管系安装方法

12.7.2　管系安装方法

管系安装包括管子、机械设备和附件等的安装。管系的安装应按管系综合布置图和管子零件图提供的管子定位坐标尺寸进行安装。管路安装工艺主要有：系统安装法、分段预装法、单元或模块安装法。

12.7.2.1　系统安装法

系统安装法是一种传统的安装方法。这种安装方法是待船体合拢形成整船后，根据管路系统图或管子零件图逐根安装，并以系统为单元检查其安装的完整性。这种安装方法只能在船上进行，由于各工种施工人员集中在船上施工，出现抢时间、抢安装位置现象，故需要妥善安排好管件吊运和安装的顺序，确保安装有条不紊地进行。

管系安装一般以管子零件图为依据，不管用何种方法绘制的管子零件图，都标注有管件在船上安装位置和坐标尺寸（见图12.7－9）。坐标设定船艏为“前”，船艉为“后”，左舷为“左”，右舷为“右”：

x——横向基准面，即以某肋骨号为基准向前量取尺寸为（＋），向后量取尺寸为（－）。图12.7－9所示FR30 374，即第30号肋骨向前374mm为安装位置。

y——纵向基准面，即以船体中心线为基准左舷为（＋）、右舷为（－），图12.7－9所示－4 394，即右舷距船体中心线4 394mm为安装位置。

z——垂直基准面，即以某层甲板面为基准，向上取尺寸为（＋），向下取尺寸为（－），图12.7－9所示2H1 170，即表示第二层甲板，向上1 170mm为安装位置。

图12.7－9　管子零件图

系统安装法是传统的落后工艺，对于同一区域不同系统，不是同时进行安装，因而造成安装质量差、效率低，还可能造成返工现象。但由于受各种条件的限制，个别小船厂或建造小型船舶仍然采用系统安装法。

12.7.2.2　分段和总段预装法

分段和总段预装法是将传统的在船台、码头上的管系安装，提前到分段、总段上进行的管系安装方法。即在分段和总段建造完成后，按照管系综合布置图和管子零件图提供的安装尺寸，安装通过该分段和总段的所有管子。分段和总段预装法通常称为分段预舾装和总段预舾装，除安装管子外，还包含阀件、仪表和其他铁舾装件的安装。

1）分段和总段管系预装的目的

（1）由于管子提前在船体分段和总段制造阶段安装，则扩大了平行作业面，从而减少和分散了船台与码头综合舾装工作量，改善了各工种施工的高度集中的状况，大大地改变了过去船台和码头立体交叉作业的混乱状况。

（2）改变了船台、码头上管子安装的恶劣条件，使大量的朝天、高空作业转化为平地、平面作业，降低了劳动强度，改善了劳动条件，从而也提高了劳动生产率。

（3）由于施工程序和施工方法的变更，为提高机械化作业程度创造了条件，从而提高了产品的质量。

（4）减少了在船台工程阶段的二次除锈处理和油漆涂装工作。

（5）分段预装工艺的实施，对促进生产管理水平的提高，船台周期和整个船舶建造周期的缩短，都将起到良好的综合效果。

2）分段和总段预装应具备的条件

（1）船体分段结构施工图必须深化、细化。将一些可以在结构图中能表示清楚的预舾装件应尽可能地绘制在分段图上。

（2）管子、电缆的放样应按区域进行，改变原来按系统综合放样工艺，并按区域绘制管子、电缆综合布置图，管子、电缆附件及吊架型式的设计，应考虑分段预舾装的可能性。

（3）按区域或分段绘制管子安装图和编制管子预装清册或图册。

（4）绘制管系、电缆综合布置图的人员，必须向船体提供各分段上通过结构的管子、电缆及其开孔尺寸、坐标、委托单或布置图，并应在船体结构放样前予以提供，以满足船体分段开工的要求。这就要求管系、电缆的综合布置图必须提前进行。

（5）为合理安排生产，还必须编制分段预舾装件加工制造、安装工作项目明细表。

（6）生产管理人员应根据船体分段建造的先后次序，安排好预舾装件的加工制造日程表，以保证两者的良好衔接。

（7）合理安排好分段建造周期和场地，并应留有一定的时间进行预舾装工程。

（8）应将规定的分段预舾装件的项目、内容作为分段提交完整性验收内容之一，进一步保证分段安装的完整程度。

3）分段和总段管系预装的内容

（1）双层底分段的管系预装。双层底内的穿舱管子，如舱底、压载、燃油输送、蒸汽加热等管系均要求在船体分段装配过程中，就将管子放进去并安装完成，或将管子作临时固定，然后随分段一起吊上船台进行大合拢。

（2）机舱平台甲板和机舱范围内的甲板分段和总段的管系预装。这类分段的建造特点是翻身建造。因此，以甲板反面的管子、风管和电缆进行预装最有利，可使仰装的不利因素转化为俯装的有利因素，减轻劳动强度，提高生产效率。若平台分段再翻过来正放并进行总段组装时，又可在平台甲板上面预装机电设备和机座，尽起重能力的最大限度进行预装。

（3）舱壁分段和舷侧分段的管系预装。舱壁分段和舷侧分段的预装主要包括管子和阀（器）件。这些分段的建造方式是卧造，使原来需要侧装的管子可以俯装，这也是减轻劳动强度的有效方法之一。

（4）上层建筑分段的管系预装。上层建筑分段一般都采用翻身建造法。因此，对于甲板反面的日用海、淡水及污、排水，以及电缆和空调风管进行预装较有利。若上层建筑采用总组整体吊装，即所有的舾装件在分段装配平台上组装成一个整体后，一次吊上主船体合拢。其预舾装内容还包括舱室舾装（木作围壁、门、窗、家具等）、盥洗室用具、厨房用具、甲板绝缘敷料，甚至还可将外部舾装设备也装上去，如救生艇吊架和绞车、天线、消防设备等。

（5）甲板分段的管系预装。除机舱部分以外的甲板，也是采用反造方式来进行顶部管路安装的，其中包括电缆紧钩的安装。

12.7.2.3　单元（或模块）组装法

单元组装法也称内场组装法，是与船体平行作业的一种管系安装方法。它是将船体的若干区域内的管路及设备，在车间内事先组装好，形成若干个“单元”或“模块”，然后吊到船体分段或船上安装，并将它组合成完整的系统。

单元是在综合布置图中进行分解、划分而成的。单元可以由几个简单的舾装件及管子组成一个简单的小型单元，也可以由许多舾装件和若干个简单单元组成复杂的大型单元。单元组装并不局限于机炉舱内的机械设备及管路的组合，也可以延伸到全船各个部位。例如：把盥洗室内所有设备连同围壁和甲板构成一个“卫生单元”，在内场全部组装后整体吊上船安装。单元可以是由船厂根据实际情况自行制造的专用单元，也可以是由专业制造厂制造的标准单元。

1）单元的分类

单元可以是简单的小型单元，也可以是复杂的大型单元；可以是标准单元，也可以是根据具体要求组成的专用单元，但不外乎可以组成下列几种形式。

（1）零部件单元。零部件单元又称单件小单元。例如：由几根管子和支架构成的集束管单元，见图12.7－10。

图12.7－10　零部件单元图

小单元的范围很广泛。为了减少外场的工作量，凡是能在内场预先组合起来的零部件，应尽量在内场组装。这些组合件在内场组装时，应保证各连接端面与布置安装的零件组合图的安装位置、尺寸相符合。如果将管束单元同机舱的花纹钢板及格栅共同组成一个综合的管束单元，它就既能保证单元的刚性，又能减少外场安装的工作量，避免搬运过程中的变形，如图12.7－11所示。

图12.7－11　管束与花钢板组成单元图

（2）设备单元。设备单元是以若干台设备与其联合基座作为单元的主体，围绕其进行管子、管子吊架、阀件、附件、构架，以及花纹钢板、格栅、通道等组合而成。例如：主机滑油冷却器单元、油舱加热盘管单元等。

（3）功能性单元（模块）。功能性单元，也称功能模块，一般是指动力装置模块。由于动力装置结构本身一般均较紧凑，且用途广泛、数量庞大，因此，其模块化水平很高。动力装置模块化，最根本是整个机舱的模块化，包括大量的设备和管路系统，如主机、发电机、锅炉装置、空气压缩机、大量的泵等，为这些设备提供水、油、气、蒸汽的辅助系统和维持舰船正常运行、生活和保证安全的其他系统。若将这些系统模块化后，成为中间产品，由专业厂生产，它不受船体建造的影响，可以与船体建造同时进行甚至提前制造，这样就使机舱的舾装工作得以简化，缩短建造周期。如将蒸汽凝水系统，燃油供油系统等形成模块后，在管路的安装中，不必考虑管路的连接，只要将模块的进出口与外部设备连通，就完成了这个系统的安装工作。

（4）箱柜单元。箱柜单元是以箱柜作为单元主体，围绕单元主体进行设备、管路、管吊架、阀件和附件等组合而成的。例如：以活塞冷却水循环水箱作为一个主体，将泵、阀件、管路、附件、构架等组合成一单元体。箱柜单元刚性较好，在吊装时不易变形，但要求安装时定位一定要准确，这样才能满足其他连接件的安装。

（5）标准式单元。标准式单元又称模块单元。它除了具有功能性单元的特征外，还具有一定的外形布置和参数特性，其规格可以形成系列性产品，由专业制造厂生产。例如功能性单元中的全自动化锅炉组、舱底油水分离装置等。

（6）区域性单元。区域性单元是指选择机舱内某个特定区域，将该区域内所有设备、基座、管路、附件、阀件、吊架、构架等先在专用的组装平台上进行组装，然后，整体吊上船安装的单元。这种单元是以机舱底层为主（双层底至花纹钢板的区域内），可将此区域的设备或系统划分成若干个区域单元。除了主机、发电机和空压机等往复式机械（它们的振动较大，需要有一个坚固的基座）外，其他都可划分在单元内进行组装。区域性单元可以单独进行单元组装，也可以把一些单元在一个平台上进行联合组装，即组成一个没有船壳的机舱底层布置，“这种形式也称为盆舾装”。区域性单元组装可以提高单元与单元之间的衔接精度，减少单元之间的嵌补管，可大大提高管路的安装质量和安装效率。

2）单元的内场组装

除由专业厂生产的设备单元、功能性单元和标准化单元外，其他单元一般由船厂根据生产设计图纸进行组装。单元组装的各种单元中以区域性单元的组合尺寸最大，重量也最重。它可以将各种单元组合成一个综合性的大单元（区域性单元）。例如，将管束单元、功能性单元、标准单元、箱柜单元、设备单元等不同单元，在组装平台上综合安装在规定位置上，并将各系统管路相连，组成一个大的单元体。这种方法能使大量的单元组装在内场进行。这些单元的重量可以高达数十吨。只要机舱开口和起吊设备允许，单元越大，它们之间的嵌补管就越少，外场工作量就越少，速度也越快，安全性也越好。

（1）组装平台。为了保证单元的制造质量，确保上船安装的误差较小，单元组装平台应有一定的刚度，并能在一定压力下不发生变形，同时，要求平台表面平整（比机舱内底更为平整）。一般单元组装平台可以是具有纵横交错的预埋扁钢的水泥地面，也可以是由钢板和型材焊接而成的全钢结构地面。要求平台地面的水平误差为±2mm，水泥地面的纵横扁钢间距为1～1.5m。组装平台最好设在室内，在施工场地要具有足够的起重设备，有压缩空气、电焊、气割、供水、供电等设施，场地应能适合单元运输方便的要求。场地除了有组装的施工面积外，还应有足够的配套架和单元配套的场地面积。

（2）区域性单元内场的组装。在进行内场组装时，先在组装平台上定出各肋位的间距及各主副机的基座位置，同时，将各阀箱及滤器定位；然后确定花纹钢板格栅的定位尺寸，并制造与船体纵桁肋骨相对应的构架，花纹钢板格栅构架的高度可以与实际机舱高度相同。在管子组装时，应先确定各主要吊架的定位尺寸（组装图上的基准定位管段的尺寸），然后，将吊架固定在搁架上，组装成一个机舱底层的所有设备、泵及管路的单元。对于这种单元，可以将其划分为若干个，也可以成为一个总体的构架单元体。若划分为若干个单元，则要在各单元的连接接缝处设置加强构架，以备吊装时增大强度，单元的管路连接处应制成梯形状。

当区域单元组装结束后，应对单元中的管系进行涂装油漆；对吊装的单元，在构架上要安装临时加强刚度的槽钢构架，使单元构架不因吊装而产生变形。

对于单元的组装，除了可对机舱的底舱进行组装外，平台甲板及机舱各甲板层次的设备及管系也能组装成单元体，有的可构成立体的箱塔式单元体。箱塔式单元是将扶梯、格栅构架、管路及设备附件构成一体，成为一个立体单元。

3）单元的外场组装

为了保证在运输和吊运时不产生变形和移位，在吊运和运输前，要用工字钢组成一个组装台架。台架应靠拢较大机械设备，防止此处变形。运输时，应使单元平稳地搁平在板车上，运到场地时要及时吊装上船，进行定位安装，防止底平面不平而发生单元变形。

单元在吊上船安装前，应在船上安装区域设定好定位零件或定位标记。这些标记或零件是以辅机的基座、支撑柱及船体的构件为基准而选定的定位依据。在预装时应注意吊装的顺序，以免引起单元不能到位而造成不必要的废返。在船上安装时允许有一定的误差，可在单元与单元之间现场配对嵌补管，嵌补管的连接件必须便于加工制造。

4）单元组装的优点

（1）改变了传统的安装方法，实行与船体建造的平行作业，缩短了整个造船周期。

（2）把原来在船上进行的大量立体作业改为在车间内进行的平面作业，从根本上改善了安装工作条件，并能有效地掌握安装工作的质量和进度；不仅减少重复劳动，工人的劳动强度以及作业环境也得到改善。

（3）实现了单元的标准化、系列化、通用化，简化了机舱布置图和管系图，由于单元中包含有机械设备，管系及附件的连接，仅绘制单元方框图的进口位置及中间连接管即可，不需绘制复杂的管系布置图。减少设计人员的重复劳动，并有效地组织专业化生产，以大大缩短产品的设计与建造周期。

（4）单元组装技术能以最少要素的组合快速实现产品品种的多样化。能方便调整生产结构，使造船这样的多品种、小批量生产方式能与效益达到有机的统一。