管系制造和安装检验.docx

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管系制造和安装检验

第五章管系制造和安装检验

第一节概述

一、管系的分类和等级

（一）船舶管系分类

一艘远洋货轮，船上大小不同直径的管子有上万根，而且品种多、规格杂，将这些管子按用途分类，可划分为两大类：

1．船舶管系

这类管系的作用是保证船舶不沉性、防火安全、航行性能以及满足船员、旅客的生活需要。

主要有舱底管、压载管、消防管、空气管、注入管、测量管、供水管、疏排水管和舱室通风管等。

2．动力管系

这类管系的作用是确保机械设备的正常工作，是整个动力装置的一个重要组成部分。

主要有燃油管、滑油管、海水管、淡水管、压缩空气管、排气管等。

（二）管系的等级

为了对管系确定必要的试验要求、连接型式、热处理和焊接工艺规程，对不同用途的管系按设计压力和设计温度可分为三级，具体见表5-1所示。

表5-1管系等级

管系

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅲ级

设计压力

（MPa）

设计温度

（℃）

设计压力

（MPa）

设计温度

（℃）

设计压力

（MPa）

设计温度

（℃）

蒸汽

>1.6

或>300

≤1.6

和≤300

≤0.7

≤170

燃油

>1.6

或>150

≤1.6

和≤150

≤0.7

≤60

其他介质

>4.0

或>300

≤4.0

和≤300

≤1.6

≤200

表中的主要参数的含义如下：

1．设计压力是指管系的最高许用工作压力。

该压力的确定有如下几种情况：

（1）水管锅炉和整体式过热器之间的蒸汽管，应取锅炉的设计压力，即不小于锅炉筒体上任何安全阀的最高调整压力。

从过热器出口接出的蒸汽管，设计压力应取过热器安全阀的最高开启压力。

（2）锅炉给水管、上下排污管的设计压力，应取1.25倍锅炉设计压力，但不小于锅炉设计压力加0.7MPa。

（3）锅炉压力燃油管的设计压力，应不小于1.6MPa.

（4）空压机和容积式泵的出口管的设计压力，应取安全阀最高开启压力。

（5）离心泵出口管的设计压力，应取性能曲线上最高压力。

2．管系设计温度应是管内输送介质的最高温度，但不得低于50℃。

3．Ⅰ级栏中的设计压力和设计温度两个参数，只要其中一个符合表中规定数值的，即为Ⅰ级管。

4．Ⅱ级栏中的设计压力和设计温度两个参数，均达到表中规定数值的，即为Ⅱ级管。

5．除Ⅰ、Ⅱ级管外，其余的是Ⅲ级管。

6．表中其他介质是指空气、水、滑油或液压油等。

二、管子材料

（一）碳钢无缝钢管

碳钢无缝钢管是管子中用得最多的一种，常用的材料有10号、20号碳钢无缝钢管，可用于Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级。

无缝碳素钢管和碳锰钢钢管一般用于流体温度不高于450℃的管路。

（二）紫铜管

常用的材料有T2、T3、T4、TUT等。

紫铜管具有良好的塑性和耐腐蚀性，但不适宜处于高温的工况。

军品大多用紫铜管，民品仅用于压力表管和制冷系统的部分管路。

因紫铜管价格昂贵，其它管路一般不采用。

（三）铜和铜合金管

用于Ⅰ级和Ⅱ级管中的铜管或铜合金就是无缝管。

常用的黄铜管材有H62、H68、HPb59-1等牌号，其对空气及海水的抗蚀能力强，且导热好，但塑性较差。

该类管材的价格较贵，一般用在热交换器。

使用时要注意介质温度，铜和铝黄铜管不高于200℃，铜镍合金管不高于300℃,特殊青铜管不高于260℃。

（四）灰铸铁管

1．灰铸铁管通常不用于Ⅰ级和Ⅱ级管路，但设计压力低于1.3MPa和设计温度低于200℃的Ⅱ级蒸汽管，可用灰铸铁管。

也可用于Ⅲ级管系及油船货油舱内的货油管路和压载管路。

2．下列管路不得使用历铸铁管：

（1）经过货油舱通向首部压载舱的清洁压载管路；

（2）载运闪点不高于60℃货油的油船露天甲板上的货油管；

（3）遭受压力冲击、过大应力和振动的管路；

（4）锅炉排污管路；

（5）消防水管、舱底水管、蒸汽管和压载水管。

（6）介质温度超过220℃的管路。

3．灰铸铁管一般也可用于在油船露天甲板上压力不大于1.6MPa的货油管路。

（五）铁素体球墨铸铁管

1.Ⅱ级和Ⅲ级管中使用的铁素体球墨铸铁管，试验时，其材料的最小伸长率的标距为5.65√A，不得小于12%（A是试样的横截面积）。

若伸长率小于12%时，则作为灰铸铁管使用。

2.可用于双层底舱和货油舱内的舱底、压载和货油管路。

3．不得用于介质温度超过350℃管路。

4．用于舷旁管时，其性能应符合现行的CCS船规的有关规定。

（六）塑料管

1．经船检部门认可的塑料管，可用于下列管路：

（1）货舱污水测量管；

（2）专用压载水舱的舱内水管；

（3）非引入冷藏舱的船内泄水管；

（4）干舷甲板以上的卫生管路和排水管。

2．塑料管不得用于下列管路：

消防水管、舱底水管、机器处所内的压载水管、动力管、输送油类或其他易燃液体的管、饮水管及管内介质温度高于60℃或低于1℃的管。

（七）软管

1．当机器和固定管路之间需要有相对运动时，则可采用认可的短软管进行连接。

2．输送可燃性液体或海水的管系中使用的非金属软管，其内部至少有一层金属丝编织物。

3．每根软管均应经液压试验，试验压务不应小于最大许可工作压力的1.5倍。

4．在舱底和压载管系中使用非金属软管时，应经船级社同意。

第二节管子制造检验

一、弯管检验

（一）弯管的方法

管子弯制通常分为冷弯和热弯两种方法。

1．冷弯

常温下弯管称冷弯。

冷弯有手工弯曲和机械弯曲两种。

冷弯管子的弯曲表面无氧化皮，粗糙度好，生产效率高，采用较普遍。

冷弯时须特别注意钢管在解除弯制时的约束后的回弹角。

如弯制90°角时，在弯制时要小于90°，具体数值可参照工艺技术要求。

另外还要保证塞规在管子中的正确方向，避免发生歪斜。

塞规圆柱部分的长度，可取管子内径的3~5倍。

管子弯曲半径通常不得小于管子外径的3倍，且原则上采用定型弯头。

为了减少弯管时的摩擦力及防止塞规拉毛，弯管前应在管子内外表面涂上一些润滑油。

2．热弯

热弯是把管子加热到950℃~1050℃（颜色呈橙红色）时进行的弯管。

热弯是解决冷弯不能弯的管子，如直径较大、弯曲角度小或管壁较厚的管子。

热弯时应注意尽量减少受热的影响，即同一部位的加热次数越少越好。

随着工业发展，现在许多厂采用中频弯管机进行热弯（用中频感应圈加热管子，并用机械进行弯管），这是一种较先进的弯管工艺，适宜大直径管子弯制，其最大优点是无需灌砂，生产效率高、质量好，且操作方便、安全。

3．管子弯制的注意点

（1）镀锌管适宜冷弯，不能热弯。

因为加热到一定温度时镀锌层会受损。

（2）紫铜管温度加热到850℃，管子呈樱红色时即可热弯。

直径不小于150mm的管子热弯时，管内要灌砂。

紫铜管延伸性好，在弯制进容易使外侧管壁变薄，内侧有皱纹，因此用水冷却时要特别注意。

另外，热弯结束时的温度不应低于300℃，以防止因温度过低而产生缺陷。

（3）黄铜管性脆，一般在管子内灌入松香后进行弯管，若管壁较厚也可以灌砂子后弯制，但加热温度须控制，不宜过高。

在弯制时要保持一定的温度，否则容易折断。

（4）以钢为外套铜为内圈的双金属管弯制时加热要均匀，且要严格控制温度，防止温度过高使内圈的铜熔化。

4．对于布置有困难或限于设备条件的特大直径管子（如排气管等），可弯曲成若干虾壳节拼装而成。

5．外径大于120mm的碳钢蒸汽管、合金钢管，以及由于冷弯而硬化的铜和铜合金管，弯曲后应进行热处理。

碳钢钢管弯曲后的热处理，应缓慢地均匀加热至600℃~650℃，保温的时间应按每25mm壁厚不少于1小时计算，然后在平静的空气中缓慢冷却。

铜管弯制后，应进行退火，以消除应力。

（二）弯管变形

各种金属管，无论是冷弯管还是热弯管，弯制时管壁的厚度和形状都会发生变形，须采取措施使变形减到最小，符合规定的技术要求。

1．管子壁厚变形

弯管前，在管子弯制部位的同一截面内取三个位置的等长度线段AB=CD=EF，弯制后，观察其所发生的变形。

见图5-1所示。

如图将管子弯制成90°，若AB=A＇B＇，则E＇F＇>EF,C＇D＇A＇B＇>C＇D＇。

E＇F＇管段处的材料被拉伸，管壁变薄，C＇D＇管段处材料被挤压，管壁增厚，使管子壁厚产生变形。

2．管子截面变形

管子弯制时，由于管子外侧被拉伸，内侧被挤压，变形产生的向心合力使管子截面由正圆变为椭圆。

如图5-2所示。

（三）弯管检验

1．检验目的

弯管检验的目的是鉴别弯管后的形位和尺度，包括管壁厚度和截面的变形是否符合技术要求，判定管子的符合性。

图5-1管子弯曲的壁厚变形

图5-2弯管截面变形示意图

2．检验要求

（1）管子圆度的要求，见图5-3和表5-2所示。

图5-3管子弯制后椭圆度示意图

表5-2弯管圆度偏差表

弯曲半径R

圆度允许极限E（%）

冷弯

热弯

R≤2DW

10

2DW

10

8

3DW

10

8

4DW

10

5

表中圆度允许极限E可用下式进行计算

E=（a-b）/Dw×100%

式中E——允许圆度偏差（%）；

a——管子弯曲处截面最大外圆直径（mm）;

b——管子弯曲处截面最小外圆直径（mm）；

Dw——管子外圆直径（mm）。

（2）管子壁厚减薄率的要求，见表5-3所示。

表5-3管壁厚度减薄率

弯曲半径R

管壁厚度减薄率F（%）

钢管

铜管

冷弯

热弯

冷弯

热弯

R≤2DW

20

20

2DW

25

10

30

15

3DW

20

5

25

10

4DW

15

5

20

10

管子壁厚减薄率F可用下式进行计算：

F=（δ-δ1）/δ×100%

式中F——管壁厚度减薄率（%）；

δ——原有管壁厚度（mm）；

δ1——弯曲后的最小管壁厚度（mm）。

3．检验方法

（1）管子圆度检验

①用游标卡尺或外径千分尺、外卡（任选一种），对管子弯制部位进行测量检验，将所测得的数据进行计算，然后对照表5-3所列要求，判断合格与否。

②对有特殊要求的管子，可采用滚钢珠的方法（钢珠按规定选用）检验，钢珠在弯管处能通过的可判定为合格，通不过的，须进行修正。

（2）管子壁厚减薄率检验

①用测厚仪进行测量，将测得的数据与表5-3所列要求对照，以判断合格与否。

②对重要产品或批量管子，为了较正确地知道管子的减薄量，可采用破坏性检验，将管子用锯子（或其他方法）锯开，然后用外卡或游标尺或外径千分尺进行测量，以判断合格与否。

（3）在进行上述两项检验的同时，应对管子外表进行视觉检验，被弯制部位的表面不应有裂纹、折皱、结疤、分层等缺陷。

4．检验记录一般由检验员留存，如有特殊需要可提供检验记录。

二、校管和焊缝检验

（一）管子尺寸检验

1．单件校管检验要求

根据放样图上的尺寸进行下料校管，应使各部分的尺寸符合表5-4和表5-5所列的公差要求或其它规定的技术要求。

2．检验方法

（1）用钢皮卷尺、角尺、直尺以及校管机上的指示角度板等，对单管进行尺寸、角度检验。

（2）用角尺和钢皮尺（或卷尺）检验管子法兰与管段的垂直度和弯曲变形。

（3）用万能角尺检验管子与支管相贯处的连接是不良好，角度是否正确。

表5-4校管尺寸公差要求

序号

项目

公差

简图

备注

1

直管

ΔL

±4mm

1.L、h、a、θ为图纸尺寸。

2．ΔL、Δh、Δa、Δθ为公差。

3．角度校正，以长管段为基准

2

弯管

ΔL

Δh

Δθ

±4mm

±4mm

±1°

3

弯管

ΔL

Δa

Δh

|θ1-θ2|

±4mm

±5mm

±3mm

≤2°

4

立体弯管

ΔL

Δa

Δh

Δθ1

Δθ2

±4mm

±4mm

±4mm

±1°

±1°

5

分支管

ΔL

Δa

Δh

Δθ

±4mm

±4mm

±4mm

±1°

6

贯通管

ΔL

Δa

Δθ

±4mm

±4mm

±1°

表5-5校管法兰角度尺寸公差要求

序号

项目

公称通径

公差

简图

1

法兰面垂直度

θ

200~300

200以下

≤20′

≤30′

2

法兰面弯曲

θ

200~300

200以下

≤1.0

≤0.5

3

管子弯曲

θ

40以上

<1.5mm/m

4

法兰螺栓孔

θ

100以下

100以下

≤0.5

<1mm

（二）管子连接接头检验

1．管子钢法兰连接形式应符合中国船级社《钢质海船入级与建造规范》的要求，如图5-4所示。

2．钢管接头形式和要求见表5-6所示。

3．铜管焊接接头基本形式和尺寸要求见表5-7所示。

A型

B型

C型

图5-4钢法兰连接形式

表5-6钢管接头型式和要求

型式名称

接头型式与坡口简图

管壁厚度（mm）

结构尺寸（mm）

技术要求

工作温度（℃）

工作压力（MPa）

公称通径（mm）

直接对接

6<（气焊≤6）

H=2±0.5

C=0.5×S

（气焊0.7×S

≤100

≤0.2

≤300（气焊≤100）

坡口对接

<6

θ=30°±5°

h=2±0.5

e<0.1S

6-12

C=1-4

B=0-2

>12

C=2-4

B=0-2

>100

≤50

套管连接

D≥a>6S

b≥1.25S

c≥3S

K≥S≥5

F=1-3

G=1.5-2

≤100

≤1.0

≤50

>100

≤0.7

≤50

氩

弧

焊

封

底

对

接

θ=30°-50°

δ<0.5

e≤0.1S

a≤0.5

b=1±0.21

c=0-0.5

≤700

≤10.0

≤65

焊接螺纹接头

K≥S≥4

≤300

≤10.0（蒸汽管≤4。

0）

≤32

表5-7铜管焊接接头基本型式和尺寸要求

序号

名称

简图

结构尺寸

技术要求

1

护

管

搭

接

D≤55a=20

D=65-150C=1.5-2.0

K≥S≥4

b≥5S

a=b+5-10

管子扩口边缘不得有裂纹

2

管子

对接

焊

D≥20

h=2±0.5

S≤2.5-6c=1-2.5

管子要求基本同心

3

套

管

搭

接

焊

D≤150a≤60

D≤50a≤40

b≥5S

c=1-1.5

f≠0

套管壁厚≤1.25S

4

支

管

焊

接

h=5-10

C=0.5-2

插入管端不得超过领口最低点

C=0.5-2

支管与主管交接处应相贯

5

焊接法兰

K≥S≥4

6

松套

法兰

a≤4

K≥S≥4

4．管子连接接头焊接检验

（1）焊缝尺寸用焊缝卡尺、直尺（钢皮尺等）进行检验，焊缝尺寸应符合图样要求，焊脚（或焊喉）高度要相同，焊缝金属应向母材圆滑过渡，避免尖角。

（2）焊缝外表用放大镜和手电筒检验，焊缝表面不允许有裂纹、焊瘤、气孔、咬边及未填满的弧坑或凹陷，管子内壁不允许塌陷。

若发现上述缺陷应进行修补，直至合格为止。

（3）管子表面如有电弧、擦伤，必须进行铲除，铲除后的凹坑应予以修补，并打磨光滑、和顺。

飞溅物应予清除。

（4）对不加垫环和不采用气体保护焊封底的对接焊缝检验，其内表面的凸出部分不能大于2mm，凹陷不大于1mm，超过上述要求应进行修正。

对要求高的管子，还须进行磨光。

（5）角焊缝应按规范要求进行无损探伤检验。

（6）对Ⅰ级管、Ⅱ级管的对接焊缝，按照规范要求进行X射线检验或γ射线检验。

如不能采用上述方法检验时，经船检部门同意，可采用其他等效的无损检测方法进行检验。

具体要求如下：

①管子外径大于76mm的Ⅰ级管，对接焊缝应全部进行X射线或γ射线探伤检验；外径不超过76mm的Ⅰ级管，对接焊缝的10%应进行X射线或γ射线探伤检验。

②管子外径>100mm的Ⅱ级管，对接焊缝的10%应进行X射线或γ射线探伤抽查检验。

③由于技术原因，上述管子不能进行X射线或γ射线探伤检验时，经船检部门同意，可采用其它等效方法进行检验。

④在Ⅰ级管系中，法兰接头的角焊缝应进行磁粉检查或其他合适的无损检查。

根据管子材料、壁厚、尺寸以及介质的不同，验船部门可提出对其他等级的管系的角焊缝进行磁粉探伤或等效检验。

⑤在特殊情况下，验船部门可以同意以超声波代替射线检查。

⑥X射线、γ射线及超声波检查应由验船部门发证的Ⅱ级人员按合适的工艺进行。

验船部门认为需要，X射线、γ射线及超声波检查的完整工艺应提交审查。

⑦磁粉检查应有适当的设备和工艺，且磁通量能足以探测出缺陷。

必要时，设备应以标准试块进行校准。

（7）检验时还应注意以下几个方面：

①镀锌管和涂塑管在施工中一般不应开孔焊接，以免损坏镀层质量。

②甲板疏排水、暖气、凝水和粪便管等需焊装支管时，应取较小夹角焊接，避免水流方向突变及节流，以保证系统的顺向及美观。

④滑油管、燃油管和液压管的管内清洁度要求很高，故其焊缝应采用气体保护焊封底。

③管子采用对接焊时，一种是采取改善焊缝根部质量措施，另一种是不采取措施，应根据管子的等级、工艺要求而定。

⑤直径20mm以下的管子开孔或切割，一律不允许使用气割，应采用机械方法，以免管道口阻塞。

⑥管子采用定型弯头时，应事先对定型弯头进行清洁除锈，以免焊装后影响焊接质量和给管路清洗带来困难。

三、管子及附件液压试验

1．试验要求

单根管子及附件上船安装之前，应进行液压试验。

该项试验应按图样和工艺文件的规定，单根或将各管子按管路串联进行。

具体要求如下：

（1）Ⅰ级管、Ⅱ级管和设计压力大于0.32MPa的蒸汽管、给水管、压缩空气管、燃油管、液压管和CO2管，在上船安装之前应进行液压试验。

（2）进行液压试验的管子，应在包扎绝热材料或涂上涂层之前进行。

（3）液压试验压力PS=1.5P（P为设计压力，单位：

MPa），当设计温度大于300℃时，试验压力由下式计算，但不必超过2P。

PS=1.5（б100//бt）·P（MPa）

式中б100——100℃时的材料许用应力（N/mm2）;

бt——设计选用温度下的许用力（N/mm2）

管子液压试验压力见表5-8。

（4）所有阀及其他附件的受压部位，装配前应进行液压强度试验，其试验压力为1.5倍设计压力，但不必大于设计压力加7MPa。

2．检验内容和方法

（1）试验用的压力表应经认可的计量部门检定合格，并在有效的使用期内。

（2）Ⅰ级管、Ⅱ级管和其它须经验船师、船东检验的管子，应书面通知他们参加检验。

（3）法兰强度试验用的垫床内孔尺寸须大于法兰内孔尺寸。

（4）液压强度试验时，必须将管内空气排除。

方法是低处进水，高处排气，直到水溢出高端管口为止。

（5）试验时，将压力逐步升高至试验压力，保持5分钟后降压，当压力降至设计压力时再进行检验。

（6）检验时，可用小锤轻轻敲击管子焊缝处，一边敲一边检验是否有泄漏，压力是否下降。

（7）经检验合格的管子，应编号并在其法兰处打上检验钢印。

钢印的内容包括：

①制造厂名称及商标；

②钢管的规格和钢级标记；

③炉罐号或供查阅钢管全部生产过程的识别标志；

④负责最终检验的验船师的印章。

（8）不合格的管子，返工后应重新进行交验。

（9）经检验合格的管子，若在进入下道工序后因某种原因而再次进行弯管、焊接或矫正变形，应重新进行检验和试验。

（10）由于技术原因在装船前无法对管路的各段进行完整的液压试验，经验船部门认可，对所有管路的闭合长度作试验，且应特别注意闭合处的接缝。

表5-8管子液压试验要求

序号

管子名称

液压强度试验压力

（车间内MPa）

试验介质

备注

1

燃油

1.5P

水

2

滑油

1.5P

油或水

3

淡水、海水

1.5P

水

4

压缩空气

1.5P

水

5

蒸汽

t<300℃

t≥300℃

1.5P

2P

水

6

液压油

1.5P

油或水

7

锅炉给水

1.5P

水

8

锅炉放泄

1.5P

水

9

锅炉压力燃油油管

1.5P

水

10

油舱加热管

1.5P≥0.4

水

11

舱底水、压载水管

1.5P

水

12

甲板排水管

—

—

13

污水疏水管

—

—

14

空气管

—

—

若与船体结构密性试验一起试验,则可免试

15

生活用水管

1.5P

水

16

暖汽

1.5P

水

17

泛汽

1.5P

水

18

制冷

1.5P

水

19

水灭火

1.5P

水

20

自动化喷水灭火

1.5P

水

21

二氧化碳灭火

1.瓶及瓶头阀装配后

2.分配阀箱及控制阀

3.瓶头阀至分配阀管

4.自分配阀至喷出头管

24.5

11.8

11.8

1.0

水

水

水

水

22

泡沫灭火

1.5P

水

23

惰性气体

1.5P

水

注：

P—管路设计压力。

第三节管子表面处理检验

一、管子酸洗检验

（一）管子酸洗

1．酸洗的目的和范围

酸洗的目的是对业经内场检验合格的管子，将其表面的锈斑、油污、氧化皮和其它污物在上船安装前进行清除，使管子表面符合要求。

通常情况下，对滑油管、燃油管、过热蒸汽管、冷凝水管、给水管、压缩空气管、制冷管、油舱空气注入测量管、吸入管、海水管、淡水管以及工艺要求另有规定的管子等都要进行酸洗。

2．酸洗程序

（1）将管子放进碱水溶液槽内，进行脱脂及去除表面油污；

（2）将脱脂后的管子放进酸洗槽浸泡，注意管子装挂方向，避免管内存留空气，并翻动管子，使管内溶液不断更新。

（3）将酸洗脱氧后的管子用苏打水溶液中和酸性；

（4）将中和后的管子用清水洗涤，最后用压缩空气吹干；

（5）燃油、滑油管酸洗后还须进行纯化处理，然后内壁涂油；

（6）液压油管经酸洗和纯化处理后，拉白布清洁，并向内壁涂油；

（7）最后，应在管口加盖，以保持管内清洁和防止生锈。

（二）检验

外观检验。

经过酸洗的管子，表面应清洁光亮，无异物，钢管表面呈灰白色，铜管呈红铜色。

如发现管子颜色呈淡红色，说明酸液温度超过400℃，已将硫脲破坏，解决措施是增加硫脲重新酸洗。

若发现局部有氧化皮或锈斑，须铲除后再酸洗。

内壁一般用手电筒照光进行检验，对长的管子则采用拉白布的方法进行检验。

若发现内壁有黑斑、疏松物、砂粒等缺陷应进行消除。

消除方法：

将碱水温度保持在80℃~90℃范围内，将管子重新放入，然后再吊出冲洗。

若内壁涂油不完全，应重新补涂。

经检验合格的管子，车间应按工艺规定及时在管子两端加盖，以免锈蚀和垃圾落入。

二、管子镀锌检验

（一）镀锌的目的和范围

镀锌的目的是保护管子防止腐蚀损坏，延长使用寿命。

通常，镀锌的管子有舱底水管、凝水管、疏排水管、电缆管、CO2管，以及工艺要求另有规定的管子。

1．镀锌程序

（1）对已清洗好的管子进行检查，合格后方可进行电镀锌。

（2）管子或