陈 平

(中外运长航集团金陵船厂,江苏南京 210015)

1 化学品船管路系统特点

(1)危险性。化学品船的装载品种较多,可同时装载不同性质的液体货物。这些货物易燃易爆,具有一定的危险性。

(2)系统多。围绕液货和服务于液货的系统有二十多个,包括液货驳运、扫舱系统、洗舱水系统、加热系统惰气等。

(3)管材管子多。管材有碳钢管、不锈钢管、铜镍管、GRP管等。37 300 t化学品船仅货舱甲板管子就有 4 000多根,且不锈钢管占其多数。

2 货舱甲板结构特点

目前化学品船货舱甲板多采用反向结构的设计,是为了减少舱内结构,更容易保证内部舱壁的特涂质量,又使得液货舱的洗舱方便,无结构遮挡。根据 2004年通过的《1974年国际海上人命安全公约》修正案,500 t以上的油船装货区要设结构检验通道,这样就加大了建造成本。所以化学品船多采用船内横舱壁为槽型舱壁,甲板为反向结构。37 300 t化学品船甲板结构见图 1。甲板横向隔 2～3个肋位有强结构,纵骨为HP280X11球扁钢。

3 甲板管路布置特点

管路布置前期,必须对船体结构、各系统特性等进行分析。由于甲板结构的特点,甲板上只有横向强结构,纵骨为球扁钢无强结构,甲板步桥高 4 m,所以 37 300 t化学品船甲板管路布置时,结合甲板船体结构特点及系统的要求,综合油船甲板管路布置特点,方便船员在甲板上就近从左舷到右舷横向行走,纵向管路其管子的高度距甲板为2 000mm以上。管子较多,管子布置时应相对甲板2 000mm以上平铺。横向管路靠近横向结构和贴近纵向球扁钢布置。杂用空气接头及消防栓等布置在步桥栏杆两侧,使用方便。

图1 37300t化学品船甲板结构图

对于长度过长货油管路,考虑工作状态和非工作状态及环境的温差产生伸缩变形,在适当的位置增加 Ω膨胀弯,消除管路的线膨胀。非货油管,例如电缆管,采用膨胀接头。

本船规格书要求所有系统的阀件为双套。采用以上布置,管路重叠少,便于操作人员到达工作场地,有效地解决了施工、检测、维修、操作困难的问题。37 300 t化学品船甲板管系布置如图 2所示。

本船在设计阶段充分考虑管支架的设置,利用甲板步桥为依托布置管路支架,支架设计为组合支架,材料为 14 b的槽钢;隔 2～3肋位设 1个管支架,主要设置在横向强构件上,有利于管系单元的制造和整体吊装。

图2 37300t化学品船甲板管系布置横端面图

4 货舱甲板管路设计布置注意要点

(1)货油管、扫舱管、液货舱透气等介质为液货的管路要有一定的斜度。因化学品船的特点,可运输不同的化学品和根据需要变换运输货品,在变换货品前要对货舱及货油管进行清洗。为了彻底清洗管路,减少残留液,在管系布置时货油管、扫舱管要有一定的斜度,管路不得有兜油现象和无法放泄的死角,以便于有效清洗管路中的残留液体,有利于管路中的液体自流到液货舱内。液货舱透气管应有一定的斜度,便于汽化的液货冷凝后自流至舱内。要加泄放管以保证每一处的管子应能自由放空。

(2)水平管路在有一定的斜度时采用偏心异径接头,将管子变径。变径三通应采用偏心三通,避免管子兜油,以保证和货油相关的系统管内无残液。

(3)为了减少管路泄漏造成的危险,对于液货管应尽可能减少用法兰连接,采用管子对接形式。

(4)因化学品船使用大量耐腐蚀性强的不锈钢管材及附件,且有些焊接不得不在现场完成,所以在管路布置时要考虑管子焊的工艺性要求。在布置管路时,平行管之间要留有可操作的焊接空间。最小间隔为100～150mm,2道焊缝最小间距为50 mm,使其保证焊接质量。

(5)在货油泵、加热器等设备上方不得布置管子,留有足够的空间便于设备的吊装、维修。

(6)管系的组合支架应在船上和单元制造时拉线安装,以保证各支架受力均匀。

(7)甲板集管区装载排岸管,其各管之间的间距,管端距舷边的距离、管端距油盘的距离,必须满足《国际石油公司海运协会》的相关要求。

(8)不锈钢法兰的选用:液货、液货扫舱、液货透气、洗舱系统不锈钢管路的连接法兰选用GB2504 (DIN2501)对焊法兰(带颈子法兰),其余系统选用GB2506搭焊法兰。另外根据规范要求对于Ⅰ级管路,压力≤1MPa、温度≤400℃、法兰外径＜150mm的可选用 GB2506搭焊法兰,DN150及以上的法兰选用GB2504(DIN2501)对焊法兰(带颈子法兰)。由于对焊法兰价格较贵,所以在满足要求的情况下尽量选用搭焊法兰。大部分不锈钢管路系统使用了PTFE(TEFLON)垫片,而此垫片质地比较坚硬,考虑到密封效果,不锈钢法兰的密封面选用 DIN2526标准。

(9)钢支架及管夹选用。化学品船上和货油相关的系统,管材多采用不锈钢。其管子与支架,管子与 U型管夹之间应加聚四氟乙烯隔层。这样既防止不锈钢的渗碳腐蚀,又避免管子与支架的轴向移动摩擦,产生静电、火花。

甲板管系较多,宜采用组合支架,但需要对支架的强度进行核算。支架要有足够的强度,否则引起管系振动、支架变形等后果。

甲板管子支架多依附在甲板步桥上,故在甲板步桥设计时其步桥支柱的强度应统筹考虑。

(10)不锈钢材料选用:不锈钢材料有许多牌号,相同牌号的管子的化学成分也有区别,所以不同系统应该根据船舶规格书及具体使用要求选用合适的管材,同时配套选用相应材料的管附件(法兰、弯头、三通、异径等)。

5 结语

船舶管路布置是船舶生产设计中的重要环节,管路布置质量的好坏,不仅影响到船舶建造周期,而且也影响系统功能的实现和设备的正常运转,同时也影响船舶售后的使用。生产设计人员应该根据规格书的要求以及各系统、设备和施工工艺要求,分析船体结构特点,统筹策划管路布置。37 300 t化学品船管路生产设计得到了船东的肯定和好评。