維護的難度?？偠灾?，良好的管路布局對提高船舶管系設(shè)計質(zhì)量，縮短船舶總體設(shè)計周期，提高船舶設(shè)計建造效益等意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1]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.

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

[3]劉少卿.基于維修性的船舶管路布局優(yōu)化研究[D].武漢理工大學(xué)，2010.endprint