劉健　吳煒

摘? ? 要：泵艙是油船設(shè)有的安放貨油泵、掃艙泵等卸貨設(shè)備的特殊場(chǎng)所，具有空間狹小/設(shè)備管路集中、平臺(tái)層數(shù)多、管路通徑大、建造施工時(shí)立體交叉作業(yè)頻繁等特點(diǎn)。探索泵艙現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化方案，可以達(dá)到降低施工難度和減少管路修改返工量的目的。本文可供大型油船管路設(shè)計(jì)和施工參考。

關(guān)鍵詞：泵艙;現(xiàn)場(chǎng)管;止動(dòng)碼

中圖分類號(hào)：U662.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Optimization of Pump Room Joint Pipes of

A 100 000 t Refined Oil Tanker

LIU Jian，? WU Wei

（China Classification Society Industrial Corp，? Guangzhou 510235 ）

Abstract： The pump room is a special place of oil tankers for unloading equipment such as cargo oil pumps and stripping pumps. It has the characteristics of narrow space， concentrated equipment and pipes， multiple platforms， large pipe diameters， and frequent crossing operations during construction. The optimization of the joint pipes layout in pump room can achieve the purpose of reducing difficulty construction and the amount of rework of pipeline modification. This paper can be used as reference for pipeline design and installation of large oil tankers.

Key words： Pump room; Joint pipe; Stop bracket

1? ? ?前言

泵艙是油船設(shè)有的安放貨油泵、掃艙泵等卸貨設(shè)備的特殊場(chǎng)所，其內(nèi)部可能還安放有壓載泵、洗艙加熱器等其他輪機(jī)設(shè)備，一般位于機(jī)艙和貨艙之間。泵艙具有空間狹小、設(shè)備管路集中、平臺(tái)層數(shù)多、管路通徑大、建造施工時(shí)立體交叉作業(yè)頻繁等特點(diǎn)。

本文通過(guò)對(duì)某100 000 t級(jí)成品油船泵艙管路安裝情況的分析和總結(jié)，找出比較優(yōu)化的現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置方法和規(guī)律，以達(dá)到降低施工難度和減少修改量的目的，供同型后續(xù)船改進(jìn)和其他大型油船設(shè)計(jì)和施工參考。

2? ? ?泵艙情況

本船泵艙長(zhǎng)約8 m、寬約15 m、高約19 m，艙內(nèi)主要設(shè)備有貨油泵、壓載泵、掃艙泵、噴射泵、壓載水濾器、洗艙加熱器、真空泵、真空泄放柜等。

泵艙底部長(zhǎng)約8 m，除去貨油泵和氣汽分離筒的位置，僅剩下3.5 m，大管布置極其困難;主貨油管通徑為DN450～550，主壓載管通徑為DN450～700。當(dāng)法蘭角度稍有偏差或者管子制作時(shí)長(zhǎng)度有誤差，都會(huì)導(dǎo)致管口對(duì)接不上，一旦需要修改管路則返工量巨大。所以合理布置管路和設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管，以糾正因分段合攏精度、管子制作精度、設(shè)備安裝精度問(wèn)題所造成的誤差顯得十分重要，如果現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置的好可以極大地減少返工修改量。

3? ? ?現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化

管路的布置原則，是力求整齊、美觀、符合使用和操縱要求，并做到便于施工、清理和拆檢修理。通過(guò)合理的布置管子分段和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管的型式位置的選定，盡可能擴(kuò)大預(yù)制預(yù)裝率，減少因預(yù)裝引起的返工;同時(shí)，管路布置還應(yīng)考慮到各種熱交換器、濾器、泵等設(shè)備的檢修和清理。

3.1? ? 連接設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化

3.1.1連接設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置原則

一般情況下連接設(shè)備的一段管都應(yīng)設(shè)置為現(xiàn)場(chǎng)管，在確實(shí)無(wú)法都設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管的情況下，應(yīng)優(yōu)先保證大管。DN250以上現(xiàn)場(chǎng)管的長(zhǎng)度，控制在800 mm左右最佳，最短不小于300 mm，最長(zhǎng)不超過(guò)1 000 mm?，F(xiàn)場(chǎng)管過(guò)短，會(huì)起不到調(diào)節(jié)作用或不滿足工藝要求;現(xiàn)場(chǎng)管過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致搬運(yùn)、進(jìn)出艙和制作困難，小通徑現(xiàn)場(chǎng)管可適當(dāng)減短。

3.1.2貨油泵現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化

泵艙內(nèi)安裝難度最大的是貨油泵現(xiàn)場(chǎng)管。因本船貨油泵為蒸汽透平長(zhǎng)軸驅(qū)動(dòng)式，透平機(jī)安裝在機(jī)艙透平平臺(tái)，按照貨油泵安裝工藝要求，先確定透平機(jī)位置，再調(diào)整泵的位置，貨油泵的位置有一定不確定性;貨油泵位置的不確定性，會(huì)導(dǎo)致管路安裝的不確定性;貨油泵工作振動(dòng)和壓力較大，因此貨油泵進(jìn)出口附近管子都需要設(shè)置止動(dòng)碼。

對(duì)接泵管子的安裝工藝要求：

（1）設(shè)備的接管法蘭應(yīng)與泵的進(jìn)、出口正確配接，避免因管子的安裝變形引起設(shè)備的安裝變形;兩法蘭的中心線曲折值A(chǔ)≤3 ㎜，兩法蘭中心線偏移量B≤2 ㎜，兩法蘭之間的間隙量C≤1.5? ㎜（去除墊片的厚度）;

（2）管子在連接時(shí)，應(yīng)按對(duì)角順序和逐步增大預(yù)緊力的原則對(duì)連接螺栓進(jìn)行預(yù)緊;

（3）在管子與泵的進(jìn)、出口連接的過(guò)程中，應(yīng)留意設(shè)備軸系對(duì)中情況的變化，并作相應(yīng)的調(diào)整。

要達(dá)到上述安裝工藝要求，必須針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管進(jìn)行優(yōu)化，泵進(jìn)出口管校裝的時(shí)機(jī)是貨油泵對(duì)中報(bào)驗(yàn)完畢。以1號(hào)貨油泵為例，如圖1所示。

（1）貨油泵進(jìn)口：本船貨油泵的進(jìn)口管是三通管（Ⅰ號(hào)管），沒(méi)有設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管，優(yōu)化方法：首先安裝貨油泵進(jìn)口的Ⅰ號(hào)管并在底部增加止動(dòng)碼，按照貨油泵安裝工藝的要求調(diào)整好法蘭間隙，焊死止動(dòng)碼;然后把Ⅱ、Ⅲ號(hào)管改為現(xiàn)場(chǎng)管，現(xiàn)場(chǎng)校裝，這樣可以避免拉緊螺栓時(shí)破壞泵的對(duì)中;因Ⅱ、Ⅲ號(hào)管作為現(xiàn)場(chǎng)管過(guò)長(zhǎng)，后續(xù)船建議改短到800 mm左右;

（2）貨油泵出口：本船的出口管（IV號(hào)管）是現(xiàn)場(chǎng)管，首先校裝好IV號(hào)管;然后在此管下方增加止動(dòng)碼;按照貨油泵安裝工藝的要求調(diào)整好法蘭間隙，焊死止動(dòng)碼;然后再校裝V號(hào)管;

（3）3號(hào)貨油泵進(jìn)出口管和1號(hào)泵一樣處理;

（4）2號(hào)貨油泵進(jìn)口稍有不同，可把Ⅰ號(hào)管改短，支管相應(yīng)往左邊移動(dòng)，在Ⅰ號(hào)管和氣汽分離筒之間增加一根長(zhǎng)約400 mm的現(xiàn)場(chǎng)管，止動(dòng)碼也增加在這段管上。

3.1.3噴射泵現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化

噴射泵一般有三個(gè)接口：吸入口、排出口和動(dòng)力口?？梢赃x擇一個(gè)接口的管子設(shè)為預(yù)制管，另外兩個(gè)接口附近的管子設(shè)為現(xiàn)場(chǎng)管（如圖2）;原設(shè)計(jì)把Ⅰ號(hào)管設(shè)為預(yù)制管，把Ⅱ、Ⅲ號(hào)管設(shè)置為現(xiàn)場(chǎng)管，但是安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)Ⅱ號(hào)管太短，只有200 mm左右，作為現(xiàn)場(chǎng)管調(diào)節(jié)效果不大而且無(wú)法安裝上，所以該管改為預(yù)制管，而把與Ⅱ號(hào)管相鄰的Ⅳ號(hào)管改為現(xiàn)場(chǎng)管現(xiàn)場(chǎng)校裝。

3.1.4 其他設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管

壓載濾器、壓載泵、洗艙加熱器、掃艙泵等設(shè)備，因系統(tǒng)工作壓力不大，不需要專門設(shè)置止動(dòng)碼，設(shè)計(jì)時(shí)把與之相接的進(jìn)出口短管設(shè)為現(xiàn)場(chǎng)管比較合理。

3.2? ?分段內(nèi)部現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化

分段內(nèi)部管路一般不需要設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管，但是如果一路管在剛性限制點(diǎn)（剛性限制點(diǎn)指的是穿壁貫通件、支管處、止動(dòng)碼等位置）較多的情況下，還是需要設(shè)置少量現(xiàn)場(chǎng)管，長(zhǎng)度800 mm左右。優(yōu)先使用彎管作為現(xiàn)場(chǎng)管，以泵艙底分段壓載管為例，線路1和線路2均為DN500壓載管，線路3為DN450壓載管，都是大口徑管子，設(shè)計(jì)時(shí)泵艙底部并未設(shè)現(xiàn)場(chǎng)管，導(dǎo)致修改很多，優(yōu)化情況見圖3所示。

（1） 線路1：本路管有1個(gè)固定貫通、4個(gè)固定支管，一共5個(gè)剛性固定點(diǎn)。保證了左邊三個(gè)支管的安裝位置就無(wú)法保證右邊支管的安裝位置，需要把管Ⅰ改為現(xiàn)場(chǎng)管才能調(diào)節(jié)右邊支管安裝位置的準(zhǔn)確;

（2）線路2：本路管有1個(gè)固定貫通、7個(gè)固定支管，一共8個(gè)剛性固定點(diǎn)。貫通和支管主要集中在右側(cè)，為保證右側(cè)管子的安裝，必須先安裝右側(cè)的管子并把管子位置做一定調(diào)整，安裝完后會(huì)導(dǎo)致線路2和線路1接口處稍有錯(cuò)位，無(wú)法對(duì)接，所以需要把管Ⅱ改為現(xiàn)場(chǎng)管;

（3）線路3：本路管只有1個(gè)固定貫通、1個(gè)固定支管，但是左側(cè)支管處為了保證和線路1能對(duì)接上已經(jīng)無(wú)法調(diào)節(jié)，右側(cè)的貫通同樣調(diào)節(jié)不了太多，導(dǎo)致整路管有一組法蘭安裝不了，需要設(shè)置一條現(xiàn)場(chǎng)管。我們選擇管Ⅲ作為現(xiàn)場(chǎng)管，原因是這個(gè)管是90°彎管，能調(diào)節(jié)兩個(gè)方向的安裝尺寸，長(zhǎng)度也較合適。

3.3? ?分段、總段合攏縫處現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化

一般泵艙管路的走向都是從泵艙頂?shù)脚摰椎纳舷伦呦颍瑸榱吮荛_設(shè)備及其他結(jié)構(gòu)，也會(huì)有很多左右走向的管路。

分段、總段合攏縫現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置原則：

（1）如果整路管都是直管且基本沒(méi)有支管的情況下，只需要選擇在某個(gè)總段的合攏縫處設(shè)置一條現(xiàn)場(chǎng)管即可;

（2）如果整路管子彎頭和支管較多情況下，就要考慮多設(shè)置一些現(xiàn)場(chǎng)管，特別是DN100以上大管很難調(diào)節(jié)，容易出現(xiàn)管口錯(cuò)位對(duì)接不上，需要在更多的總段和分段合攏縫處設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管;但對(duì)于DN100以下小管路，僅在總段合攏縫位置設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管即可，即使安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)法對(duì)接，修改管路也相對(duì)容易。

如圖4所示，壓載水排舷外管通徑為DN650，設(shè)計(jì)時(shí)這路管只在總段和總段之間的合攏縫設(shè)置了一條現(xiàn)場(chǎng)管（管Ⅰ），安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)分段合攏縫處的兩根管法蘭錯(cuò)位很大，無(wú)法對(duì)接，需要把分段合攏縫處的管Ⅱ改為現(xiàn)場(chǎng)管，才能安裝到位。

4? ? ?現(xiàn)場(chǎng)管校裝方法

（1）直接校裝法

直接校裝法就是在校裝現(xiàn)場(chǎng)，直接使用實(shí)際管材和法蘭進(jìn)行校裝，校裝完后搬運(yùn)出艙進(jìn)行焊接和表面處理作業(yè)，最后安裝回管路上。此方法主要用于DN100及以下的小管子，因?yàn)檫@些管子通徑小、重量輕，處理起來(lái)較為容易。

（2）假管真做法

假管真做法就是在校管現(xiàn)場(chǎng)用臨時(shí)材料（主要是法蘭和角鋼）制作成管子的模型框架，再將此框架送往校管場(chǎng)地用實(shí)際的管材和法蘭進(jìn)行真管的制作和表面處理，最后安裝回管路上。這個(gè)模型框架稱之為假管，此方法一般用于DN100以上大管，使用臨時(shí)材料可以大大減少管子重量，方便校裝和搬運(yùn)。

假管制作時(shí)，首先需要調(diào)整所校管的兩端連接法蘭，以達(dá)到與相應(yīng)連接管中心線一致;然后將假管的法蘭、墊片用螺栓與所連接管的法蘭緊固;一組法蘭至少應(yīng)裝4個(gè)螺栓，且不應(yīng)少于法蘭螺栓孔數(shù)的一半;螺栓應(yīng)均勻?qū)欠植及惭b，用對(duì)角交叉法逐個(gè)用扳手緊固;最后量取、切割相應(yīng)規(guī)格的角鋼，將相應(yīng)規(guī)格角鋼在法蘭外圓均布裝配、焊接牢固。

5? ? 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)泵艙現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化的探索，總結(jié)出油船泵艙現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置和校裝的一些方法和規(guī)律：

（1）一般情況下連接設(shè)備的一段管都應(yīng)設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管;在確實(shí)無(wú)法都設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管的情況下，優(yōu)先保證大管，貨油泵泵口位置與泵連接的管子，建議設(shè)置止動(dòng)碼，第二根管設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管;

（2）現(xiàn)場(chǎng)管長(zhǎng)度最好控制在800 mm左右，最短不小于300 mm，最長(zhǎng)不超過(guò)1 000 mm;

（3）現(xiàn)場(chǎng)管優(yōu)先選用彎管;

（4）分段內(nèi)部管路，一般不需要設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管;但對(duì)某路管在剛性限制點(diǎn)較多的情況下，還是需要設(shè)置少量現(xiàn)場(chǎng)管;

（5）分段、總段合攏縫處現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置：如果整路管都是直管且基本沒(méi)有支管的情況下，只需要選擇其中一個(gè)總段合攏縫處設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管即可;如果整路管彎頭和支管較多，就要考慮在更多的總段或者分段合攏縫處也設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)管;

（6）制作現(xiàn)場(chǎng)管時(shí)，DN100及以下現(xiàn)場(chǎng)管一般可采取直接校裝方法，DN100以上現(xiàn)場(chǎng)管，一般采取假管真做的方法，以減少管子重量，方便校裝和搬運(yùn)。

通過(guò)此次泵艙現(xiàn)場(chǎng)管設(shè)置優(yōu)化，解決了本船泵艙管路安裝過(guò)程中遇到的問(wèn)題，同時(shí)大幅減少了同型后續(xù)船的管路修改返工量，對(duì)其他大型油船管路設(shè)計(jì)和施工也能起到很好的參考作用。

參考文獻(xiàn)

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