船舶管道设计基本思路

船舶管道设计基本思路

在我国，一直到70年代的初期，船舶管路还是依据设计部门的管系原理图和管系布置图中提供的管路大致走向进行施工的。而管路的具体走向及有关工艺处理都是在船体分段合拢、机电设备定位以后，由具有相当实践经验的人员，进行现场的管路安排，再用样棒弯制成管子的实际形状，带回车间，按样棒进行管子的弯制。这种方法称为实船布置法，目前仅在制作合拢管或船舶修理时使用。

70年代中期，各大船厂开始采用“比例绘图法”（放样）进行船舶管路的施工设计，从而在制造和安装管路时，基本上取消了样棒。按图施工，不但提高了产品质量，改善了劳动条件，降低了劳动强度，而且缩短了造船周期。

80年代中期，改革开放的春风也吹进了造船厂，各厂纷纷走出国门，向造船先进国家日本学习先进的造船技术、工艺、管理等，在设计方面引进了生产设计的概念。生产设计既是施工设计的深化，又是施工设计的发展，它在深度和广度上都发生了很大的变化，成为一个全新的设计阶段。生产设计包括船体的生产设计、管子的生产设计以及其他专业的生产设计。与此同时还引进了舾装件托盘管理系统，使船舶舾装件的设计、制造、安装、管理都发生了巨大的变化。

管系生产设计经过20多年的引进、吸收、消化和推广应用，已经取得了丰硕的成果。建立了比较齐全的生产设计标准，完善了生产设计的流程，建立了一套比较完整的生产设计体系。 一、管路布置的基本原理

空间任意一点的位置必须由三个坐标值确定。如

图7.2.1所示，A点的空间位置可用坐标x、y、z来 z 描述。而空间一条直线段的位置可以用其两端点的坐 标值就能确定。

对于空间任何线段的形状，可以应用投影法画出 ·A（x.y.z） 三面视图。机械制图中的正投影法是管路布置中采用

的基本投影方法。图7.2.2 所示为直线段AB在互成 x 直角的三个坐标平面中的投影。

把坐标值与投影图结合起来就可以用一个或二个 y 视图清楚地表达出空间某一管段的几何形状，具体尺图7.2.1 A点的空间坐标 寸和安装位置。这就是管路布置图的基本原理。

根据这一原理，在船舶上选择适当的基准面作为空间坐标的三个平面，就可将任意一根管子的典型参数用坐标值表示出来。

二、管路布置的手段 z 在手工进行管路布置中，为简化绘图起见，除个

别大口径管子（如海水总管、排气管、风管等）需按 比例双线画出外，一般都以管子中心实线代表一根管 A 子， 而用折线代表管子弯头。但管路的布置图上除了 o 管子外还有众多的阀件和管路附件等，为了更简捷地 B x 用最少的视图表达出管子的形状、连接的形式、阀件 附件的种类等，必须制定一些制图的标准。y ㈠符号图7.2.2 空间直线段的投影

在平面布置图或零件图上仅采用一个投影面表示

一根管子时，就必须要有一定形式的符号才能反映出管子的几何形状。对于阀件附件则必须规定一些简化了的符号来代替实际的物体，以便加快设计的进度，也使图面更清楚。 1. 管子曲形符号

管子的基本曲形只有二种，即弯曲成90°的直角弯(角折弯)和成形角大于或小于90°的别弯。由于这两种曲形在平面上有各种不同的位置，因而其曲形符号也有相应的变化，但归纳起来不外乎有六种基本情况，它们的曲形符号如表7.2.1所示。

表7.2.1 管子基本曲形符号 下直角弯 上直图形 下别弯 下直及 上别弯 名称 上直角弯 下别弯上别弯 正 视 符 图 俯 视 图 号 侧 视 图 从表7.2.1中可看出，在绘制管子曲形符号时应注意： ⑴符号中的圆、半圆的直径应等于所表示管子的外径，它应按比例画在施工图上。 ⑵通常离投影面远的管子画至圆心，离投影面近的管子画至圆周。 ⑶俯视图和侧视图中符号为圆时均表示为90°弯头，半圆表示为别弯，且开口端连接的管子比闭口端连接的管子离投影面远。

⑷在可能的情况下，尽量使用正视图中的表示方法，使人一目了然。

⑸别弯弯头仅画俯视图，或仅画侧视图可能还不能完全表达清楚管子的状态，必须结合尺寸的标注才能确定。 2. 连接件符号

原则上可根据标准CB510-75的规定设绘。但各厂的情况有差异，所建造的船舶也不同，使用的连接件也有一些差别，再加上标准制定的时间比较早，所以超出标准的新的连接件各厂都根据实际情况增编了某些符号，同样可以使用。表7.2.2为最常见的一些连接件的符号。 管子连接件最常用的有法兰连接、螺纹连接、软管连接、套管连接等，一般都有相应所采用的标准。其中现存法兰的标准体系中，根据螺孔可分为二进制法兰和四进制法兰。由于管子在制作中，经常发生要求管子旋转90°后进行校管的情况，所以对于二进制的法兰必须标注有“单”或“双”的字样。

表7.2.2 管子连接件符号图形及名称符 号安 装 图零 件 图图形及名称符 号安 装 图零 件 图法兰焊接套管异径法兰异径管 连接螺纹连接通舱管件

3. 支管曲形符号

管路上的支管也需要符号加以规定，支管上的连接件标注方法同主管的标注方法。支管按与主管的连接方式大致可分为三类，即直支管（包括垂直支管和斜支管）、圆弧形支管（也可称为小脚支管）和镍铜管用的双向圆弧支管。见图7.2.3所示。

(a) 直支管(b) 圆弧形支管图7.2.3 支管形状(c)双向圆弧形支管

图7.2.3所示支管的符号与主管的符号没有什么区别。除上正或下正支管外，一般支管最好以主视图表示，否则应在旁边加注有关文字说明。如果是带有弯头的支管更应该用局部视图表示清楚。 4. 附件符号

除了上述连接件外的各种阀件、旋塞、阀箱、器具等，它们的符号基本仍按CB510-75的规定表示，这儿不作详细介绍。

需要说明的是，尽管绘图符号是在投影原理基础上加以简化，具有形象直观的特点，但也只能抽象说明所代表的管子曲形、连接件、支管或附件属于哪一种型式，尚不能全面反映它的真实几何形状及具体尺寸和安装位置，因而绘图符号必须与尺寸数字及其它符号相配合才能确切地反映它们的空间曲形和安装位置。这是管路施工图的一个基本特点。 ㈡管路基准面的选择

管路施工图中的符号，解决了用平面图形示意表达一个空间物体（管子曲形、附件、连接件等）的几何形状的画法，但是要确定该物体在空间的位置还必须知道它的坐标值。要确定坐标值就需要基准的三维坐标系，选择适当的平面作为坐标系的基准平面。管路的布置是在船体的结构图上进行的，因而将船体结构剖面作为基准平面是最常用的一种方法。 1. 高度基准面

通常以船体的基线、内底、平台、甲板等作为管路布置的高度基准面。标注的方法是：

基准面符号+位置号+距基准面垂直距离

基准面符号各船厂可根据不同的船舶自行确定，表7.2.3为各层基准面符号的一般规定。所谓位置号即当管路布置在基准二平台面上方时可以用“+”表示（也可以省略），在基准面下方时用“-”表示。例如，内+500，即表示管段中心的某一点（一般为端点）在内底板上500mm。由于船体的板厚是不一样的，为了图7.2.4 距甲板尺寸标注示例方便现场的施工，一般要求标注的距基准面的垂直距离是能

直接量取的尺寸。即管子位于甲板上方时，标注到上平面，位于甲板下方时，标注到甲板下平面，而不必再进行减去板厚的计算。必要时，可以采用船体结构的标注方法，标出板厚方向，如图7.2.4所示。同时要适应预舾装的要求，基准面一定要在作业区域内，如分段预装时的基准面必须在分段内。 表7.2.3 各层平台符号 序号 船体结构名称 符号 序号 船体结构名称 符号 1 船体基线 基 10 遮阳甲板 遮 2 内底板 内 11 游步甲板 游 3 花铁板 花 12 露天甲板 露 4 四平台甲板 四平 13 救生艇甲板 救 5 三平台甲板 三平 14 驾驶甲板 驾 6 二平台甲板 二平 15 罗径甲板 罗 7 主甲板 主 16 首楼甲板 首 8 桥楼甲板 桥 17 艉楼甲板 艉 9 起居甲板 起 18 2. 横向基准面

横向基准面确定管路在左舷或右舷的坐标。一般取船体的纵中剖面、横舱壁、油水舱壁、纵骨等作为基准面。距横向基准面的尺寸标注方法同高度基准面。纵中剖面可用符号“B”表示，“-”表示在左舷，“+”表示在右舷。例如B+2000表示距船体中心线向右舷2000mm。以其它面作为基准面时，必须写清舱壁的名称或纵骨号，在舱壁或纵骨向舷一边用“+”表示，向船中的一边的用“-”表示。例如14#纵骨+300，表示管子中心在14#纵骨向舷300mm的地方。位于船侧的空气管或测量管等，也可以标注距舷边的尺寸。 3. 纵向基准面

纵向基准面用来确定管路在首、尾方向的位置。一般均以船舶某一肋骨线或横舱壁作为纵向基准面。通常规定大号码肋骨向小号码肋骨的尺寸，应用符号“-”表示，反之则用符号“+”表示。例如36#+450，表示36#肋骨向37#肋骨方向450mm处。 ㈢尺寸标注方法

管路的安装图、零件图、开孔图、复板图、支架图等均必须标注足够的尺寸，以满足现场施工需要。其中开孔图只要标注出该孔的位置，孔的大小即可，支架图、复板图按机械制图标准进行标注。

1. 管路安装图尺寸的标注方法

管路安装图尺寸的标注方法，根据它的作用可以有不同的标注方法。管路安装时以安装图为主，零件图为辅时，其尺寸必须标注齐全，主要包括以下几个方面：

⑴机械设备的安装尺寸。主要包括机械设备及基座的外形尺寸，与管子接口的座标尺寸、箱柜的位置及外形尺寸等。

⑵每路管子的定位尺寸及不同管路之间的间距。每一路管子至少应标注有高度、距中或前后的定位尺寸中的二个。例如平行于船体中心线的管路只要标注出距中、高度两个定位尺寸即可。根据管子的定位尺寸也可以确定穿过船体结构的开孔位置（非预开孔）。

100⑶管子支架的件号和安装位置。

除了以上所需要的尺寸标注外，安装图还必须标注管子的件号、规格、附件的名称或标准号或件号等。

如果管子的安装以零件图为主，安装图为辅，则安装图只要标注几个主要的定位尺寸即可，其余的尺寸在零件图上均可以确定。

关于安装图的详细要求我们将在第五节中讨论。 2. 手工管子零件图的尺寸标注方法

管子零件图的尺寸标注必须满足管子的加工和安装的要求。为了便于管子的制造加工，其尺寸标注方法与机械制图的尺寸标注方法有所不同，即采用封闭尺寸标注方法。常规的手工零件图包括主管的几何尺寸标注、支管的几何尺寸标注、安装尺寸的标注、管子余量的标注等。 ⑴主管的几何尺寸标注法 对于空间的一管段，最复杂的就是必须标注齐x、y、z三个方向上的尺寸。例如图7.2.5所示。此图为管段在平面上的投影图，所以x、y向的尺寸能直接标注，而z向的尺寸要依靠符号与尺寸的组合，其中H150表示以投影平面为基准，管段的B点比A点高出150mm。当管段的任何一个方向与坐标轴（或平面）平行时，就可以少标注一个尺寸，但至少有一个尺寸。掌握了这个方法，就可准确地标注出任何复杂的管子的尺寸。如图7.2.6所示，尽管此管子比较复杂，但在标注尺寸时只要按x、y、z三个方向对每一管段顺序标注，就不会发生错误基准或遗漏。

但有几点要注意的：①一般还要求标注好每个方向上的总尺寸（长、宽、高），如图7.2.6中的尺寸800mm和350mm；②高度尺寸一般以最低一点为H0，随后逐步升高，管段两端的实际高度差为两端H尺寸的差，如图7.2.6中两角折的高差应为450mm减去300mm，即150mm；③图面上的管段尺寸均为投影长度。④直角弯向上或向下时，可以标注为上正或下正，其长度即为上正或下正的值。④尺寸线应从端点或管段的交叉点引出。

B-2000#34 +150二平+300H O上正120H150H0BB-120034 -200二平+630A图7.2.5 管段尺寸标注H300H450图7.2.6 管子尺寸标注示例

⑵支管尺寸标注法

支管尺寸的标注方法与主管相似，不同点仅在于，必须标注支管在总管上的位置尺寸。其次对于复杂的支管，可以设置必要的局部视图，在视图上将尺寸标注清楚。

①垂直支管。支管与主管垂直，这是一种最简单的支管，所以只要一个视图就可以标注清楚了。当支管垂直于图面时，与主管标注上正或下正的方法相同。与图面平行时，标注一个方向的尺寸就可以了。同时均需标注它在某管段上的位置尺寸。见图7.2.7左面三只支管所示 ②斜直支管。应在平行于支管与总管所在平面的投影面中标注。同样作为一根管段，按需可以标注一个、二个或三个方向的几何尺寸及位置尺寸。见图7.2.7所示。

③圆弧支管。与直支管的标注方法相同，仅视图上需画出支管的圆弧，另外在弯管程序或附件一栏中也会有所表示。

④带弯头的复杂支管。这种支管的形状可以各种各样，但最常见的为直角支管，别弯支管和定伸支管。标注的方法见图7.2.7所示。要注意的是尽可能在支管平行于投影平面的视图上标

注支管尺寸。

下正180上正100

如果采用计算机设绘管子零件图，则形式可能完全不同，有以数值表示的方法，有三维双线立体图、也有轴测图的画法等。我们将在第四节专门介绍管子数值零件图的有关内容。 3. 管子余量的尺寸标注

对于一些与设备连接的管子、分段之间的连接管等必须在现场确定它的准确尺寸，这种管子我们称为调整管，即生产设计出图，内场加工时法兰不焊，到现场进行校管。为此其长度适当加放余量，余量的尺寸应注在理论尺寸的右方（或右上方），中间有一“+”符号，如500+30，其中500为理论尺寸，30是余量尺寸。 4. 管子安装尺寸的标注

以上管子零件的尺寸标注只是本身几何尺寸的标注方法，还没有提供现场安装的尺寸。安装尺寸一般由四个方面组成： ⑴船上的首、尾位置； ⑵距船的中线位置； ⑶距甲板层高度位置； ⑷管端方向。

安装符号的前三部分内容在基准面一节中已讲述过。现仅对管端方向符号作一介绍。管端安装符号见表7.2.4所示。

一般管子零件图上所有的接口端都应标注有安装尺寸及符号（包括支管）。图7.2.6所示为一根管子尺寸标注及安装符号的标注实例。管子左端符号表示该端点在船舶的左舷，法兰面向上，距舯2000mm，前后位置在34#肋骨向首150mm处，高度位置在机舱二平台上方300mm；右端为法兰面向船舯，距舯1200mm，34#肋骨向尾200mm，二平台上方630mm。

表7.2.4 管端安装符号表 安装方向 符号 安装方向 符号 安装方向 符号 在船体的左 在船体的左 在船体的左 舷，方向向上 舷，方向向舯 舷，方向向首 在船体的左 在船体的左 在船体的左 舷，方向向下 舷，方向向舷 舷，方向向尾 在船体的右 在船体的右 在船体的右 舷，方向向上 舷，方向向舯 舷，方向向首 在船体的右 在船体的右 在船体的右舷，方向向下 舷，方向向舷 舷，方向向尾 图7.2.7 各种支管的尺寸标注方法

注支管尺寸。

下正180上正100

如果采用计算机设绘管子零件图，则形式可能完全不同，有以数值表示的方法，有三维双线立体图、也有轴测图的画法等。我们将在第四节专门介绍管子数值零件图的有关内容。 3. 管子余量的尺寸标注

对于一些与设备连接的管子、分段之间的连接管等必须在现场确定它的准确尺寸，这种管子我们称为调整管，即生产设计出图，内场加工时法兰不焊，到现场进行校管。为此其长度适当加放余量，余量的尺寸应注在理论尺寸的右方（或右上方），中间有一“+”符号，如500+30，其中500为理论尺寸，30是余量尺寸。 4. 管子安装尺寸的标注

以上管子零件的尺寸标注只是本身几何尺寸的标注方法，还没有提供现场安装的尺寸。安装尺寸一般由四个方面组成： ⑴船上的首、尾位置； ⑵距船的中线位置； ⑶距甲板层高度位置； ⑷管端方向。

安装符号的前三部分内容在基准面一节中已讲述过。现仅对管端方向符号作一介绍。管端安装符号见表7.2.4所示。

一般管子零件图上所有的接口端都应标注有安装尺寸及符号（包括支管）。图7.2.6所示为一根管子尺寸标注及安装符号的标注实例。管子左端符号表示该端点在船舶的左舷，法兰面向上，距舯2000mm，前后位置在34#肋骨向首150mm处，高度位置在机舱二平台上方300mm；右端为法兰面向船舯，距舯1200mm，34#肋骨向尾200mm，二平台上方630mm。

表7.2.4 管端安装符号表 安装方向 符号 安装方向 符号 安装方向 符号 在船体的左 在船体的左 在船体的左 舷，方向向上 舷，方向向舯 舷，方向向首 在船体的左 在船体的左 在船体的左 舷，方向向下 舷，方向向舷 舷，方向向尾 在船体的右 在船体的右 在船体的右 舷，方向向上 舷，方向向舯 舷，方向向首 在船体的右 在船体的右 在船体的右舷，方向向下 舷，方向向舷 舷，方向向尾 图7.2.7 各种支管的尺寸标注方法

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