任务一船舶管路选材,一、船舶管路系统的含义及其组成 二、管系等级 三、船用管子的材料、规格、特性及选用 四、管路计算 五、管路质量检,返回,一、船舶管路系统的含义及其组成,在船舶动力装置中，“管路系统”是为专门用途而输送流体（液体或气体）来保证船舶动力装置可靠正常地工作的成套设备以及为船舶安全航行而设置的辅助机械、辅助设备、检测仪表、附件以及管路的总称，简称管系。 船舶管路按用途分为两大类：为推进装置服务的管系称为动力管系，以保证推进装置正常工作；为全船服务的管系称为辅助管系，以保证舰船的生命力、安全航行以及船员和旅客的正常生活和工作。 动力管系按其任务的不同，主要有五个：燃油管系、滑油管系、冷却管系、进排气管系、压缩空气管系。 辅助管系按其任务的不同，主要有：通风管系、舱底水管系、压载水管系、消防管系、蒸汽管系、疏排水管系。除此以外，根据不同类型的船舶还设置液压管系、浸水管系和生活水管系等。,下一页,返回,一、船舶管路系统的含义及其组成,动力管系与主发动机本身的设备联合工作，但管系中的机械设备并不属于发动机本身的设备，如燃油管系向发动机的供油设备提供燃料、压缩空气管系向发动机的启动系统供给启动空气等。在小功率或高速轻型发动机中，有些辅助管系就是发动机本身的一个不可分割的组成部分，是自带的设备，如发动机的冷却管系、滑油管系等。在大型船舶中，因长期航行于海洋里，在安全可靠及经济性方面有较高的要求，因而管系中设备较多，管路复杂，通常各管系是与主发动机分开的。 动力装置能否可靠正常地工作，除了取决于装置的主要设备（主机、辅机、锅炉等）本身的技术性能外，动力管系的技术性能也起着重要的作用。在动力装置的生命力方面，动力管系担负着更重要的作用。,上一页,下一页,返回,一、船舶管路系统的含义及其组成,为了保证动力装置可靠正常工作，对动力管系的基本要求有： （1）工作可靠性。在船舶倾斜、摇摆、颠簸、船体振动等各种特有情况下，管系能正常运转，船舶在各种特有情况和各种工况下，被输送的流体仍能在设计规定的技术参数（压力、温度、黏度等）下正常工作。 （2）管系的生命力。当管系的机械发生故障，设备管路发生阻塞或损坏等事故时，管系具有恢复正常工作的能力。如设置后备机械以担任几个任务以及使各机构能相互通用，又如流体的正常输送能从另一管路绕过故障而继续运行等。 （3）在满足生命力的条件下力求设备少，管路简单。这样一方面可以减小动力装置的尺寸和重量，减少投资；另一方面可以简化机舱布置，便于管理和使用，还可以减少操作错误。,上一页,下一页,返回,一、船舶管路系统的含义及其组成,（4）在采取兼用的措施时，必须防止关联管系之间工作中发生相互干扰，以致引起装置中的某些部分工作失常的严重情况，如一泵兼作燃油和滑油输送任务时，燃油和滑油发生相混的现象。船舶管系必须具有工作可靠性和一定的活力性。 工作可靠性是船舶管系必须具备的性能，它要求系统在运行中不出故障，同时也能适应特殊的工况，如：摇摆、颠簸、冲击、振动，以及对海水、湿空气及结冰等的抗御。系统的可靠性是靠正确地掌握系统的技术要求，零部件的合理选用以及准确地遵守安装的技术要求来达到的。 活力性是指对某些系统的特殊要求（海损时的排水系统、灭火系统等），要求它们不仅在正常工况下，而且在海损、火险等具有一定破坏和纵、横倾情况下，仍能正常工作。活力性是靠多套设置、分组设置和配备双套机械和管理来保证的。,上一页,返回,二、管系等级,为了确定适当的试验要求、连接形式以及热处理和焊接工艺规程等，对不同用途的压力管系，按其设计压力和设计温度，一般分为三级，见表11。 注：当管系的设计压力和设计温度中的一个参数达到表中级规定时，即定为级管系；当管系的设计压力和设计温度均达到表中级或级规定时，即定为级管系或级管系。 有毒和腐蚀介质、加热温度超过其闪点的可燃介质和闪点低于60的介质以及液化气体等一般为级管系；如设有安全保护措施以防泄漏和泄漏后产生的后果，也可为级管系，但有毒介质除外。,下一页,返回,二、管系等级,货油管系一般为级管系。 不受压的开式管系，如泄水管、溢流管、透气管和锅炉放汽管等为级管系。 其他介质指空气、水、滑油和液压油等。 热油指热油系统的循环油液。,上一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,（一）管子的材料、规格和特性 管子是用来输送各种工作介质的通道。由于各种工作介质的压力、温度、流量及腐蚀性不同，也就决定了管子的种类、规格的繁多及具有不同的特性。 在各类船舶上常用的管子主要有三大类别，即金属管、非金属管、复合管。下面对几种船舶上常用的管材予以介绍。 1.钢管 钢管按制造工艺分为有缝钢管和无缝钢管两类。钢管的材料有普通碳素钢、优质碳素钢、合金钢和不锈钢等，主要用于级和级管系的管子。,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,（1）无缝钢管 制造无缝钢管的材料牌号一般为10号、20号、30号等优质碳素钢，及A2，A3、A4等普通碳素钢，合金钢则为10Mn2、09Mn2V、16Mn、15MnV、12MnV等，不锈钢多为0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni10Ti、1Cr18Ni10Ti等。 无缝钢管由圆坯加热后，经穿管机穿孔轧制（热轧）而成，或者经过冷拔后成为外径较小的管子。 由于无缝钢管具有足够的强度，良好的延伸率和工艺性（既可冷弯，也可热弯和良好的焊接性），所以在船舶各管系中应用得最为广泛，例如：蒸汽管、燃油管、滑油管、压缩空气管、冷却水管、消防管等，规格见表12。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,注： 具有有效防腐蚀措施的管子，其最小壁厚可适当减薄，但减薄最多不超过1mm； 除液货闪点小于60的液货舱测量管外，表中所列测量管的最小壁厚适用于液货舱外部的测量管； 对于允许采用的螺纹管最小壁厚应自螺纹根部量起； 焊接钢管和无缝钢管的外径和壁厚的数值取自ISO的推荐文件336，若按其他标准选取管子壁厚可允许适当减小； 通过深舱的舱底水管和压载水管的最小壁厚应另行考虑； 直径较大的管子的最小壁厚应另行考虑；,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,舱底管、测量管、空气管和溢流管的最小内径应为：舱底管d=50mm，测量管d=32mm，空气管和溢流管d=50mm； 本表所列的最小壁厚一般是指公称壁厚，因此不必考虑负公差和弯曲减薄余量； 排气管的最小壁厚应另行考虑； 货油管的最小壁厚应另行考虑。 不锈钢管也属于无缝钢管的范畴，它除具备一般无缝钢管的特性外，还具有耐腐蚀性强、在高温下不易被氧化、不结皮、能保持较高的机械性能等特点，但是这种管子不宜热弯，在大量含有氯离子的介质中易产生应力腐蚀，它除用于潜艇中高温、高压、高清洁度、工作介质腐蚀性大的特殊系统外，一般船舶不宜采用，规格见表13。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,（2）有缝钢管 这类钢管由钢板卷曲后经焊接而成，根据表面颜色又分两种，其中之一是为了提高钢管的抗腐蚀能力，在管子表面镀上一层耐腐蚀的锌层，由于镀锌后的管壁内外表面呈银白色，人们习惯称为白铁管，而没有镀锌的有缝钢管统称为黑铁管。 制造这类管子的材料牌号有A2、A3、B2、B3等，A类钢多用于船舶。 由于有缝钢管所选用的材料无严格要求，故其机械性能也相对较差。白铁管只适用于常温和工作压力P0.1MPa以下的日用水、卫生水、舱底水等系统，黑铁管可用于输送低温低压的水和油等工作介质，有时也可用于低压的废气和蒸汽系统。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,2.铜管 常用的有紫铜管和黄铜管两种，紫铜管由含铜量99.5以上的纯铜拉制和挤制而成，黄铜管由铜基合金制成。两者相比紫铜管的韧性稍高一些，黄铜管的强度稍高一些。 （1）紫铜管 经退火后的紫铜管，质地柔软，工艺性好，具有很高的塑性和耐蚀性，但它不适用于高温、高压系统，再加之价格较贵，在一般的船舶上只用于压力表管或直径14mm的液压油类管，但在舰艇上得到广泛应用，如海水系统、液压系统、滑油系统等。 常用的紫铜管材料牌号有T1、T2、T3、T4、TUP等，由制造厂供应的紫铜管均未退火，故在加工过程中，首先应对弯曲部位进行退火，退火温度一般为550650之间，规格见表14。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,注： 外径和壁厚的数值取自ISO标准； 若按其他标准选取管径，管子壁厚可允许适当减小。 （2）黄铜管 黄铜管的特点是抗海水及空气的腐蚀能力很强，而且有很好的导热率，但由于冶炼困难，产量少，价格较贵，一般只用于热交换器的管束及通话管。 黄铜管系由H62、H68、锡黄铜HSn701、HSn621、铅黄铜HPb591、铁黄铜HFe59ll等拉制或挤制而成，黄铜管在加工过程中也均应首先进行退火处理。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,3.铝管 铝管是拉制或挤制而成的无缝管。一般船舶铝管由硬铝合金拉制而成，主要优点是重量轻、耐腐蚀、塑性好、易加工，常为一般轻型快艇所采用。由于其机械性能不及铜管，只适用于低温、低压的场合，如燃油管、滑油管、冷却水管路等。 常用的铝管牌号有LF2M防锈合金铝、LF2、LF21、LYll、LYl2等。这种管子既可冷弯，也可热弯，冷弯前需经退火处理。 4.钛合金管 钛合金是问世不久的新型材料，用这种材料制造的管子优于无缝钢管和紫铜管所具备的特性，且又克服了无缝钢管耐腐蚀性差和紫铜管强度低的问题，但由于其价格昂贵，规格较少，所以它目前的应用只局限于舰艇上某些特殊的场合。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,5.塑料管 塑料管一般由耐冲击聚氯乙烯制成，它除具有重量轻（比目前船上常用任何一种金属管都轻）及耐腐蚀性能强的特性外，还具有摩阻小、绝缘，隔音、吸振、耐磨、绝热、不需油漆、加工与安装工艺较简便等优越性，但是也存在着强度低、耐热、防火性能差、膨胀系数大、易老化、破损不易修补、焊接温度不易控制等缺陷。所以，目前这种管子仅用于工作温度在060、工作压力小于0.6MPa的管系中，如甲板排水管、污水管、洗涤水管、空气管等。随着塑料管材料性能的不断改进，制造工艺的不断完善，其必将会获得广泛的应用。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,6.玻璃管和有机玻璃管 玻璃管的优点是耐化学腐蚀性能好、清洁、透明、易于清洗、流动阻力小、价格低廉，缺点是耐压低、容易损坏。玻璃管可用于温度为30150且温度急变不超过80的介质，高强度玻璃管的工作压力可达0.8MPa。 有机玻璃管除了具有玻璃管的优点外，还具有强度高及耐温性能好等优点，适用于有腐蚀性介质的管道中。 7.橡胶管 橡胶管能耐多种酸碱液的腐蚀，但不耐硝酸、有机酸和石油产品的腐蚀，可用作抽吸管、压力管和蒸汽管等。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,8.双金属管 所谓的双金属管是指管壁由两层不同的金属组合而成的管子，即外层为10号优质碳素钢，内层为镀有0.60.8mm厚的T4号铜，管子的外径D为670mm，壁厚为1.56.0mm，管长L为37m。 这种管子具备了钢管和紫铜管的双重特点，既有较高的机械强度，又有较强的耐腐蚀能力，因此它一般专用于高压空气管路，常用于舰艇上。这种管子加工较困难，因钢和铜的熔点、机械性能都不同，所以最好采用冷弯工艺。 （二）管子的选用原则 管子的选用主要应遵循保证使用要求、工艺要求及经济性要求等三个方面的原则。,上一页,下一页,返回,三、船用管子的材料、规格、特性及选用,1.保证使用要求的原则 使用要求主要是指管系对管子的机械强度、刚度、尺寸大小、重量、抗腐蚀能力、耐热性等的要求。不同系统中的管子除要满足管内流通的工作介质在压力、温度、流量、抗腐蚀等方面的要求，还应考虑是否受水击、振动等外界环境条件的影响。 2.保证工艺要求的原则 管