第一章第二节管路综合布置步骤.doc

个人收集整理 勿做商业用途第二节 管、风、电综合布置步骤管、风、电放样布置是一项十分细致的工作，在进行“数字化放样”前，必须充分做好图纸资料的准备工作。一、 准备工作范围及内容（一)熟悉有关图纸1、由上层建筑的布置图和结构图以及舱室布置图和有关舾装、敷料图,熟悉船体房间结构、门窗装置、房间家具布置、木作敷设等；2、由机舱布置图了解主(辅）机械设备、箱柜等布置情况；了解花钢板、平台等高低位置，还要注意电气设备的布置情况。3、在考虑管、风、电布置时,应由系统原理图中了解系统原理及其性能，熟悉图纸中附件、泵、热交换器、风机、电气设备以及专用机械设备的组成和在系统中的具体作用;了解系统之间的相互联系。4、熟悉电缆图纸,注意主干电缆的具体布置（高低及宽度、厚度等尺寸)；5、由主、辅机电设备的机座结构图及非常用产品设备的外形图或总图,了解花钢板以上空间情况，便于空间管路合理布置。(二）调用背景数据资料1、调用船体平面模型和板架模型,了解船体空间形状;2、调用船体基本结构数据模型，了解纵强横梁、扶强材、加强筋、支柱、舱室布置及海底门等位置；（三）资料的准备1、轮机说明书（包括动力管系及其它主要管系的说明书）；2、主机和发电机组说明书(包括注有油、水、气各系统进出口定位尺寸的总图或外形图）；3、各种系列产品（如空压机、风机、分油机、泵类等)的说明书;4、船用阀件产品样本或手册，以及国标、部标的有关管路附件的样本;5、工厂常用的有关管子规格及弯模半径表等；二、 综合布置方案的确定船舶管、风、电综合布置有许多可供选择的形式,如分层布置、区域布置等,但最终选择形式应视船舶类型、吨位大小、机舱布置状况,并考虑工厂的实际生产工艺及船舶营运操纵而定。在一般情况下，一艘新建船舶的机电舾装布置,是在确定舾装工艺的前提下，按船舶类型进行区域、空间、层次的划分,选择最佳布置形式.（一）区域、空间、层次的划分区域的划分通常有总体区域和局部区域二种划分法.所谓总体区域划分，是指根据船体的类型和构造特征，对船体总体构造划分出若干施工区域。所谓局部区域划分，是对总体区域进行再分解，以管路布置的空间范围、工作量和工作进度要求等作为分解依据。对不同类型的舰船，可以有不同的总体区域划分方案，如:1、货船的区域划分。货船一般包括干货船、散装船和集装箱船等。这些船舶总体构造的共同特点是上层建筑简单。除机舱以外的大部分空间均为货舱，因此，其总体区域划分,大体可分解成机舱区域、上层生活建筑区域和除机舱以外的货舱区域。2、客船的区域划分。客船的主要任务是载运旅客，兼载少量货物，其总体结构特点是具有较大的舱室面积、多层的甲板建筑。对于这类船舶的总体区域划分可简单化为机舱和舱室两大区域。3、油船的区域划分。油船的建筑形式与上述两种船型有很大不同.显著特点是：油船是双层底船,绝大部分为单层甲板；油船不设货舱口，只设圆筒形的油气膨胀舱口;大型油船除动力机舱外，还设有锅炉舱和货油泵舱；在甲板上设有连接首尾楼和中央楼的步桥.大型油船也有在甲板下设内部纵向通道的.因此油船可分解成机舱区域、炉舱区域、货油泵舱区域、上层建筑区域、甲板(包括步桥)区域和货油舱区域。（二）空间层次的划分区域分解只是确定综合布置的总体方案，它还不能成为具体工作的切实依据。因为上述区域的划定仍是多层次空间，如果将多层次空间通过投影叠加在投影面上，势必成层次重叠，内容混杂难以辨别，严重影响工程图的正确性；且因区域范围过大,工作进度也难以保证。因此尚须对总体区域进行一步分解。对于船舶管路布置,其空间概念一般都是以船舶的某一部分的上下（甲板)、左右（舷侧）、前后（舱壁）的结构物为界限。因此在划定区域范围内，还可进行空间层次的划分。例如:1、机舱区域的层次划分。在常见的舰船中，机舱部分一般有两种形式：一种在船的中部,一种在船的尾部。无论是哪种形式，机舱的构造总是深井式的，下自内底板，上至烟囱,中间还有若干层平台和甲板。如图1-21所示,由下至上共有59个层次。倘机械地按层次划分，显然层次划分过多，因此，对于机舱区域的空间层次划分，应视机舱的机电设备布置和管、风、电布置的情况而定.2、机舱的第一个空间，应是自内底板至平台甲板这一层次，它布置的设备为最多，系统管路也相应多而集中;其次为下平台甲板，有大量的风道和电缆要布置;再次为上平台甲板，上甲板以上为最次,图1-22所示为机舱底部布置图。底部除布置主机外，还布置直接服务于主机的各种泵、热交换器及箱柜等设备，以及其它主要系统的各种泵和设备。因此，将机舱后部分为一个独立层次是恰当的。平台甲板的布置情况如图1-23所示，甲板上机电设备有集中,作为单一层次划分也是恰当的.在现代大型船舶中还设有多层平台甲板，以更多机电设备布置。对此，凡属上甲板以下各层，一般均可按层进行划分；至于上甲板以上，则可视机电设备和系统管、风、电布置数量多少,进行适当的多层次划分.在对机舱区域进行空间层次划分的同时，倘考虑到比例绘图工作量及工艺进度的平衡，则可按实际情况对某一层次进行再分解.例如，机舱底部层次可按纵中线为界，分解成左侧平面和右侧平面。图121 机舱布置局部主视图图1-22 机舱底部布置图图1-23 机舱平台平面布置图3、甲板区域分解。一般都以船舶自身甲板层次划分.某油船的甲板区域如图124所示那样，分解成A甲板、B甲板、C甲板、驾驶甲板和罗经甲板等5个层次的局部区域.倘若是客船甲板区域，而且是大型客船的舱室与设施较多的特长甲板，则可选择适当肋板横向分解成为首（前)、尾（后)两个区域，甚至可再以纵中线为界进行再分解。（三）其它区域的分解其它区域，即为机舱和上层建筑之外的部分。对于货船来说，主要是全船的液舱和货舱（倘设有管隧也应包括在内）。鉴于这一区域船体构造特点，以及管路分布的状况，通常采取与机舱、甲板截然不同的分解手段和表示形式。对管隧部分其工程图的输出仍保持完整的平面比例绘图；对各液、货舱则采取以剖视为主要表示形式,如图1-25所示。综上所述，空间、层次的划分有许多形式，但每一种形式都是划定一个有限空间。对于总体区域来说，它是一个有限空间；对于局部区域乃至每一层次、空间的划分,仍然是从总体区域这一有限空间中分解出来的若干个较小的有限空间。因此，总体区域是若干空间层次区域的组合。不论是哪种类型的船舶,在确定建造方案后，即可按建造工艺要求,对该船进行总体区域划分和分解，切实地完成轮机舾装综合布置工作。图124 甲板区域的分解图125 横剖面管路布置图图126 油轮机舱低层甲板布置图1. 燃油与滑油分油机单元 2、消防与舱底总用泵单元 3、辅冷却海水与空调冷却水单元 4、左舷燃油驳运泵单元 5、压载泵单元 6、中央供水单元 7、齿轮箱滑油单元 8、淡水供水装置单元 9、日用水供水装置单元 10、没有形成单元的机械设备 11、中间轴承的液压泵 12、中间轴承 13、主机燃油供应单元14、辅锅炉给水泵 15、污水井。三、工程图输出比例的选择管系数字化放样是通过调用船体专业已按区域设计完成船体数字模型,以及具有PIM（Product Information Model）的设备及铁舾装件作为背景为管、风、电放样定位坐标，在三维的虚拟空间中进行1：1的的放样装配工作.经过相应的干涉检查、可装配性检查、人体工程学的评估等综合平衡后，按施工的规定要求，输出满足施工要求的工程图纸,它作为施工图,能清楚无误地表达设计内容，但图幅不宜过大.综合布置图比例一般按1：10、1：25、1：50、1:100等比例在A3幅面的图纸中输出。一艘船的管路综合布置图，不能机械地选定某一种比例，应该根据船舶的主尺度和分解后的区域、层次面积，并结合图纸标准幅度选择恰当的绘图比例。四、船舶管、风、电综合布置方法应用数字化虚拟船舶设计技术法进行船舶管、风、电综合布置的主要步骤是：在三维空间中进行数字化三维船舶管路综合布置后,输出包括机电设备在内的管、风、电等综合布置图;输出局部区域管、风、电综合布置图或系统管路布置图;生成并输出管子单件图（小票图），电缆支架及通道部件图。如果采取单元组装和分段预装工艺，则需增加输出单元组装和分段预装图。(一）机舱管、风、电综合布置图的绘制1、按选定的比例,调用船体设计区域的主要背景，构建数字化虚拟放样的区域空间的基本结构,以便进行管路的布置。2、按相同的比例,调用PIM（Product Information Model)设备模型，并遵照机械设备的定位尺寸，在三维数字化区域空间按规范要求进行定位。3、对机舱中各管路、风管和电缆作整体考虑后，根据系统原理图以区域为单位在三维空间进行综合布置。为了使布置更合理、更周到，应按专业对管、风、电进行协同放样,然后再按系统，或按区域进行出图。布置总图上可用不同的颜色代表不同的系统(颜色选用可参阅CB348-75）。4、根据布置完成的数字化舾装模型分别生成各个系统或区域的布置图,图上只需画出与这个系统或区域有关的机械设备、附件等.（二）甲板管、风、电综合布置图的绘制1、按选定的比例，调用船体专业设计好的数字化甲板的船体模型形成基本结构背景。2、依据舱室设备布置图中对主要家具、卫生器具、取暖器等标定的尺寸,在甲板模型空间中调入主要的设备、卫生器具等PIM模型，其中应特别明显标出各种设备的接口位置。3、对甲板上各管系、风管和电缆作整体考虑后，根据系统原理图，以区域为单位进行布置。然后，再按系统或区域生成详细的施工图。此系统或区域布置图只需调用与此系统或区域有关的设备、附件即可。（三）系统管、风、电布置图的绘制系统管、风、电布置，是将管、风、电综合布置图按系统逐个分开绘制而成的。对于彼此独立的管、风、电系统，往往要通过全船各个区域，因此，在绘制管、风、电系统布置图时，需将全船各区域的管、风、电综合布置图连接起来,绘成一个完整的管、风、电系统布置图。可以通过按系统调用各分段设计好的数字模型的方法，生成相应的系统布置图。（四）管、风、电分段预装图的绘制在数字化三维船模建好后分别进行管、风、电分段预装图的绘制组织工作，以管子分段预装图的绘制为例：管子分段预装图是依据综合布置总图，在船体建造分段的范围内，详细绘出所有管路、附件的安装位置图。绘制分段预装图还应考虑分段之间的衔接，凡衔接处均应留有适当长度的嵌补管。绘制管子编上零件号，这些零件号应与各系统上管子单件号一致.管路附件也应编号，并列出附件明细表。标注安装尺寸应简明扼要，一般需标明该管子的高度，距船中心线尺寸，以及与相邻管路之间的距离等。（五）单元安装及单元组装图的绘制1、单元组装单元组装是指把船舶动力装置中的各个机械设备设计成组装式单元，并安装在船上指定位置的一种设计施工方法.要实现单元组装,首先必须完成组装式单元的布置工作。所以，单元组装包括组装式单元的布置和单元的安装两个方面。单元组装就是将一组辅助机械设备（如泵、热交换器、滤器等），以及有关的阀件、仪表、连接管路、小型电气设备等，按一定的技术要求进行组装布置和在车间内组装成一个适当的单元组装式单元，再经过试验、油漆、密封等工序，然后整体吊入船上指定位置进行定位安装。组装式单元一般可以布置成三种基本形式，或称三种基本单元。（1)功能性单元：组合在这种单元中的机械设备能够完成一种规定的功能，如发电、制造淡水、供应蒸汽等。在柴油机动力装置中还可把喷油嘴冷却、滑油循环、燃油供应、淡水冷却、燃油和滑油的净化等机械设备分别组成各种功能性单元.（2）综合性单元(亦称混合式单元）：组合在这种单元中的机械设备不只是完成一种任务，而是完成多种任务.例如可以把舱内的压载、舱底通用泵等组成一个综合性单元。（3）管子单元：仅由管子和附件组成的单元。它不能独立完成某个任务，只是连接以上二种基本单元的中间单元。在上述三种基本单元中，只有功能性单元在经过适当组织与详细设计之后，可以制成各种规格的标准单元供设计人员使用。后两种基本单元只能按船舶的具体情况临时布置和组装。在机舱中应用单元组装目前有二种方式：第一种方式为选用组装式单元。在机舱中的机械设备尽可能采用组装式单元。按照管理维护的要求，在机舱内合理的布置各个组装式单元。图126为一艘油轮船机舱底层的布置图。此船采用低速柴油机、单机装置,并选用固定距螺旋桨。在主机的前端与左右两舷,布置了各种功能性单元。前端是为主机服务的综合性单元1（包括滑油、缸套冷却水与主循环海水等几部分)燃油与滑油分油机单元；2、消防与舱底总用泵单元;3、辅冷却海水与空调冷却水单元；4、左舷燃油驳运泵单元；5、压载泵单元；6、中央供水单元；7、齿轮箱滑油单元；8、淡水供水装置单元;9、日用水供水装置单元；10、没有形成单元的机械设备布置在近尾部的左右舷外（其中，11、中间轴承的液压泵;12、中间轴承；14、辅锅炉给水泵;15污水井。)主机燃油供应单元13布置在右舷上部。上述各单元中，以单元1为最大，它集中了为主机服务的滑油管系、缸套冷却水管系与主海水管系的所有的泵、冷却器、滤器以及相应的管路、阀件等组成部分。这个为主机服务的综合性单元是中速柴油机动力装置的一种典型单元。第二种方式为区域单元组装。为使安装工作更合理，将机舱布置划分成若干个区域,形成几个大型的安装单元。这些单元分别在内场装配好，然后吊入船内安装，如果安装单元过大而不便吊运，也可以分几个小型安装单元,吊入机舱定位后合拢。区域性单元组装可采用组装式单元进行机舱布置,也可按传统的方法进行机舱布置，然后再确定安装单元。安装单元的划分应以船厂的实际能力（安装场地、搬运车辆的吨位、吊车的负荷等)而定。一般来说,单元越大,即每一个安装单元中所包括的机械设备越多，从船上转移到内场安装的工作量也越大，收效就越显著。单元组装的布置方案，简化了机舱布置及管系的布置工作，可根据单元轮廓尺寸进行机舱布置。机舱布置时,仅布置单元之间的管路即可，从而大大简化了布置工作。2、单元组装的设计应用单元组装技术的根本问题,在于妥善解决机舱中各个基本单元的设计。由于主机和辅机的功率及其形式、辅助机械设备的配置、机舱的位置和形状、使用部门对动力装置的具体要求等各种因素的影响,单元的设计工作是比较复杂的。单元的设计应考虑下列基本要求:（1）满足标准化、系列化和通用化的要求。组装式单元的“三化”有两个意思:首先，组合在单元中的各个组件（机械设备、阀件、管件等)本身应该是符合“三化”要求的；其次，由这些组件组装的一个单元也应满足“三化”的要求，并能适应各类船舶的不同动力装置的要求.在船舶柴油机动力装置中，为主机服务的主要管系的设备配置虽然随主机形式和功率大小而不同，但管系的基本功能是相同的。每个管系都可以确定一个或几个功能性单元进行标准设计（所设计成的单元称为标准单元）,然后可按主机功率进行分类，使标准单元系列化.设计这种标准单元以及使之系列化的关键在于管系的原理图也应该是标准的、通用的.同类型的船用柴油机较易做到这一点，而要使不同类型的柴油机能标准化组装成单元，就应对管系原理图进行分析比较，确定一个通用的管系图.为了使标准单元能适应各种类型的柴油机的要求，应尽量压缩标准单元的数量。在“三化”的基本前提下,标准单元应该具有局部调整的可能，以扩大它的应用范围。同一功率的柴油机可能用于不同类型的船舶或不同形式的机舱,为它服务的标准单元在机舱内的布置也不尽相同。为此，每个标准单元必须有几种不同尺寸和形状的方案，使标准单元具有较强的适用性。（2)合理的单元组装。一个标准单元，可以全部或部分地完成某个管系的某种功能。组合在单元中的组件越多，越能全面地完成所赋予的基本功能。可是，为了满足“三化”要求，不应使单元中的组件过多而妨碍它的通用性。同时,组件越多，单元的重量、尺寸就会增加，不利于运输和在不同形式的机舱中的定位安装.一般而言，组合在单元中的组件应该包括指定功能的全部机械设备（包括备用的在内)、管路、附件、仪表和小型电气设备等。组装式单元在布置时力求紧凑，以缩短管路，减少重量和外形尺寸，但这不应该影响平时操作和日常维修工作。（3）合适的单元底座.单元底座是单元的一个重要组成部分。在内场组装时，单元中的全部组件都安装在这个底座上,它承受了单元组件的全部重量。为了把单元从内场运往船台并吊入舱内，单元底座必须具有足够的刚性。当单元吊入机舱安装时，此底座应与船体或船内固定基座结合，并形成支承单元的永久性底座。单元底座应尽量采用较小的构架式底座，或者合理利用单元中的某些组件（如箱柜）作为底座，只有那些重量较大或振动较强的机械设备，如柴油发电机组、空气压缩机组、大排量水泵等单元,才采用基座式底座。(4）单元的重量与尺寸的限制。单元的重量和尺寸(外形尺寸）应使运输和吊装不发生困难为原则。为了使单元能适应不同的机舱，单元的外形尺寸和长宽比应有所限制.从最不利的安装条件考虑，单元的外形尺寸不应大于机舱天窗棚开口尺寸,它的长宽比大致以2：1为宜。若采取敞开分段预装工艺时，单元的尺寸就不受这个限制了。机舱中的组装式单元大致可分成两类:一类是为全船服务的组装式单元；一类是为主机服务的组装式单元。第一类组装式单元均为功能性单元，目前在国外船舶上广泛采用，且已形成标准化系列。设计人员可按具体技术要求直接选用。第二类组装式单元是在第一类组装式单元的基础上发展起来的，它可以是功能性单元也可以是综合性单元。为主机服务的各个管系中能够组成单元的有：主冷却水单元、燃油供给单元、油头冷却单元、滑油冷却单元、滑油冷却及循环单元、燃油净化装置、滑油净化装置、主空压机和空气瓶、燃油驳运泵单元等。由于主机形式的多样化，第二类单元的布置各不相同，一时还难形成标准化系列。五、综合布置图单件分解方法（一）管路单件分解对综合布置的管路进行单件分解,一般应按下列要求进行:1、管子弯曲形状简化。为了使管子加工（弯管、校管等）工艺不过于复杂，管子零件的弯曲形状应尽量简化。一般以每根管子不超过2只弯头为宜。2、接头分布匀称。考虑到管路安装和维修的方便，要求接头的分布尽可能集中在若干区域,并且分布排列匀称。对于集中布置的管路，其接头排序可采取并列、交叉、阶梯等形式。3、管子长度适宜.确定管子零件长度时，应顾及四个因素：（1)弯头多时宜短，弯头少时宜长;（2）机舱管路的管子，一般最长为34m；（3）甲板及其它不受长度限制的管子安装场所，也应根据情况（如镀锌等工艺设备的许可条件)来确定管子长度(一般管长不超过6m）。（4)弯管工艺的可能性；标准化的可能性。4、选好嵌补管。适宜长度一般为11.5m；倘为分段嵌补,则嵌补管必须跨越分段线.（二）单件的编号管路分解结束后,还需进行管子零件顺序编号。按比例绘图的惯例，编号一般可参照下述方式进行。1、从起点到终点。如自泵或其它器具的接头,至流体到达的终点顺序编号,并在序号前冠以系统代号，如、.2、先总管后支管。以海水冷却系统管路为例。一般可先从海水总管开始起编;总管上的支管则应于总管顺序编号完毕，再从某一路支管起编，直至支管路编完；再继以另一支管路起编,直至系统管路编完.3、管路编号应做到顺序完整不漏号，若中间发生漏号，应采取插入法补正。如56之间漏编一个号，可插入5a 的编号以补正。倘漏号在二个或二个以上,则分别以5a、5b、5c、补正.22